Tecnicas de Cementacion Grupo # 1

Republica Bolivariana de VenezuelaMinisterio Popular para la Defensa.

Universidad Nacional Experimental de la FuerzasArmada.

UNEFA – Núcleo Anzoátegui.Reacondicionamiento de Pozos

Profesor:Ing. Joglyth Vargas

Integrantes:Alba Miranda. Bastidas C.Yonny. Carlos Ortega. Pedro RondoAndrés RodríguezMiguel Gómez

Marzo 2015

Mezcla de piedra Caliza y otros materiales ricos en Carbonato de Calcio con Arcilla y algo de Oxido de Hierro y Aluminio , molidos y calcinados, que al entrar en contacto con el agua forman un cuerpo sólido

CaOCaO

(Caliza) (Caliza)

MaterialMaterialeses

InicialesIniciales

SiO2 (Sílice)SiO2 (Sílice)

Al2O3 (Arcilla)Al2O3 (Arcilla)

Fe2O3 (Oxido Férrico)Fe2O3 (Oxido Férrico)

++ Calor Calor (2600-3000 ºF)(2600-3000 ºF) Clinker + YesoClinker + Yeso

(4-8%)(4-8%)

Cemento PortlandCemento Portland

Cemento:Cemento:

Clasificación API de los Clasificación API de los Cementos:Cementos:

Aditivos para Cementos:Aditivos para Cementos: AceleradoresAceleradores

Son productos químicos que reduzcan el tiempo de Son productos químicos que reduzcan el tiempo de fraguado de los sistemas de los cementos. fraguado de los sistemas de los cementos. Incrementan la velocidad de desarrollo de Incrementan la velocidad de desarrollo de resistencia compresiva.resistencia compresiva. RetardadoresRetardadores

Son productos químicos que prolongan el tiempo de Son productos químicos que prolongan el tiempo de fraguado de los sistemas de cemento.fraguado de los sistemas de cemento.

ExtendedoresExtendedores

Son materiales que bajan la densidad de los Son materiales que bajan la densidad de los sistemas de cemento y/o reducen la cantidad de sistemas de cemento y/o reducen la cantidad de cemento por volumen del producto fraguado.cemento por volumen del producto fraguado.

DensificanteDensificante

Son materiales que incrementan la densidad de los Son materiales que incrementan la densidad de los sistemas de cemento.sistemas de cemento.

Aditivos para Cementos:Aditivos para Cementos: DispersantesDispersantes

Son productos químicos que reducen la viscosidad Son productos químicos que reducen la viscosidad de las lechadas de cemento.de las lechadas de cemento.

Controladores de filtradoControladores de filtrado

Son materiales que controlan la perdida de la fase Son materiales que controlan la perdida de la fase acuosa de los sistemas de cementos, frente a acuosa de los sistemas de cementos, frente a zonas permeables.zonas permeables.

Controlador de pérdida de circulación Controlador de pérdida de circulación

Son materiales que controlan la perdida de cemento Son materiales que controlan la perdida de cemento hacia las zonas débiles de la formación o hacia las zonas débiles de la formación o fracturas.fracturas.

Aditivos especialesAditivos especiales

Es la miscelánea de aditivos complementarios para Es la miscelánea de aditivos complementarios para la cementación, tales como antiespumantes y la cementación, tales como antiespumantes y controladores de regresión de la resistencia controladores de regresión de la resistencia compresiva.compresiva.

Lechadas de Cemento:Lechadas de Cemento:

Las lechadas de cemento son suspensiones Las lechadas de cemento son suspensiones altamente concentradas de partículas sólidas de altamente concentradas de partículas sólidas de agua. El contenido de sólidos de una lechada de agua. El contenido de sólidos de una lechada de cemento puede llegar hasta 70%. cemento puede llegar hasta 70%.

La reología de la lechada de cemento está La reología de la lechada de cemento está relacionada con la del líquido de soporte, la fracción relacionada con la del líquido de soporte, la fracción volumétrica de los sólidos (volumen de volumétrica de los sólidos (volumen de partículas/volumen total) y la interacción entre las partículas/volumen total) y la interacción entre las partículas.partículas.

En una lechada de cemento, el fluido intersticial es En una lechada de cemento, el fluido intersticial es una solución acuosa de varias clases de iones y una solución acuosa de varias clases de iones y aditivos orgánicos. Por lo tanto, la reología de la aditivos orgánicos. Por lo tanto, la reología de la lechada difiere de la del agua. Los sólidos en una lechada difiere de la del agua. Los sólidos en una lechada están en función directa a su densidad. lechada están en función directa a su densidad.

Lechadas de Cemento:Lechadas de Cemento:

Las interacciones de las partículas dependen Las interacciones de las partículas dependen principalmente de la distribución de las cargas principalmente de la distribución de las cargas superficiales. Los Dispersantes del cemento, superficiales. Los Dispersantes del cemento, también conocidos como “súper plastificadores”, también conocidos como “súper plastificadores”, ajustan las cargas superficiales de las partículas ajustan las cargas superficiales de las partículas para obtener las propiedades reológicas deseadas para obtener las propiedades reológicas deseadas de la lechada.de la lechada.

Propiedades del Cemento:Propiedades del Cemento:

Las propiedades de los cementos utilizados en las Las propiedades de los cementos utilizados en las operaciones de cementación, varían de acuerdo a lo operaciones de cementación, varían de acuerdo a lo siguiente:siguiente:

Ubicación GeográficaUbicación Geográfica Condiciones de fondo del pozo Condiciones de fondo del pozo

(Temp.,Prof.,Presión.)(Temp.,Prof.,Presión.) Tipo de CementaciónTipo de Cementación Tipo de agua a utilizar para la mezclaTipo de agua a utilizar para la mezcla

Rendimiento de la lechada:Rendimiento de la lechada:

Es el número de pies cúbicos por saco de cemento, Es el número de pies cúbicos por saco de cemento, mezclados con determinada cantidad de agua. Es mezclados con determinada cantidad de agua. Es preferible que sobre cemento y no que falte, preferible que sobre cemento y no que falte, especialmente cuando puede haber contaminación especialmente cuando puede haber contaminación con lodo, dilución o canalización. con lodo, dilución o canalización.

Relación de agua de las Relación de agua de las lechadaslechadas:: Es importante para determinar el tiempo de Es importante para determinar el tiempo de bombeabilidad y la resistencia a la compresión del bombeabilidad y la resistencia a la compresión del cementocemento

Regla campo:Regla campo:

Demasiado agua en la copa de muestra, Demasiado agua en la copa de muestra, aparecerá agua en la parte superior de la lechadaaparecerá agua en la parte superior de la lechada

Poca agua: lechada espesa y difícil de bombearPoca agua: lechada espesa y difícil de bombear

Estas propiedades dependen de:Estas propiedades dependen de:

La relación de agua de las lechadas ( Gal /sacos)La relación de agua de las lechadas ( Gal /sacos) Densidad de la lechada ( Lbs / Gal )Densidad de la lechada ( Lbs / Gal ) Rendimiento de la lechada ( ft3 / saco )Rendimiento de la lechada ( ft3 / saco )

Densidad de la lechada:Densidad de la lechada:Debe ser lo suficientemente alta como para Debe ser lo suficientemente alta como para mantener el control del pozo.mantener el control del pozo.

Tiempo de bombeabilidadTiempo de bombeabilidad Características del flujoCaracterísticas del flujo Capacidad de desplazamiento del lodoCapacidad de desplazamiento del lodo

En el campo se chequea mediante el uso de una En el campo se chequea mediante el uso de una balanza de lodos. balanza de lodos.

Si la densidad es incorrecta durante la Si la densidad es incorrecta durante la cementación, se pueden afectar propiedades de la cementación, se pueden afectar propiedades de la lechada como:lechada como:

Agua libreAgua libre Resistencia a la compresiónResistencia a la compresión Pérdida de fluidoPérdida de fluido

Cementación de Pozos:Cementación de Pozos:

Operación en la cual una mezcla de agua y cemento Operación en la cual una mezcla de agua y cemento se coloca a una profundidad determinada para que se coloca a una profundidad determinada para que cumpla entre otros con los siguientes objetivos:cumpla entre otros con los siguientes objetivos:

Sellar zonas no productivasSellar zonas no productivas Proteger la tubería de revestimiento de la Proteger la tubería de revestimiento de la

corrosióncorrosión Evitar migración de fluidos entre diferentes zonasEvitar migración de fluidos entre diferentes zonas Controlar pérdidas de circulaciónControlar pérdidas de circulación Sellar zonas de fluidos no deseablesSellar zonas de fluidos no deseables Soportar el revestidor y todo el peso del equipoSoportar el revestidor y todo el peso del equipo

Excluir las aguas de las formaciones productivasExcluir las aguas de las formaciones productivas Proteger al revestidor de presiones externas Proteger al revestidor de presiones externas

(formación )(formación )

CementaciónCementaciónSon las operaciones con cemento que se efectúan Son las operaciones con cemento que se efectúan con fines específicos en los pozos petroleros.con fines específicos en los pozos petroleros.

