71350255 01 Generalidades Sobre Cementacion
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GENERALIDADES GENERALIDADES SOBRE SOBRE
CEMENTACIONCEMENTACION
DEFINICIDEFINICIÓÓN:N:
SECUENCIA OPERATIVA MEDIANTE LA CUAL SE BOMBEA
UNA LECHADA DE CEMENTO Y ADITIVOS DENTRO DEL
POZO PARA QUE CUMPLA CIERTOS OBJETIVOS.
EL BOMBEO DEL CEMENTO AL POZO SE CUMPLE CON
EQUIPOS Y ACCESORIOS ESPECIALMENTE DISEÑADOS
PARA ESTA FINALIDAD.
OBJETIVOS:OBJETIVOS:
1- SOPORTAR Y VINCULAR LAS SARTAS DE CASING CON LAS PAREDES
DEL POZO.
2- EVITAR EL MOVIMIENTO DE FLUIDOS POR MEDIO DE UN SELLO QUE
AISLE PERFECTAMENTE LAS CAPAS Y FORMACIONES PENETRADAS
DURANTE LA PERFORACIÓN
3- PROTEGER EL CASING DE LA CORROSIÓN.
4- AISLAR ZONAS DE PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN
5- SOPORTAR LOS ESFUERZOS PRODUCIDOS POR LA PERFORACIÓN
CUANDO SE DESEA PROFUNDIZAR EL POZO O DURANTE EL PERFORADO PARA LA PRODUCCIÓN ( PUNZADO, CAÑONEO, BALEO)
ZONA DE PERDIDA DE CIRCULACION
PLANIFICACIPLANIFICACIÓÓN DE UN TRABAJON DE UN TRABAJO
DE CEMENTACIDE CEMENTACIÓÓNN
DISEDISEÑÑO:O:
EL DISEÑO DE UNA LECHADA DE CEMENTO ESTA AFECTADO POR VARIOS FACTORES
1- TIPO DE CASING A CEMENTAR
a- Conductor o Seguridad c- Intermedio e- Liner
b- Superficial o Guía d- Aislación f- Tapón,
2- LAS PROFUNDIDADES A QUE QUEDARA EL ANILLO DE CEMENTO
3- TEMPERATURA Y PRESIÓN DE FONDO
4- DENSIDAD DE LA LECHADA
5- TIEMPO DE ESPESAMIENTO, ETC
PROPIEDADES DEL CEMENTO FRAGUADOPROPIEDADES DEL CEMENTO FRAGUADO
A) EL ANILLO DE CEMENTO NO DEBE SER QUEBRADIZO
B) EL CEMENTO DEBE ADHERIRSE PERFECTAMENTE A LAS PAREDES
C) EL ANILLO DE CEMENTO DEBE SER IMPERMEABLE
D) ELASTICIDAD
E) RESISTENCIA MECÁNICA A LA COMPRESIÓN
F) RESISTENCIA QUÍMICA
G) BAJO FILTRADO
1500 m
25 m
100 m
2200 m
2400 m
CASING CONDUCTOR 20”
CASING GUIA 13 3/8”
INTERMEDIA 9 5/8”
AISLACIÓN O PRODUCCIÓN 7“
LINER 5”
CEMENTACIONES PRIMARIASCEMENTACIONES PRIMARIAS
CASING CONDUCTORCASING CONDUCTOR
NO SIEMPRE ES NECESARIA, Y SU FUNCIÓN PRINCIPAL ES SOSTENER
Y AFIRMAR EL TERRENO AL INICIO DE LA PERFORACIÓN, POCOS
METROS O PIES CERCANOS A LA SUPERFICIE. GENERALMENTE MUY
CORTAS Y DE GRAN DIÁMETRO. SE CEMENTAN CON LECHADAS DE
ALTA RESISTENCIA Y DE FRAGUE MUY RÁPIDO.
CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)
GUGUÍÍAS O SUPERFICIALESAS O SUPERFICIALES
CUMPLEN VARIAS FUNCIONES:
1- SERVIR DE SOPORTE A LAS VÁLVULAS B.O.P.(BLOW OUT
PREVENTOR)
2- PERMITIR COLGAR LAS SARTAS DE CASING QUE SE
INSTALAN A CONTINUACIÓN.
CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)
INTERMEDIASINTERMEDIAS
ES NECESARIO ENTUBAR ESTA CAÑERIA CUANDO SE PRESENTAN ESTOS
PROBLEMAS Y NO SE PUEDE SOLUCIONAR POR OTROS MEDIOS:
1- ZONAS CON PERDIDAS DE CIRCULACIÓN
2- DESMORONAMIENTOS
3- ARCILLAS QUE SE INCHAN Y CIERRAN EL POZO
4- ZONAS DE BAJA PRESIÓN (PEGAMIENTO POR PRESIÓN
DIFERENCIAL)
PUEDE SER MAS DE UNA EN UN MISMO POZO.
CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)
INTERMEDIAS (Cont.)INTERMEDIAS (Cont.)
SE CEMENTAN:
A) SOLO UN TRAMO INFERIOR FRENTE A LA ZONA
PROBLEMÁTICA
B) HASTA SUPERFICIE (LECHADA PRINCIPAL Y LECHADA DE
RELLENO)
CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)
AISLACIAISLACIÓÓN O PRODUCCIN O PRODUCCIÓÓNN
DESDE SUPERFICIE HASTA LA ZONA DEBAJO DE LA CAPA PRODUCTIVA.
LA CALIDAD DE LA CEMENTACIÓN ES FUNDAMENTAL.
EL EXTREMO SE CUELGA DE LA CABEZA DE POZO EN TENSIÓN,
MEDIANTE UN CARRETEL O SPOOLER.
PUEDEN SER:
A) UNA ETAPA
LECHADA DE RELLENO Y PRINCIPAL. SIMILAR A UNA INTERMEDIA
CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)
AISLACIAISLACIÓÓN O PRODUCCIN O PRODUCCIÓÓN (Cont.)N (Cont.)
B) DOS O MAS ETAPAS
DEBIDO A LOS BAJOS GRADIENTES O CUANDO SE DESEA UBICAR
EN EL POZO LECHADAS DE DIFERENTES PROPIEDADES PARA
RESOLVER ALGUN PROBLEMA.
SE REALIZAN DE IGUAL FORMA QUE LA DE UNA ETAPA, LA
DIFERENCIA ES QUE POSEE UN DISPOSITIVO INSTALADO EN LA
COLUMNA DEMANERA TAL QUE PERMITE CEMENTACIONES EN
DIFERENTES TRAMOS Y TIEMPOS.
CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)
LINERSLINERS
ES UNA VARIEDAD ESPECIAL DE AISLACIONES.CONSISTE EN ENTUBAR
UNA SARTA DE TUBERIAS EN LA FRACCIÓN DE POZO ABIERTO
PERFORADO Y COLGARLO EN EL ÚLTIMO CASING INSTALADO. DE ESTA
FORMA EL LINER ES UN CASING DE AISLACIÓN QUE NO LLEGA HASTA LA
SUPERFICIE Y POR LO TANTO SE REDUCENREDUCEN LOS COSTOS DE
ENTUBACIÓN.
CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)CEMENTACIONES PRIMARIAS (Cont.)
LINERS (Cont.)LINERS (Cont.)
LA UBICACIÓN Y TIPO DE LECHADAS UTILIZADAS A LAS DE LAS
CEMENTACIONES DE AISLACIÓN O PRODUCCIÓN, CON CONDICIONES
CRÍTICAS PARA EL DISEÑO, POR LOS ESPACIOS REDUCIDOS,
PRESIONES Y TEMPERATURAS MAYORES, ETC., Y EN PARTICULAR
PORQUE SE UTILIZA UNA HERRAMIENTA ESPECIAL PARA
INSTALARLO(COLGADOR DE LINER) QUE QUEDARA EN EL POZO JUNTO
CON EL LINER CEMENTADO.
FACTORES QUE PRODUCEN FACTORES QUE PRODUCEN
CEMENTACIONES DEFECTUOSASCEMENTACIONES DEFECTUOSAS
1- AGUA PARA MEZCLAR CON EL CEMENTO CONTAMINADA DE
MATERIALES ORGÁNICOS O INORGÁNICOS.
2- TEMPERATURAS DE CIRCULACIÓN DE FONDO DE POZO(BHCT)
ESTIMADAS INCORRECTAMENTE PARA LOS TIEMPOS DE
ESPESAMIENTO NECESARIOS.
3- FALTA DE HOMOGENEIDAD DE LA MEZCLA ENTRE CEMENTO Y
ADITIVOS.
4- VOLUMENES DE COLCHONES INSUFICIENTES PARA UNA LIMPIEZA
ADECUADA Y ELIMINACIÓN DEL LODO.
FACTORES QUE PRODUCEN FACTORES QUE PRODUCEN
CEMENTACIONES DEFECTUOSAS (Cont.)CEMENTACIONES DEFECTUOSAS (Cont.)
5- FALTA DE ADITIVOS O CONCENTRACIÓN INADECUADA PARA
CONTROLAR EL TIEMPO DE ESPESAMIENTO, FILTRADO, REOLOGÍA,
ETC.
