8/12/2019 Cementaciones de Pozos Petroleros
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CEMENTACIONES DE
POZOS PETROLEROS
Por.: Reynaldo Marn Domnguez
UMSA
La Paz Bolivia
2011
KOS (King Oil Sevices)
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Definicin de Cementacin
La cementacin de pozos es el procesoque comprende la mezcla de cemento,agua y aditivos; y el bombeo de dicha
mezcla a travs de la caera hacia losobjetivos que se desean aislar en el espacio anular.
Las funciones principales son las de
anular el movimiento de los fluidos entrelas formaciones y la adherencia y soportede la caera.
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El Cemento
El cemento es una mezcla compleja de
caliza y otros materiales con alto
contenido de carbonato de calcio,
slice, fierro y arcilla, los cuales
molidos y calcinados forman el
CEMENTO.
El cemento al entrar en contacto con el
agua forma un cuerpo slido.
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Proceso de Fabricacin
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caliza arcilla yeso Silice
moliendaPolvo
crudocalor
clinker yeso aditivos puzolana
molienda
CaCO3 CaSO4 2H2O Fe2O3 z H2O SiO2 x H2O
Al2O3 y H2O
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Diagrama de Fabricacin deCemento (Fase I)
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Diagrama de Fabricacin deCemento (Fase II)
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Clasificacin de CementosPetroleros segn A.P.I.
Cem. Clase A: 1829 m., 77C. Cem. Clase B: 1829 m., 77C (Sulfatos) Cem. Clase C: 1829 m., 77C (Sulfatos) Cem. Clase D: 1829-3048 m., 110C.
Cem. Clase E: 1829-4267 m., 143C Cem. Clase F: 3048-4877 m., 160C Cem. Clase G: 2438 m. 93C. compatible
con Aceleradores y Retardadores de frage(Tipo A)
Cem. Clase H:2438 m. 93C. compatiblecon Aceleradores y Retardadores de frage(Tipo A)
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Aditivos Aplicados enCementaciones
Aceleradores: Reducen el tiempo de fraguado(CaCl2, NaCl, CaSO4)
Retardadores: Prolongan el tiempo de fraguado(Lignosulfnicos, Acido orgnicos)
Alivianadores de Peso: Reducen el peso delsistema de cemento (Bentonita, Gilsonita)
Densificantes de Peso: Incrementa la densidaddel sistema de cemento (Baritina, Hematita,
Ilmenita)Perdidas de Circulacin:Neutralizar la perdida de
circulacin (Gilsonita, Mica, Celofn, CMHEC)
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Control de Filtrado:Aplicable en Cementacionesforzadas, Cementaciones de liner (Polmeros,
Dispersante.)Dispersantes : Mejora las propiedades de flujo(cidos orgnicos, Polmeros, ClNa)
ADITIVOS ESPECIALES
Sal (ClNa): Mejor adherencia a lutitas
Slice en Polvo : Cementaciones a altastemperaturas (Slice, Dixido de Slice)
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Reologia
Modelos Reolgicos:
Los modelosreolgicos sonecuacionesmatemticas para
predecir elcomportamientode los fluidos,
siendo la mayora
de estos Nonewtonianos y
pseudoplasticos.
Modelo Newtoniano
Modelo Plstico Bingham
Modelo Ley de Potencia
Modelo Ley de Potencia Modificada (Herschel Bulkley)
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Comportamiento de Curvas de los Modelos Matematicos
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Propiedades de la Lechadas
Densidad
Viscosidad
Punto Cedente
Tiempo de Bombeabilidad
Tiempo de frage
Filtrado Resistencia a la compresin
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Tiempo de Bombeabilidad.- Es el tiempo requerido para mezclar, bombear,desplazar, forzar y localizar en el espacio
anular. Tiempo de Frage .- Es el tiempo que
requiere la lechada de cemento paraalcanzar su mxima capacidad de
resistencia al esfuerzo comprensivo. Filtrado.- Es cuando la fase acuosa de la
lechada de cementacin escapa al interiorde la formacin dejando las partculas
slidas atrs. Resistencia a la Compresin.- Nos
indica la fuerza necesaria para romper unamuestra de cemento fraguado.
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Unidades de Cementacin
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Instrumentos de Control
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Instrumentos de Control
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Registro de Caliper
Una vez concluida con la perforacin hasta
la profundidad indicada, Es entonces que se
debe correr un registro en agujero abierto, y
es de el REGISTRO DE CALIPER o de Calibre. Esto por la razn de que debemos
saber con exactitud de la geometra que ha
tomado el pozo y poder calcular los
volmenes. La herramienta calibrador es como de un
Micro esfrico.
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Registro de Calibre en agujeroAbierto
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CEMENTACIN PRIMARIA
Es el proceso que consisteen colocar cemento enel espacio anular,entre la tubera derevestimiento y laformacin expuestadel agujero.
Asegurando un sellocompleto ypermanente.
