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CEMENTOS PETROLEROS 1 INDICE RESUMEN 2 Reología 2 INTRODUCCION 4 OBJETIVOS 5 OBJETIVO GENERAL 5 OBJETIVO ESPECIFICO 5 MARCO TEORICO 5 1.- TIPOS DE FLUJO, MODELOS REOLOGICOS 7 1.1.-TIPOS DE FLUJO 1.1.1.- FLUJO LAMINAR 8 1.1.2.- FLUJO TURBULENTO 9 1.1.3.- FLUJO TAPON 10 1.2.-MODELOS REOLOGICOS: 11 1.2.1.-MODELO NEWTONIANO: 11 1.2.2.-MODELO LEY DE POTENCIA MODIFICADA 12 1.2.3.-MODELO DE REOBERTSON STIFF 12 1.2.4.- ECUACION DE CASSON 13 2.- LEY DE POTENCIA, APLICACIÓN 13 2.1.-aplicación 14 3.- CALCULO HIDRAULICO 15 4.- MEZCLA DE LECHADAS 15 4.1Diseño de lechada de cementos 16 4.2.- Aditivos 17 5.- CALCULO DE CONCENTRACIONES Y DENSIDADES 18 5.1 Calculo experimental de la densidad del cemento 18 RESUMEN

Reologia Grupo II

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CEMENTOS PETROLEROS

1

INDICE

RESUMEN 2

Reología 2

INTRODUCCION 4

OBJETIVOS 5

OBJETIVO GENERAL 5

OBJETIVO ESPECIFICO 5

MARCO TEORICO 5

1.- TIPOS DE FLUJO, MODELOS REOLOGICOS 7

1.1.-TIPOS DE FLUJO

1.1.1.- FLUJO LAMINAR 8

1.1.2.- FLUJO TURBULENTO 9

1.1.3.- FLUJO TAPON 10

1.2.-MODELOS REOLOGICOS: 11

1.2.1.-MODELO NEWTONIANO: 11

1.2.2.-MODELO LEY DE POTENCIA MODIFICADA 12

1.2.3.-MODELO DE REOBERTSON – STIFF 12

1.2.4.- ECUACION DE CASSON 13

2.- LEY DE POTENCIA, APLICACIÓN 13

2.1.-aplicación 14

3.- CALCULO HIDRAULICO 15

4.- MEZCLA DE LECHADAS 15

4.1Diseño de lechada de cementos 16

4.2.- Aditivos 17

5.- CALCULO DE CONCENTRACIONES Y DENSIDADES 18

5.1 Calculo experimental de la densidad del cemento 18

RESUMEN

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CEMENTOS PETROLEROS

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Reología

La reología (palabra introducida por Eugene Bingham en 1929) es la rama de

la Física de medios continuos que se dedica al estudio de la deformación y

el fluir de la materia.

Una definición más moderna expresa que la reología es la parte de la física que

estudia la relación entre el esfuerzo y la deformación en los materiales que son

capaces de fluir. Las propiedades mecánicas estudiadas por la reología se pueden

medir mediante reómetros, aparatos que permiten someter al material a diferentes

tipos de deformaciones controladas y medir los esfuerzos o viceversa. Algunas de

las propiedades reológicas más importantes son:

Viscosidad aparente (relación entre esfuerzo de corte y velocidad de corte)

Coeficientes de esfuerzos normales

Viscosidad compleja (respuesta ante esfuerzos de corte oscilatorio)

Módulo de almacenamiento y módulo de pérdidas (comportamiento

viscoelástico lineal)

Los estudios teóricos en reología en ocasiones emplean modelos microscópicos

para explicar el comportamiento de un material. Por ejemplo en el estudio de

polímeros, éstos se pueden representar como cadenas de esferas conectadas

mediante enlaces rígidos o elásticos.

La reología describe la deformación de un cuerpo bajo la influencia de esfuerzos,

pero la reología no está limitada a los polímeros, se puede aplicar a todo tipo de

material, sólido, líquido o gas.