6- TAPONES DE GOMA MAL UBICADOS.
7- DISPOSITIVOS DE CASING, ZAPATOS Y COLLARES,SUCIOS.
8- MALA O FALTA DE CENTRALIZACIÓN DE CASING EN EL ESPACIO
ANULAR.
9- FALTA DE DENSIDAD PARA CONNTROLAR LAS PRESIONES PORALES
ELEVADAS.
FACTORES QUE PRODUCEN FACTORES QUE PRODUCEN
CEMENTACIONES DEFECTUOSAS (Cont.)CEMENTACIONES DEFECTUOSAS (Cont.)
10- FALLAS DE LOS EQUIPOS DE MEZCLA DE SUPERFICIE Y BOMBEO AL POZO.
11- DESHIDRATACIÓN PREMATURA DE LA MEZCLA DE CEMENTO.
12- GELIFICACIÓN DEL CEMENTO POR CONTAMINACIÓN.
13- ALTAS DENSIDADES DE LECHADAS QUE FRACTURAN LA FORMACIÓN
Y SE PIERDE CEMENTO.
14- LODOS NO ACONDICIONADOS PREVIO A LA CEMENTACIÓN,
GELIFICADO EN EL ESPACIO ANULAR, QUE SON BY-PASEADOS Y
PRODUCEN ALTAS PRESIONES DE FRICCIÓN DURANTE LA
COLOCACIÓN DE LA LECHADA Y EL DESPLAZAMIENTO.
COMPOSICIÓN FINAL DEL CEMENTO
ELABORACIELABORACIÓÓN DE CEMENTOSN DE CEMENTOS
MATERIALES CALCAREOS + HORNO
ROTATIVO "= CLINKER (ENFRIADO Y MOLIDO) + YESO
MATERIALES ARCILLOSOS (1500/1600°C) + MOLIENDA = CEMENTO PORTLAND
COMPOSICICOMPOSICIÓÓN DEL CLINKER Y ESTRUCTURA DE LOS GRANOSN DEL CLINKER Y ESTRUCTURA DE LOS GRANOS
ALUMINATO TRICÁLCICO (C3A)
NO CONTRIBUYE MAYORMENTE EN LA RESISTENCIA FINAL DEL CEMENTO
FRAGUADO. PROMUEVE LA RÁPIDA HIDRATACIÓN Y CONTROLA EL
FRAGUE INICIAL Y EL TIEMPO DE ESPESAMIENTO. LOS CEMENTO
DENOMINADOS DE “ALTA RESISTENCIA A LOS SULFATOS” DEBEN TENER
UN CONTENIDO MENOR AL 3%.
COMPOSICICOMPOSICIÓÓN DEL CLINKER Y ESTRUCTURA DE LOS GRANOS N DEL CLINKER Y ESTRUCTURA DE LOS GRANOS (Cont.)(Cont.)
FERRO ALUMINATO TETRACÁLCICO (C4AF)
ES EL COMPONENTE DE BAJO CALOR DE HIDRATACIÓN DE CEMENTO.
CONTRIBUYE POCO A LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CEMENTO
FRAGUADO. EL AGREGADO EN EXCESO DE ÓXIDOS DE HIERRO
PROVOCARÁN UN INCREMENTO DE LA CANTIDAD DE FERROALUMINATO
TETRACÁLCICO.
COMPOSICICOMPOSICIÓÓN DEL CLINKER Y ESTRUCTURA DE LOS GRANOS N DEL CLINKER Y ESTRUCTURA DE LOS GRANOS (Cont.)(Cont.)
SILICATO TRICÁLCICO (C3S)
SE FORMA POR LA COMBINACIÓN DE CaO Y SiO2. ES EL MAYOR
COMPONENTE DE LOS CEMENTOS PORTLAND RETARDADOS(40% a 45%) Y
DE LOS DE ALTA RESISTENCIA A LOS SULFATOS (60% a 65%). EL SILICATO
TRICALCICO CONTRIBUYE EN TODAS LAS FASES DEL DESARROLLO DE LA
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CEMENTO FRAGUADO, PERO
PARTICULARMENTE EN LA RESISTENCIA TEMPRANA DEL CEMENTO (1 a 28
DIAS).
COMPOSICICOMPOSICIÓÓN DEL CLINKER Y ESTRUCTURA DE LOS GRANOS N DEL CLINKER Y ESTRUCTURA DE LOS GRANOS (Cont.)(Cont.)
SILICATO DICÁLCICO (C2S)
ES EL COMPONENTE DE LA LENTA HIDRATACIