05 pruebas de laboratorio para los cementos05 pruebas de laboratorio para los cementos

CEMENTACIÓN DE POZOS CEMENTACIÓN DE POZOS HORIZONTALESHORIZONTALES

Programa de Entrenamiento Acelerado para Supervisores de Pozo

2Cementación Horizontal

Cementacion en PozoHorizontal

u Requirimientos para Cementar Casingsu Desplazamiento de Lodou Diseño de Lechadau Accesorios de Casing y Herramientasu Casos Historicosu Claves para Cementacion de Pozo Horizontal


Diferencias del Pozo Verticalu Welbore es menoru Diseño de Remocion de Lodo es mas dificilu BHCT es mayor y puede acercarse de BHSTu Largos Intervalos Requiere Buen Control de Filtradou Agua Libre Resultara en Canales Continuosu Decantacion de Solidos Resulta en Cutting Bed


Configuracion Pozo Horizontal

Radio Corto Radio Mediano Radio Longo

15o to 30o/10 ft

20 to 50 ft

1000 ft5000 ft

8o to 20o/100 ft

300 ft

3o to 8o/100 ftBetween

1000/2000 ft

> 10,000 ft


Requirimientos para Cementacionl Mayoria de Pozos Horizontales son Completados a Pozo Abierto:

– Integridad del Reservorio es buena– Completado con Liner Ranurado, Liner Pre-Perforado o Pre-Packed

Screen.– Casing anterior Debe Estar Bien Cementado

l Cementar Pozos Horizontales Si:– Formaciones Debiles o Inconsolidadas– Tratamiento de Estimulacion son Antecipados– Control Direcional del Welbore es Inadequado– Pozo Corta Varias Zonas– Problemas de Cono Agua/Gas son Antecipados– Tratamientos Secundarios (Squeeze) Son Antecipados


b. Slotted Liner

Completacion Tipica

b. Slotted Liner Capa Gas

Tapon Polimera Croslincado

LinerCementado yDisparado

Liner Cementado Fuera del Fondo Aislando Capa de Gas


Completacion Tipica (2)

b. Slotted LinerZONA GAS

External Casing Packer

Slotted Liner

Swivel with Port Collar

Combinationranurado y linercementado

b. Slotted Liner

ZONA GAS

LinerRanurado


Factores para Cementacion de Exito

l Geometria del Agujerol Propiedades del Lodol Remocion de Lodo l Diseño Lechada Cementol Ejecucion del Trabajo


Geometria del Agujero

Zig zag Espiralado Pata de Perro

EccentricidadCasing

Capa deSolidos DF

Keyseats and Washouts

ElipticalHole


Propiedades del Lodo (1)l Escoja el Lodo para::

– Evitar Daño al Reservorio

– Asegurar Estabilidad del Agujerol Mantener Pozo Controladol Prevenir Colapso del Agujerol Mantener Pozo en Calibre

– Optimizar Transportes de los Ripiosl Bajar Casing sin Problemasl Minimizar Canalizacion en la Vaina del Cementol Prevenir exceso de Torque y Dogleg

– Eficiencia de Desplazamientol Efectivo transportando Solidos


Propiedades del Lodo (2)l Optimizar Ty y PV para controlar asentamiento de solidos

– Condiciones Estaticas:l Minimizar Periodos Estaticosl Limite Minimo Punto Cedente:

Deviacion Ty (lb/100ft2) 45 ° > 15 60 ° > 2085 ° > 2890 ° > 30

l Minimo Gel Strength (10 s / 10 m --> 1.0)– Condiciones Dinamicas:l Turbulent Flow Preferible Cuando Deviacion > 55o

l Ty/PV Ratio > 1.0 (Para Eficiencia Transporte)l Mantener Bajo Contenido de Solidosl Parametros de Perforacion Controlados


Remocion de Lodol Limpieza del Hoyo:

– Propiedades del Lodo Controlada y Optimizada– Wiper Trips

l Condicionamiento del Lodo:– Romper Resistencia de Gel– Bajar Punto Cedente– < 10% de Solidos de Perforacion– Degas– > 95% Total Volume Pozo en Circulacion

l Desplazar Lodo desde Anular:– Optimizar Colocacion (diseño WELLCLEAN*)– Centralizacion Optimizada– Mover Casing


Mover Casingl ¿Por Que Mover Casing?