Tapones de CementoTapones de Cemento

Cementación PrimariaCementación Primaria

Cementación ForzadaCementación Forzada

Se clasifican de acuerdo con los Se clasifican de acuerdo con los objetivos que se persiguen en:objetivos que se persiguen en:

Cementación PrimariaCementación PrimariaEs el proceso que consiste en colocar cemento en el Es el proceso que consiste en colocar cemento en el espacio anular, entre la tubería de revestimiento y espacio anular, entre la tubería de revestimiento y la formación expuesta del hoyo, asegurando un la formación expuesta del hoyo, asegurando un sello completo y permanente. sello completo y permanente.

2. Soportar el peso de la propia tubería de 2. Soportar el peso de la propia tubería de revestimiento.revestimiento.3.3. Reducir el proceso corrosivo de la tubería de Reducir el proceso corrosivo de la tubería de

revestimiento con los fluidos del pozo y con los revestimiento con los fluidos del pozo y con los fluidos inyectados de estimulación.fluidos inyectados de estimulación.

4.4. Evitar derrumbes en la pared de formaciones no Evitar derrumbes en la pared de formaciones no consolidadas.consolidadas.

1.1. Proporcionar aislamiento entre las zonas del Proporcionar aislamiento entre las zonas del pozo que contienen gas, aceite y agua.pozo que contienen gas, aceite y agua.

Objetivos:Objetivos:


Cementación PrimariaCementación PrimariaCementación de las diferentes Cementación de las diferentes tuberías de revestimiento.tuberías de revestimiento.


La función principal de la cementación de estas La función principal de la cementación de estas tuberías es aislar formaciones no consolidadas y tuberías es aislar formaciones no consolidadas y evitar la contaminación de mantos acuíferos que se evitar la contaminación de mantos acuíferos que se encuentren a profundidades someras; mantener el encuentren a profundidades someras; mantener el agujero integro y evitar la probable migración de agujero integro y evitar la probable migración de aceite, agua y gas de alguna arena productora aceite, agua y gas de alguna arena productora superficial, además de permitir la continuación de superficial, además de permitir la continuación de la etapa de perforación.la etapa de perforación.

Cementación de tuberías de Cementación de tuberías de revestimiento Superficiales:revestimiento Superficiales:


Esta tubería es necesaria para mantener la Esta tubería es necesaria para mantener la integridad del pozo al continuar la perforación para integridad del pozo al continuar la perforación para profundizarlo. Estas sartas generalmente se profundizarlo. Estas sartas generalmente se emplean para cubrir zonas débiles que pueden ser emplean para cubrir zonas débiles que pueden ser fracturadas con densidades de lodo mayores que fracturadas con densidades de lodo mayores que son necesarias al profundizar el pozo y así evitar son necesarias al profundizar el pozo y así evitar perdidas de circulación. También aíslan zonas de perdidas de circulación. También aíslan zonas de presiones anormales.presiones anormales.

Cementación de tuberías de Cementación de tuberías de revestimiento Intermediasrevestimiento Intermedias


La cementación de esta tubería sirve para aislar los La cementación de esta tubería sirve para aislar los yacimientos de hidrocarburos de fluidos yacimientos de hidrocarburos de fluidos indeseables, pero deben conservar la formación indeseables, pero deben conservar la formación productora aislada. El aislamiento eficiente de esta productora aislada. El aislamiento eficiente de esta tubería nos permite efectuar apropiadamente tubería nos permite efectuar apropiadamente tratamientos de estimulación necesarios para tratamientos de estimulación necesarios para mejorar la producción del pozo.mejorar la producción del pozo.

Cementación de tuberías de Cementación de tuberías de revestimiento de Producciónrevestimiento de Producción

Cementación ForzadaCementación ForzadaOperación que se realiza en un pozo en el cual se Operación que se realiza en un pozo en el cual se forza bajo presión hidráulica una lechada de forza bajo presión hidráulica una lechada de cemento en una formación, en canales o rajaduras cemento en una formación, en canales o rajaduras detrás del revestidor o a través de orificios hechos a detrás del revestidor o a través de orificios hechos a propósito en el revestidor.propósito en el revestidor.