Un sólido ideal se deforma elásticamente y la energía requerida para la

deformación se recupera totalmente cuando se retira el esfuerzo aplicado.

Mientras que, los fluidos ideales se deforman irreversiblemente, fluyen, y la

energía requerida para la deformación se disipa en el interior del fluido en forma

de calor y no se puede recuperar al retirar el esfuerzo. Pero sólo unos pocos

líquidos se comportan como líquidos ideales, la inmensa mayoría de los líquidos

muestra un comportamiento reológico que se clasifica en una región intermedia

entre los líquidos y los sólidos: son a la vez elásticos y viscosos, por lo que se les

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denomina viscoelásticos. Por otra parte, los sólidos reales pueden deformarse

irreversiblemente bajo la influencia de fuerzas de suficiente magnitud, en definitiva,

pueden fluir. En este sentido podemos decir que los sólidos tienen un tiempo de

relajación infinito, mientras que en el caso de los líquidos este valor se aproxima a

cero, por ejemplo, el tiempo de relajación del agua es de 10-12 s. Por otra parte, si

consideramos procesos de deformación característicos asociados a los típicos

tiempos de observación, podemos decir que un número de Deborah grande define

un comportamiento tipo sólido y un número de Deborah pequeño define un

comportamiento tipo líquido.

Se requiere la Reología para predecir:

Qué tan bueno es el transporte los recortes afuera del pozo

Qué tan buena es la limpieza de los ripios en la cara de la barrena.

Cuáles son las pérdidas de presión en el sistema.

Cómo se comporta el sistema de fluido con los regímenes de flujo que se

emplean en el pozo.

En otras palabras se necesita entender la hidráulica de los fluidos.

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INTRODUCCION

REOLOGÍA.- Es la ciencia de la deformación y el flujo de la materia. Esta, como

toda una definición de la rama de la ciencia, lleva implícita una serie de preguntas

fundamentales sobre el por qué, el cómo, la medida y el objeto material del

fenómeno a estudiar. Un ejemplo claro podrían ser los alimentos los cuales

ingresan a nuestra boca, donde lo masticamos para obtener una pasta fluida que

luego se ingiere, la cual, por estar en movimiento, genera deformación y flujo de la

materia, a este tipo de reología es la que llamamos natural.Al someter la muestra

de material a este estudio de deformación y flujo de la materia se puede obtener

información cualitativa y cuantitativa valiosísima. El tener esa información permite:

1. Caracterizar la materia y definir sus parámetros reológicos como viscosidad,

consistencia, propiedades elásticas,

2. Diseñar equipos sofisticados de procesamiento industrial, conociendo

previamente la caracterización de la materia a procesar;

3. Diseñar materiales nuevos con respuestas mecánicas muy específicas y bien

definidas; entre muchas otras acciones.

MECLA DE LECHADAS.- Lechada es otro nombre que recibe la pasta o mortero

que se usa para llenar espacios, vacíos o grietas entre los materiales de

construcción. La lechada se usa comúnmente en las paredes construidas con

ladrillo o uniones de madera y en los pisos de baldosas de cerámica. Además de

ser estéticamente atractiva, como por ejemplo una lechada color beige entre

baldosas blancas, la lechada de cemento es una sustancia importantísima que

mantiene los materiales de construcción en su lugar. Aunque existen diferentes

tipos de lechada, también existen pasos básicos para aprender a mezclar la

lechada apropiadamente; cuando la lechada se prepara con la consistencia

adecuada, se verá excelente y se quedará en su lugar por muchos años.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

El objetivo general de este trabajo es el de dar a conocer que es y para qué

sirve la reología y las técnicas de preparación en la materia de cementos

petroleros.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar el estudio de los tipos de fluidos que existen y algunos modelos

reológicos.

Realizar una definición de la ley de potencia y la aplicación que debe tener.

Realizar cálculos hidráulicos.

Realizar una descripción para realizar una buena mezcla de lechada.

Interpretar los cálculos de concentraciones y densidades.