– > 50% Mejoramiento en Eficiencia en Desplazamiento– Ayuda Remover los Recortes– Romper Resistencia Gel del Lodo– Cambio Perfil Flujo Anular Alrededor del Casing

l Rotacion:– Rotar entre 10 - 20 rpm– Prevenir Sobre-Torque

l Reciprocacion:– 10 - 20 pies, Cada 1 - 2 min– Usar Cable Wipers/Rascadores– Determinar Swab y Limites de Presion Surgencia– Rotatar Casing Tambien, se es Possible


Centralizacion del Casing

02468

101214161820

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

RH

RC

W

% STO = X 100RH - RC

WNR

eR

atio

API Standoff (%)

++


Centralizadoresl Arco/Resorte:

– Arco Resorte Flexible– Centralizador OD > Diametro Pozo– Alto Arrastre cuando Bajando al Pozo– Instalado Sobre Stop Collars– Disponible para Low Running Force o High Restoring Force

l Rigido (Standoff Positivo):– Spiral o Recto– Rigido OD < ID Casing Anterior– Finito Stand-off en el Centralizador– Desliza en el Casing (Entre Stop Collars)– Disponible como Cuerpo Solido o Baras Rigidas


Colocacion Centralizadoresl Centralizadores Rigidos:

– Secciones Pozo Abierto en Calibre– Translape Liner o adentro casing– Abajo del Colgador Casing

l Centralizadores Arco Resorte:– Secciones Pozo Abierto Alargadas– Pozo Abierto en Calibre o Casing

l Espacio entre Centralizadores:– Registro Caliper es Importante – ± 20 pies espacio en secciones horizontal– Flotacion Diferencial es Tomado en Cuenta – Puede Mezclar Rigido-Resorte– Optimizar usando programa CemCADE*


Tecnicas de Desplazamientol Diseño Usando Programa CemCADE*:

– Gradiente de Fractura Puede Ser Diferente del Pozo Vertical.– Flujo Turbulento es el régimen de Flujo Preferido– Flujo Laminar Efectivo Puede ser Necesario

l Optimizar Standoff Para Régimen de Flujol Lavador Químico y/o Espaciadores MUDPUSH*l Optimizar reología del Lodo, Espaciadores y Cementol Limites Presión Porol Limites Presión Fractura


Presion de Fractura11,000

10,000

9,000

8,000

7,000

6,000

5,000

4,0000 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Borehole Inclination , β (o)

Bre

akd

ow

n p

ress

ure

gra

die

nt

(psi

)

α = 0o

α = 45o

α = 90o


Lavadores y Espaciadores

l Flujo Turbulento:– Colchon Lavador Quimico– Espaciador MUDPUSH* XT/XS Adensado (si necesario)– 10 minutos Tiempo de Contacto

l Flujo Laminar Efectivo:– Espaciador MUDPUSH XL– 60 bbl o 500 pies de Longitud Annular– 10% Diferencial de Densidad entre Fluidos– 20% Diferncial Presion Friccion entre Fluidos– MPG y Criterio Velocidad Diferencial cumplido

* Mark of Schlumberger


Diseño Lechada Cemento (1)l Reologia para Colocacion Lechada:

– Flujo Laminar Efectivo:l Criterio Presion Friccionl Viscosificar usando D20, D153, etc.

l Control de Perdida de Filtrado:– < 50 mL/30min

l Densidad Lechada:– Densidad Normal API Utilizada– Hidrostatica Cemento - Minimo efecto


Diseño Lechada Cemento (2)l Estabilidad Lechada:

– Agua Libre Zero– No Sedimentacion

l Resistencia Gel:– Minima– Transmision Presion Atraves de Seccion Horizontal

l Tiempo Espesamiento:– Minimo Tiempo de Transicion

l Resistencia Compresiva:– Optimo para tipo de Sistema de Cemento Usado– Cemento Espumado o LITEFIL* si Sistema Liviano es Utilizado



Temperatura en Pozo Horizontal150

145

140

135

130

125

120

115

1100 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360

9000’

6500’

Tiempo (min)

Tem

per

atu

ra(o

F)


Ejecucionl Fuerza para Bajar Casing (CemCADE*)l Movimiento Tuberia (torque and drag)l Swab and surge (CemCADE)l Centralizacionl Control Densidadl Energia Mezcla



Friccion en Pozos Desviados

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8Coefficient of Friction

Water Based Mud

Oil Invert Mud

PlainTreated

Additives

Plain

TreatedAdditives

90o 80o 70o 60o 50o

Inclination at Which Sliding Stops

Cased Hole Open Hole


Accesorios Casing y Equiposl Colgador Linerl Equipo Flotacionl Packer Zapatal Cement Filled Packerl External Casing Packerl Collar Etapas Inflablel Herramienta p/ Rotar Columna Casing


Mid-Continent, USACasing 7” en Campo de Gas

l Datos Pozo: TVD 2550 piesMD 3870 piesLateral 642 piesOH 10.8” promedioLodo Polimero

l Cementacion: Centralizacion 2 doble arco por juntaMovimiento Tub. RotacionPre-colchon 80 bbl CW7 y aguaLechada Classe C con fumed silica @ 12 ppg