2.2. Aislar la producción Aislar la producción de hidrocarburos de de hidrocarburos de aquellas formaciones aquellas formaciones que producen otros que producen otros fluidos. fluidos.

3.3. Abandonar zonas Abandonar zonas depletadas o no depletadas o no productivasproductivas

4.4. Detener la pérdida de circulación en hoyo Detener la pérdida de circulación en hoyo abierto durante la perforaciónabierto durante la perforación

1.1. Corregir posibles Corregir posibles fallas de fallas de cementaciones cementaciones primariasprimarias

Objetivos:Objetivos:


2.2. Cementación a presión con Cementación a presión con rompimiento de formación e rompimiento de formación e inyección de la lechada en el inyección de la lechada en el interior de la fractura interior de la fractura provocada. provocada.

3.3. Cementación a presión sin Cementación a presión sin romper formación, formando romper formación, formando depositaciones de cemento depositaciones de cemento con base en la construcción con base en la construcción de enjarre de baja de enjarre de baja permeabilidad en las zonas permeabilidad en las zonas de inyección.de inyección.

1.1. Cementación a presión con Cementación a presión con bombeo continúo o bombeo bombeo continúo o bombeo intermitenteintermitente

Tipos de cementación a presiónTipos de cementación a presión

La técnica que se va a emplear, se selecciona de La técnica que se va a emplear, se selecciona de acuerdo con el objetivo de la operación. acuerdo con el objetivo de la operación.

Cementación ForzadaCementación ForzadaTécnicas de Cementación ForzadaTécnicas de Cementación Forzada

A L TA P R E S IÓ N B A JA P R E S IÓ N

B O M B E O

C O N TIN U A IN TE R M ITE N TE

C O L O C A C IÓ N

S IN H E R R A M IE TA S C O N H E R R A M IE N TA S

A P L IC A C IÓ N

TIP O D E F O R Z A D A


Volúmenes pequeños de Volúmenes pequeños de lechadalechada

Forzamiento por debajo de la presión de Forzamiento por debajo de la presión de fracturafractura

Forzadas a Baja PresiónForzadas a Baja Presión

Forzadas a Alta PresiónForzadas a Alta Presión Presión de forzamiento cerca de la fracturaPresión de forzamiento cerca de la fractura Grandes volúmenes de lechadaGrandes volúmenes de lechada

Forzamiento ContinuoForzamiento Continuo Bombeo Bombeo

continuocontinuo Forzamiento final presión Forzamiento final presión obtenidaobtenida

Grandes volúmenes de Grandes volúmenes de lechadalechada

Forzamiento a baja o alta Forzamiento a baja o alta presión presión


Bajos Caudales de Bajos Caudales de BombeoBombeo

Bombeo IntermitenteBombeo Intermitente

Forzamiento IntermitenteForzamiento Intermitente

Filtrado Inicial Filtrado Inicial altoalto

Pequeños volúmenesPequeños volúmenes

Forzamiento a Pozo CerradoForzamiento a Pozo Cerrado

Forzada PobreForzada Pobre

No Herramientas de No Herramientas de fondofondo

Casing y Cabezal Casing y Cabezal expuestoexpuesto


Empacaduras Empacaduras RecuperablesRecuperables

Técnicas con Herramienta Técnicas con Herramienta (Herramientas recuperables)(Herramientas recuperables)

Herramientas cortas de forzamiento.Herramientas cortas de forzamiento.

1. Empacador con Tubería de Cola1. Empacador con Tubería de Cola Herramienta de fondo aisladoraHerramienta de fondo aisladora Protección del Casing y Protección del Casing y

del cabezal del pozodel cabezal del pozo

Intervalos largosIntervalos largos

Tapón puente recuperable (RBP). Tapón puente recuperable (RBP).