MARCO TEORICO

1.- TIPOS DE FLUJO, MODELOS REOLOGICOS

Reología es la ciencia que estudia el flujo y la deformación de la materia. En el

campo petrolero es el estudio del comportamiento de los diferentes fluidos de

perforación. Es la energía que se va requerir para remover y circular el lodo a

través del sistema.

Aplicaciones en Cementación:

• Evaluar mezcla y bombeabilidad de lechadas

• Determinar tasas de desplazamiento apropiados para una remoción de lodo

efectiva y colocación de lechada

• Estimar presiones de fricción

• Calcular los HHP requeridos

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Viscosidad (𝜇): Resistencia que opone un fluido a ser deformado. En términos

matemáticos es la relación de proporcionalidad entre el esfuerzo de corte y la tasa

de corte. En la Figura 1 se aprecian los tipos de viscosidad.

FIGURA 1 Tipos de viscosidad

FUENTE. Reología lodos de perforación

Cuando un fluido es no newtoniano y no lineal presenta una viscosidad diferente

para cada tasa de corte, esta es llamada viscosidad absoluta. La viscosidad

plástica es generalmente explicada como la parte de la resistencia al flujo causada

por fricción mecánica y es afectada por la concentración de sólidos, el tamaño y la

forma de las partículas solidas y la viscosidad de la fase fluida. Una baja

viscosidad plástica puede traer ventajas como menores pérdidas de presión a

altas tasas de corte y un mejor levantamiento de cortes.

Fluidos Newtonianos

Los fluidos Newtonianos son aquellos en los cuales la viscosidad permanece

constante para todas las velocidades de cizallamiento siempre y cuando la

temperatura y la presión permanezcan constantes.

Ejemplos de Fluidos Newtonianos son: el agua, la glicerina y el aceite ligero.

Fluidos No Newtonianos

•Los fluidos no newtonianos no muestran una proporcionalidad directa entre el

esfuerzo de cortante y la velocidad de cizallamiento. La mayoría de los fluidos de

perforación son no newtonianos. La viscosidad de un fluido no Newtoniano se

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conoce como la viscosidad efectiva y para obtener su valor se debe especificar

una velocidad de cizallamiento específica.

FIGURA 1 Clasificación de los fluidos

1.1.-TIPOS DE FLUJO

FUENTE. Schlumberger –Reologia de los cementos

De acuerdo a la velocidad de flujo, un fluido puede desplazarse:

Flujo laminar

Flujo turbulento

Flujo tapón

1.1.1.- FLUJO LAMINAR

En el flujo laminar el perfil de flujo es desigual, la velocidad del fluido es mayor en

el centro de hueco, que en contacto con las paredes.

A consecuencia de este perfil desigual puede haber una tendencia de los recortes

de acumularse en los bordes del pozo ya que la velocidad del flujo en esa zona es

cero. Las partículas se mueven en líneas rectas y paralelas.

La viscosidad del fluido es constante siempre y cuando no haya un cambio de la

velocidad de corte.

FIGURA 1.1 Flujo Laminar

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1.1.2.- FLUJO TURBULENTO

El flujo turbulento está representado por un perfil de velocidad aplanado y las

partículas son transportadas en una forma caótica sin ningún orden aparente.

La capacidad de arrastre y de limpieza de este flujo es buena pero su poder

erosivo es elevado. Flujo turbulento va a lavar el hueco considerablemente.

FIGURA 1.2.- Flujo Turbulento

1.1.3.- FLUJO TAPON

En el flujo tapón la velocidad de flujo es reducido y el perfil de velocidad es

constante. Es decir el fluido se mueve a manera de un tapón con la misma

velocidad en el centro del hueco que en los bordes.

La capacidad de arrastre y de limpieza de este flujo es buena y los requerimientos

de energía son reducidos. Es impracticable justamente a consecuencia de las

reducidas velocidades anulares.

FIGURA 1.3.- Flujo de Tapón

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1.2.-MODELOS REOLOGICOS:

Los modelos reológicos son una relación matemática que nos permite caracterizar

la naturaleza reológica de un fluido, estudiando la deformación dada a una tasa de

corte específica.