Agua Libre - -0-Filtrado - 88 mL/30 min

24 hr RC - 630psi / 72 hr CS - 1300 psil Resultados Estimulacion Fractura en 3 stapas sin

comunicacion


San Joaquin Valley, USALiner 5 1/2” cruzando formacion con Declive Acentuado

l Datos Pozo: TVD 7336 piesMD 9365 piesLateral 1750 piesOH 8.9” promedioLodo 9.1 ppg LVT base aceite

l Cementacion: Centralizacion 2 espiral rigido por juntaMovimiento Tub Rotacion y Reciprocation SimultaneaPre-colchon trem Espaciadores of LVT, CW101,

MUDPUSH*XTO, CW, MP, CWLechada GASBLOK* @ 15.8 ppg

Agua Libre - -0-Filtrado - 22 mL/30 min

l Resultados Produccion +1000 BOPD, sin produccion agua


CongoLiner 7” en welbore invertido

l Datos Pozo: TD 4265 pies (102o inclinacion)13 3/8 zapata 2362 pies (91o inclinacion)Max Inclinacion 107o

OH 9 1/8 - 9 5/8 pulgadasLodo 8.5 ppgCentralizador 2 arco rsorte por junta

Calculos de Running Force predice pegamiento.

Resultados Esquema Tuberias Revisado:

Actual SimulacionArriba 72T 79TAbajo 34.5T 38T


Trayectoria Pozo Congo 0

250

500

750

1000

1250

15000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Horizontal Displacement (ft)

TV

D (

ft)


Forza con Coluna Original22.5

20

17.5

15

12.5

10

7.5

5

2.5

0

-2.5

-5

0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400

Hookload Up

Weight

HookloadDown

Drag Force

Casing Shoe MD While Running (ft)

Wei

gh

t (t

onne

)


Forza con Columna Modificada90

80

70

60

50

40

30

20

10

00 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400

Casing Shoe MD while running (ft)

Wei

gh

t (S

ho

rt T

on

)

Hookload Up

Weight

Hookload Down

Drag Force


Caso Historico - Alemania7" Liner with 660 ft horizontal hole section

l Well Data: TVD 6,275 ftMD 8,200 ftKOP 1,500 ftLiner length 4,200 ftOH Size 8 1/2"Mud type Salt saturated @ 12.5 ppgComplete mud lossesMassive plastic salt zones

l Cementing: Centralization 1/jt for deviation < 75°, none belowPipe movement NonePreflush 38 bbl brineSpacer 1000 31 bbl @ 13.7 ppgLead slurry 88 bbl SALTBOND* @ 15.8 ppgTail slurry 50 bbl HMR cement @ 15.9 ppgDisplacement 8 bpm (Turbulent flow)

l Results CBL-VDL/CET logs showed good bonding where centralized Poor bonding with channels where not centralized.


Caso Historico - Inglaterra5-1/2" Liner

l Well Data: TVD 3,235 ftMD 5,135 ftKOP 330 ft Horizontal 1830 ft (82o - 90o)OH 8-1/2"Formation Eagle sandstone (49 ft thick)

Mud type KCl Polymer @ 9.6 ppgl Cementing: Centralization 3 per 2 joints

Preflush 60 bbl Chemical WashSlurry 111 bbl Class G + D603 @ 16.4 ppg

Batch mixedLab Data TT = 6 hr, 24 hr CS = 2390 psi,

Fluid Loss = 27 mL/30minFW = 0,

PV = 168 cP, Ty = 3 lb/100ft2

Displacement 3 bpml Results: CBL Very Good

CET Excellent


Caso Historico - Malasia5-1/2" Liner with 2,300 ft horizontal (>82o)

l Well Data: TVD 7,015 ftMD 11,050 ftKOP 2,128 ft OH 10.5”Mud type Oil Based @ 10.2 ppg

PV = 34 cP, Ty = 13 lb/100ft2

l Cementing: Centralization 2 per jtCasing Movement Rotated at 10 - 20 RPMPreflush 20 bbl Oil SpacerChemical Wash 20 bbl CW 7Scavenger slurry 50 bbl @ 13.5 ppgCement: GASBLOK* - 192 bbl @ 15.8 ppg

Batch mixedLab Data TT = 3:22, Fluid Loss = 18 mL/30min,

FW = 0, PV = 34 cP, Ty = 4 lb/100ft2

Displacement 10 - 15 bpml Results : CBL Excellent 80% of interval < 2.5 mV* Mark of Schlumberger


Caso Historico - Offshore Dinamarca5-1/2" Liner with 1,800 ft horizontal holel Well Data: TVD 6,490 ft