Tubo de cola para la Tubo de cola para la colocacióncolocación

Empaquetamiento Empaquetamiento múltiplesmúltiples


Protección del casing y Protección del casing y cabeza del pozocabeza del pozo

2. Empacador sin Tubería de cola2. Empacador sin Tubería de cola

Intervalos cortosIntervalos cortos

Forzamiento Forzamiento suicida.suicida.3. Retenedor de Cemento3. Retenedor de Cemento

Herramienta aisladora Herramienta aisladora perforableperforable

Similar al empacador Similar al empacador sin tubería de colasin tubería de cola

Herramienta de fondo aisladoraHerramienta de fondo aisladora

Se utiliza un puente Se utiliza un puente mecánicomecánico

Tapones De CementoTapones De CementoEs la técnica balanceada de colocación de un Es la técnica balanceada de colocación de un volumen relativamente pequeño de cemento a volumen relativamente pequeño de cemento a través de una tubería de perforación, de producción, través de una tubería de perforación, de producción, o con auxilio de herramientas especiales, en una o con auxilio de herramientas especiales, en una zona determinada, en agujero descubierto o tubería zona determinada, en agujero descubierto o tubería de revestimiento. de revestimiento.

1.1. Proteger temporalmente el pozoProteger temporalmente el pozo

3.3. Proveer un punto de desvío en Proveer un punto de desvío en ventanasventanas

4.4. Iniciar perforación direccional por desvío (Ej. Iniciar perforación direccional por desvío (Ej. desviación por pescado). desviación por pescado).

Objetivos (En hoyo entubado)Objetivos (En hoyo entubado)

2.2. Establecer un sello y abandonar el Establecer un sello y abandonar el pozopozo

Objetivos (En hoyo descubierto)Objetivos (En hoyo descubierto)

1.1. Aislar una zona para prueba de Aislar una zona para prueba de formacionesformaciones2.2. Abandonar capas de formación Abandonar capas de formación indeseablesindeseables3.3. Sellar zonas de pérdida de circulación Sellar zonas de pérdida de circulación

Tapones De CementoTapones De Cemento

Tapón de Tapón de abandonoabandonoTapón para Tapón para pérdidas de pérdidas de circulación circulación

Tapón de desvío de Tapón de desvío de pozos pozos

Tipos de tapones de cementoTipos de tapones de cemento

Tapones Para Tapones Para prueba de prueba de formación formación

Tapones De CementoTapones De CementoTapón de desvío Tapón de desvío Durante las operaciones de perforación direccional Durante las operaciones de perforación direccional puede ser difícil alcanzar el ángulo y dirección puede ser difícil alcanzar el ángulo y dirección correctos cuando se perfora a través de una correctos cuando se perfora a través de una formación suave. Es común colocar un tapón de formación suave. Es común colocar un tapón de desvió en la zona para alcanzar el objetivo y curso desvió en la zona para alcanzar el objetivo y curso deseado.deseado.

Tapones De CementoTapones De CementoTapón de abandonoTapón de abandonoCuando se requiere abandonar un pozo y prevenir la Cuando se requiere abandonar un pozo y prevenir la comunicación entre zonas y la migración de fluidos comunicación entre zonas y la migración de fluidos que pueden contaminar los mantos acuíferos, se que pueden contaminar los mantos acuíferos, se colocan varios tapones de cemento a diferentes colocan varios tapones de cemento a diferentes profundidades. Los pozos productores depletados profundidades. Los pozos productores depletados también se abandonan con tapones de cemento.también se abandonan con tapones de cemento.

Tapones De CementoTapones De CementoTapón para pérdidas de circulación Tapón para pérdidas de circulación La perdida de fluido de perforación puede ser La perdida de fluido de perforación puede ser detenida si se coloca correctamente un tapón de detenida si se coloca correctamente un tapón de cemento frente a la zona perdida. Aunque la lechada cemento frente a la zona perdida. Aunque la lechada se puede perder, también puede endurecer y se puede perder, también puede endurecer y consolida la formación. consolida la formación.

Tapones De CementoTapones De CementoTapones Para prueba de formación Tapones Para prueba de formación Cuando se programa una prueba de formación, y Cuando se programa una prueba de formación, y bajo el intervalo por probar existe una formación bajo el intervalo por probar existe una formación suave o débil, o que pueda aportar a la prueba suave o débil, o que pueda aportar a la prueba fluidos indeseables, se colocan tapones de cementos fluidos indeseables, se colocan tapones de cementos para aislar la formación por probar, siempre y para aislar la formación por probar, siempre y cuando sea impráctico o imposible colocar un ancla cuando sea impráctico o imposible colocar un ancla de pared. Esto permite evitar el fracturamiento de la de pared. Esto permite evitar el fracturamiento de la zona débil. zona débil.

Zona inferior

Zona superior

cemento

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