Para fluidos Newtonianos tenemos:

El modelo Newtoniano

La reología permite analizar la hidráulica en la perforación rotatoria. Para ello, se

utilizan normalmente los modelos:

Modelo de Bingham

Ley de Potencia

Por lo simple de las ecuaciones de flujo y la facilidad con la que se estiman los

parámetros involucrados. Sin embargo, algunos autores consideran que estos

modelos no siempre tienen la capacidad de caracterizar el fluido en un rango

amplio de tasas de corte y extienden el análisis a otros modelos reológicos. En

este estudio se seleccionan tres adicionales a los tradicionalmente usados, para

analizar el comportamiento de los lodos en rangos de trabajo más amplios, ellos

son:

Ley de Potencia Modificada (Herschel-Bulkley)

Modelo de Robertson-Stiff

Ecuación de Casson.

Los modelos se definen sin tener en cuenta el efecto de la rotación ni la variación

de la temperatura con la profundidad. A continuación se describe cada uno de

ellos.

1.2.1.-MODELO NEWTONIANO:

Fluido fluye tan pronto una fuerza es aplicada.

Esfuerzo de Corte es proporcional a la Velocidad de Corte.

La Viscosidad es constante.

El fluido Newtoniano es caracterizado por:

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GRAFICA 1.1. MODELO NEWTONIANO

FUENTE Schlumberger - Reologia de los Cementos

1.2.2.-MODELO LEY DE POTENCIA MODIFICADA

Es el resultado de la combinación de aspectos teóricos y prácticos de los modelos

Plástico de Bingham y Ley de Potencia. La siguiente ecuación describe el

comportamiento de un fluido regido por este modelo:

= 𝑦+ 𝐾𝛾 𝑛

En este modelo los parámetros “𝑛” y “𝑘” se definen igual que en Ley de Potencia.

Como casos especiales se tienen que el modelo se convierte en Plástico de

Bingham cuando 𝑛=1 y en Ley de Potencia cuando 𝑦=0.

GRAFICA 1.4 MODELO LEY DE POTENCIA MODIFICADO:

FUENTE Schlumberger – Mecánica de Fluidos e Hidráulica de Perforación.

1.2.3.-MODELO DE REOBERTSON – STIFF

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Fue presentado en 1979 como un modelo hibrido de los modelos Ley de Potencia

y Plástico de Bingham para representar lechadas de cemento y lodos. La ecuación

que lo caracteriza es:

=𝑘( 𝛾 𝑜+𝛾) 𝑛

El parámetro 𝛾 𝑜 es considerado como una corrección a la tasa de corte, de modo

que 𝛾 +𝛾 𝑜 representa la tasa de corte requerida por un fluido seudo-plástico puro

para producir el esfuerzo de cedencia del modelo de Bingham. Los parámetros “𝑛”

y “𝑘” se definen igual que en Ley de Potencia.

Los modelos ya mencionados dependen de ciertos parámetros para ser

calculados.

1.2.4.- ECUACION DE CASSON

Este modelo da una buena descripción de las características reológicas de los

fluidos de perforación. A altas temperaturas y bajas presiones la aproximación se

hace más pobre. La relación que los caracteriza es:

1/2 = 𝑦1/2 + (𝜇𝑝𝛾)

1/2

2.- LEY DE POTENCIA, APLICACIÓN

Con el avance de la tecnología en la perforación de pozos más profundos en

medio ambientes más rigurosos se vio la necesidad de contar con valores

hidráulicos más exactos y confiables. Las caídas de presión sobre todo en el

espacio anular deben ser calculados con gran exactitud.

Se ha demostrado que los fluidos de perforación se comportan como fluidos no-

Newtonianos a baja velocidad de corte. Estas velocidades son típicas del espacio

anular. Se estableció claramente la necesidad de contar con un modelo hidráulico

que se aproxime con mayor exactitud al comportamiento de los fluidos bajo esas

condiciones El modelo de Ley de Potencia posee una exactitud mayor que los

modelos estudiados. Mediante la aplicación de este modelo se examina al

comportamiento de los fluidos de perforación a velocidades de corte más

reducidos.

2.1.-aplicación:

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Se utiliza para simular el comportamiento de fluidos de perforación basados en

polímeros que no tienen un esfuerzo de cedencia. (Por ejemplo las salmueras

transparentes viscosificadas). La ecuación general para este modelo es:

𝐾 𝛾

Donde: K = Índice de consistencia

n = Índice de comportamiento de flujo. 0 < n < 1.0

Para poder utilizar al Modelo de Ley de Potencia para la evaluación del

performance hidráulico de un fluido de perforación se deben calcular los

parámetros hidráulicos “n” y “K”. Esto se logra mediante el uso de un reómetro

convencional. Se determinan los esfuerzos de corte a velocidades de 3; 50; 100;

300 y 600 RPM. Estos valores se deben graficar en un papel log-log contra los

valores de la velocidad de corte correspondiente. Para mayor precisión se

recomienda calcular ambos valores matemáticamente.

𝑛

𝐾

Con el avance de la tecnología y la perforación de pozos más profundos en medio

ambientes más rigurosos se vio la necesidad de contar con valores hidráulicos

más exactos y confiables. Las caídas de presión sobre todo en el espacio anular

deben ser calculadas con gran exactitud.

3.- CALCULO HIDRAULICO

La hidráulica es la ciencia que estudia y define al comportamiento de los fluidos en

movimiento. Un fluido en estado dinámico se desplaza a velocidades diferentes,

produciendo caídas de presión de acuerdo a la velocidad de flujo. La meta de la

hidráulica es la de utilizar el comportamiento reológico de los fluidos para describir

las propiedades de flujo del fluido en los confines del sistema circulatorio a

diferentes caudales de circulación, de tal manera que se puedan hacer ajustes

para lograr una eficiencia hidráulica óptima para la limpieza del hueco, control de

presiones de formación, etc.

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Las diferentes propiedades físicas del fluido se pueden manipular para una

hidráulica óptima. La flexibilidad y la habilidad de cambiar y controlar a estas

propiedades van a influenciar profundamente la eficiencia de la optimización

hidráulica. Otros factores que van a afectar al diseño hidráulico son: las

dimensiones del sistema circulatorio, como ser el tamaño del hueco, dimensiones

de la sarta de perforación, lo mismo que el volumen que se circula. Estos factores

son controlables hasta cierto punto.

Mediante la selección cuidadosa de las tuberías, dril collars y volúmenes de

circulación vamos a poder establecer velocidades anulares que son los más

favorables para una buena limpieza del hueco.

Conociendo estos datos, lo mismo que a las propiedades del lodo, los podemos

utilizar para determinar las velocidades anulares optimas para cada caso y

optimizar nuestro diseño de tal manera que se obtengan elevadas penetraciones.

4.- MEZCLA DE LECHADAS

Una lechada de cemento es simplemente una mezcla de cemento seco y agua.

En la industria petrolera es utilizada para el proceso de cementación de pozos con

el objetivo de crear, rellenar el espacio entre los revestidores y el hoyo formando

una barrera sólida.

En las cementaciones primarias las lechadas de cemento deben poseer una

viscosidad o consistencia que ofrezcan un desplazamiento eficiente de lodo, que

permitan una buena adherencia del cemento con la formación y el revestimiento.

Para logar esto, las lechadas son mezcladas con una cantidad específica de agua

que impida una separación de agua libre. El tamaño de la partícula, el área

superficial, y los aditivos, todo influye en la cantidad de agua requerida en el

mezclado para lograr una viscosidad particular de lechada.

4.1Diseño de lechada de cemento

Para determinar el tiempo durante el cual se bombeara la lechada, es necesario

conocerlas condiciones del pozo, así como la potencia hidráulica requerida, caudal

de desplazamiento, volumen de lechada y relación entre el diámetro del pozo y el

revestimiento. Los datos de resistencia de cemento están basados en las

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temperaturas y presiones a que este expuesta la lechada en el fondo del pozo, e

indican el tiempo requerido para que el cemento resulte suficientemente fuerte

para soportar el revestimiento.