MD 9,520 ft KOP 1,000 ftOH 8 1/2”Displacement 5,700 ftMud type Oil Based @ 11.3 ppg

PV = 16, Ty = 12l Cementing: Centralization 2 per joint (STO > 67%)

Pipe Movement Rotated @ 20 rpmPreflush 10 bbl Oil

40 bbl Chemical WashCement slurry WELBOND* @ 16.0 ppgLab Data PV = 28, Ty = 8, FW = Nil,

24 hr CS = 5,200 psi (170°)TT 4:20, Fluid Loss = 30 mL/30 min

Displacement 10-11 bpml Results CBL/CET average

5 Intervals acid fractured* Mark of Schlumberger


Caso Historico - Dinamarcal Second and Third Wells

Liner Increased to 7” & 65/8” Open Hole 8 1/2”3000 ft lateralTo Put cement in Turbulence @ 11 bpm

l Cementing:10 bbl Clean Oil30 bbl CW-845 bbl Spacer 3001160 bbl WELBOND* Slurry @ 16.0 ppgDisplacement 12 bpmPipe movement Rotation @ 20 rpm

2nd Job stop at end due to torque3rd Job Unable to rotate due to mechanical problems

l Results7 stages acid fractured



Caso Historico - Mar del Norte7 inch Liner

l Well Data: TVD 6815 ftMD 12,025 ftLateral 4905 ftOH 8 1/2 inchMud 10.5 ppg KCl-PHPA

l Cementing: Centralization 3 per 2 jointsPreflush Wash/Spacer train

170 bbl CW100 80 bbl MUDPUSH* XT (15 ppg)

Slurry GASBLOK* SlurryFree water - -0-; Fluid Loss - 21 mL/30 min

Displacement 14 bpm (turbulent)l Results CBL Good

Stimulation Fractured with no communication between intervals



Caso Historico - Alasca (2 Pozos)5-1/2" Liners with 1,500 ft horizontal hole sections l Well Data: TVD 9,050 ft

MD 12,360 and 10,000 ft OH Size 9.9"Mud type Oil Based @ 9.0 lb/gal

l Cementing: Centralization Free floating rigidPipe Movement 1st Job: Rotation and Reciprocation

2nd Job: Reciprocation onlyPreflush 20 bbl diesel oil

100 bbl Chemical Wash40 bbl Spacer 3001 @ 12.5 lb/gal

Slurries: Job 1: 1.1% D60 + 5% KClJob 2: 1.75 gps D600 + 0.25% D65 + D135

Lab Data Fluid Loss: 77/36 mL/30minFW(45°) = 1.3 mL, FW(API) = 0.5 mL

l Evaluation: CBL/CEL Excellent (liner top test positive)


Tapon de Cemento

l Considerar Angulo de la Colocacion

l Cambio Densidad No Ocurre en Pozo Horizontal

l Estudios de Halliburton/Mobil muestra mas suceso que vertical

l Colocacion controlada po PPT

l Rotatar DP para Asegurar Cimento Capaz

l Consideracion para Diseño espaciadores/Lavadores

l Halar Despacio Mientras Rota


Cementacion Squeeze

l Mismos Principios Aplicados a Taponl Considerar flujo de cemento al Punto de Entradal Aislar para proteyer resto del wellborel Control de Colocacion con Liner Rañurado es difficult


Claves para Cementar Pozo Horizontall Prevenir Decantacion de Solidos en el Hoyo

- Ratas de Flujo en el Anular Efectivas- Controlar Reologia Lodo,, densidad y Regimen Flujo- Buenas Practicas de Perforacion

l Mejorar Remocion de Lodo- Circular para Condicionar Lodo- Centralizacion- Movimiento Casing- Lavadores/Espaciadores Efectivos- Enginaria de Desplazamiento (CemCADE*)

l Maximizar claro del Anular (GAP)- Ideal 11/2” minimo- Cambiar tamaño casing si necesario

l Propiedades Cemento Consistente:- Lechada Estable (Zero AL & no Decantacion)- Filtrado < 50 mL/30min- Baja Resistencia de Gel- Batch o mesclador Controlado


Otras Consideracionesl LCM Flotal Acumulacion de Gas en altos puntosl Pozo Calibradol Wash-out mas perjudicial que en pozo verticall Movimentar Tuberia si possiblel Centralizacion is possiblel Arrastres son reducidos por rotacion y circulacionl Circulacion y condicionamiento lodo es importantel Temperatura es mas alta que predicta por APIl Fluidos Delgados - NO PARAR o Disminuyer Velocidadl Heramientas REgistros

– Longitud vs curvatura del tuberia– Caida Libre de Herramienta– Centralizacion Herramienta

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