FUNCIONESPRINCIPALES :
1. AISLAMIENTO2. PROTECCIN Y3. SOPORTE
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CEMENTACION DE CAERIA DEL TRAMO GUIA OCONDUCTORA
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CEMENTACIN DE LA CAERASUPERFICIAL
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CEMENTACIN DE LA CAERAINTERMEDIA
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CEMENTACIN DE LA CAERA DEPRODUCCIN
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ACCESORIOS DE CEMENTACION
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Zapato Gua .- Es un dispositivo que sebaja al principio de la casing, presenta uncurvatura en la parte inferior el mismo
ayuda como gua ante obstculos que sepresenten. Zapato flotador .- Es similar al anterior
dispositivo solo que este en su interior
lleva una vlvula de contra flujo. Collar Doble Etapa .- Utilizado en la
cementacin de la 2da. Etapa, permite elcontacto del interior con el anular a travs
de ventanas que son abiertas por eltorpedo y cerradas por el tapn dedesplazamiento.
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Collar Diferencial .-Es un dispositivo quese ubica por encima de una pieza decasing, la vlvula inferior trabaja enconjunto con una camisa deslizable queregula la apertura para el llenado en elinterior del casing, llenando el casing en
un 85%-90%. Este procedimiento continua hasta elagregado de la ultima pieza de casing.
Por ltimo lanzar la bola desde superficie
hasta que la vlvula superior se cierre, yconsecuentemente el collar diferencial seconvierta en un collar flotador.
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CEMENTACION EN UNA SOLAETAPA
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Drilling
Fluid
Spacer Fluid
Bottom Plug
Shoe Joint
Top Plug
Cement
A B C
Float Shoe
Float
Collar
Bottom Plug
Ruptured
Top Plug
Released
Plug Bumped
Displacement
Fluid
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Cementacin de Casings de DimetroGrande
Cuando se debe cementar caeras derevestimiento de dimetros grandes, como
tramo gua, tramo superficial. Entonces se utiliza
la cementaciones con extensiones (Stingers).
Para este efecto dispones un zapato gua
especial que con un adaptador que es
conectado al sondeo de perforacin.
Este trabajo se realiza a manera de evitar elmanejo de grandes volmenes del fluido de
desplazamiento
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Adaptador
Zapato Gua + Adaptador
Zapato Gua
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Cementaciones por EtapasLas cementaciones por etapas se aplica en los
casos:
Cementacin de la formacin en cualquier
punto, o especficamente (zonas de inters).
Reducir el problema de canalizacin.
Reduce el problema de perdidas de lechada,
en zonas donde existe perdida de circulacin
Permite aislar el espacio anular entrecaeras, en zona donde se encuentra el
anterior zapato.
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C t i d E t
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C e m e n t a c i n e n d o s E t a p a s.
Collar de
doble etapa
Cesta
Centralizador
Zapato Gua
Torpedo
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SECUENCIA OPERATIVADE UNA CEMENTACION DE DOBLEETAPA
1. Circ ular y acond ic ionar lodo
2. Probar pres in en las lneas
3. Bombear bache lavado r y espac iado r4. Bombear lechada de cemen tac in
5. Lanzar tapn de la p r imer etapa.
6. Desp lazar la lechada de cementac in con f lu ido deperforacin
7. Pu rgar y ver if ic ar s i hay reto rno8. Lanzar torpedo, presur izar para aper tura de col lar de 2da.
Etapa
9. C ir cular lodo por co ll ar de 2da. Etapa.
10. Bombear co lchn lavado r
11. Bom bera lechada de 2da. Etapa.12. Lanzar tapn de 2da. Etapa o tapn de cierre.
13. Desplazar lechada de cemento con f lu ido de perforac in.
14. Presur izar el tapn hasta cerrar los p uertos del col lar.
15. L iberar y ver if icar retorno
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Cementacin de Liner
Son caeras de menor d imetro queno se corre desde superf ic ie, s i no que
son co lgadas en cas ing anter io r,adems que reduceel cos to , s i se
h ic iera por la operacinconvencional
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Arre
glo de bajada de l iner
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Arreglo de bajada de l iner
Cabeza de cementacin de liner
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SECUENCIA OPERATIVADE UNA CEMENTACION DE LINER
1. Circ ular y acond ic ionar lodo
2. Probar pres in en las lneas
3. Bajar arreg lo , Zpto. Flo tador + I pza de cas ing + collar de
asiento + N pzas de casing + Colgador de l iner + Sett ing Too l
+ N barras de sondeo.
4. L lenar sondeo cada 10 t ir os .
5. De super fi c ie acc ionar Hta. Set ti ng Too l6. Bombear Co lchn lavado r + Lechada de Cemen to
7. Soltar tapn y desplazar lechada de cemento hasta alcanzar el
tapn l im piado r de l iner.
8. Continuar desp lazamien to has ta asentar en co llar as ien to .
9. Hall ar la p res in de c ier re.
10. Levantar Hta. L ibrar Set t ing Tool
11. Ci rcu lar inversa.
12. Sacar her ramien ta.
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CLCULOS BSICOS PARA LA CEMENTACIN
Requerimiento de lechada.
Numero de sacos de cemento.
Volumen de agua de mezcla (Mixwater).
Volumen de aditivos.
Volumen de operacin durante la operacin.
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VOLUMEN DE OPERACIN DURANTE LA OPERACIN
STINER OPERATION
OPERACIN CONVENCIONAL
OPERACIN DOBLE ETAPA
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STROKES NECESARIOS PARA EL DESPLAZAMIENTO
DURACIN DE LA OPERACIN
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PLEASE?
Don`tsleep!!
Thanks!!
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