Más detalladamente, algunos de esos parámetros necesarios para el diseño son:

Tiempo de cementación: Es el tiempo mínimo requerido para el

endurecimiento de la lechada por la deshidratación del cemento; este

tiempo es 1.5 veces mayor que el tiempo de duración de las operaciones de

cementación; es decir si las operaciones duran 5 horas, el tiempo de

fraguado del cemento será 7.5 horas.

Tiempo de espesamiento: Es el tiempo que se le da a una lechada para que

permanezca lo suficientemente fluida para poder bombearse en el hoyo

bajo determinadas condiciones de temperatura y presión.

Tiempo mezclando y bombeado: es el tiempo minimo para mezclar y

bombear la lechada de cemento dentro del pozo hasta el espacio anular.

Las consideraciones técnicas dependen del tiempo de bombeabilidad,

depende del tipo de trabajo, condiciones de pozo y el volumen de cemento

que se desea bombear.

Tiempo soltando los tapones: Es el tiempo requerido para soltar los tapones

antes y después de la lechada de cemento para iniciar el desplazamiento.

El tiempo que dura colocando cada tapón es de aproximadamente 10

minutos.

Tiempo de desplazamiento: Es el tiempo requerido para que la columna de

cemento se desplace dentro del revestimiento hasta llegar al fondo del

hoyo. Este factor está en función de la profundidad de la sección a

cementar, el caudal de bombeo y las propiedades del revestidor.

4.2.- Aditivos

Los aditivos tienen como función adaptar los diferentes cementos petroleros a las

condiciones específicas de trabajo. Pueden ser solidos y/o líquidos. Pueden ser

requeridos para:

Variar la densidad de la lechada

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Cambiar la fuerza de compresión

Acelerar o retardar el tiempo de asentamiento

Controlar la filtración y la perdida de fluido

Reducir la viscosidad de la lechada

Las cantidades de aditivos secos normalmente son expresados en términos de

porcentaje por peso de cemento % (BWOC). Los aditivos liquidos normalmente

son expresados en términos de volumen por peso de cemento (gal/sx).

La mezcla de cemento involucra dos acciones:

– 1. Proporción exacta de sólidos de cemento con agua de mezcla (sólidos son

entregados a un sistema de mezcla)

– 2. Homogenización de la mezcla por dispersión y defloculación de sólidos

Proceso de Mezcla

El proceso de mezcla deberá seguir un orden analizado en la figura

FIGURA 1.4 Proceso de Mezcla

Un mínimo monto de energía debe ser aplicado durante un cierto período para

asegurar una completa defloculación. Suficientemente largo período de mezcla

para garantizar una correcta hidratación del cemento.

GRAFICA 1.6 Defloculación

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FUENTE Schlumberger – Mezcla de lechadas

Para lograr completa dispersión, el tamaño del más pequeño grumo debe igualar

las dimensiones del grano de cemento. Mezclar rápido y durante más tiempo

mejora defloculación. La energía de mezcla requerida depende de la densidad de

la lechada.

Energía de Mezcla: Proceso Químico

• Cemento reacciona con agua para formar hidratos

• Formación de Portlandite y Ettringite

• Tasa de nucleación de Portlandite y Ettringite depende del tiempo y velocidad

rotacional

• Tiempo de mezcla es el factor principal: más largo tiempo de mezcla, más

grande monto de hidratos formados durante la mezcla.

FIGURA 1.5 Energía de la mezcla

FUENTE Schlumberger – Mezcla de lechadas

5.- CALCULO DE CONCENTRACIONES Y DENSIDADES 5.1 Calculo experimental de la densidad del cemento

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1. Para calcular la densidad del cemento o lechada lo primero que se debe hacer

es, con un embudo, verter gasolina en el frasco de Le Chatelier, ya que éste

frasco cumple con los requisitos de la norma, hasta alcanzar entre la marca que va

desde 0 a 1 ml., y así anotar el volumen inicial.

2. Se debe pesar una muestra de cemento o lechada hasta alcanzar 64 g. de

masa.

3. El siguiente paso a seguir es agregar la muestra de cemento en el frasco, con

precaución para que el cemento no se adhiera a las paredes del frasco; en caso

de que esto suceda, se debe usar la herramienta apropiada, para hacer caer los

restos de cemento hasta el líquido.

4. Colocar un tapón en el frasco, y luego hacer vibrar el recipiente, de forma tal

que se lograr sacar todo el aire atrapado entre las partículas de cemento.

5. Finalmente, se toma la medida del volumen final, gasolina más cemento, de

forma que se puedan realizar ya los cálculos necesarios para obtener el valor del

objetivo. CÁLCULO DE CONCENTRACIONES Y DENSIDADES.

Las concentraciones y densidades de la lechada de cemento sirven para:

a. Proteger la formación productiva.

b. Ayudar a controlar reventones provenientes de zonas sobre-presionadas.

c. Sellar zonas problemáticas o de pérdida de circulación antes de continuar la perforación.

d. Ayudar a soportar el revestimiento.

SOPORTE DE CARGA AXIAL.- La fuerza requerida en el cemento para soportar la carga

axial del casing es determinada mediante Pruebas de resistencia de adhesión, la cual es

proporcional al área de contacto entre el cemento y el casing.

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La resistencia a la adhesión incrementa con la tensión del cemento o fuerza compresiva.

Una reducción significante en la resistencia de adhesión es causada por la humedad del

lodo. Resultados pobres son obtenidos cuando en la tubería no se remueve la capa de

lodo.

Basados en los resultados, Bearden y lane proveen una relación que determina la

capacidad de soporte de la cubierta de cemento:

F= 0.969 * Sc * d * H donde:

F = Fuerza de carga para romper la adhesión de cemento, lb

Sc = Fuerza compresiva, PSI

d = Diametro externo de casing, pg

H = altura de la columna de cemento, pie

AGARRE DEL PESO AXIAL.- El casing es sujetado por cuñas del equipo tipo agarre (F)

peso axial del casing, refuerza elementos de agarre de la Fuerza radial (W) La acción de

cuñas y agarre en el agujero conico.

Peso axial critico (Fc) para equipos tipo agarre donde la deformación permanente del

casing pasa, es determinada por:

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Fc (Lbs) = C*A*σ donde:

σ = esfuerzo elástico del casing (PSI)

A = Area de la tubería (in)

C = factor de aplastamiento =

r = OD casing

L= longitud de agarre (in)

K= factor de peso transversal =2.636 basado por la API en Tapones que evitan

deslizamiento de 2 pg/pie Y coeficiente de friccion de 0.2

Ejemplo: Para 9%-inch, 47 lb/pie,N-80 casing, usando 14-pulgada slips: A = 13.57 in2 C = 0.606 T = 80,000psi y Fc= 0.606 * 13.57 * 80,000= 657,000 lb Fuerza radial (W) es relacionada a la fuerza axial (F) el coeficiente de friccion (µ.) tienen

relación de: Donde: a = Angulo de: Slip bowl taper

µ= 0.2

TERMINOS NECESARIOS PARA CALCULAR LA DENSIDAD:

• Por Definición, un saco de cemento es igual a 94 libras.

• La densidad del Agua dulce es de 8.33 lpg.

• La densidad del agua salada puede variar según el lugar. El personal debe revisar dicho

valor específico para cada zona.

Rendimiento del Cemento es el volumen total de la mezcla obtenido por cada saco de

cemento seco.

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Volumen Absoluto.- Es el volumen ocupado por el mismo peso de material menos los

espacios vacíos entre las partículas.

Un recipiente con 1 pc (7.48 gal) contiene 1 saco de cemento seco

Ejemplo: Densidad de cemento Requerida = 15.5 ppg cemento clase G y agua dulce

Volúmenes absolutos Estándar: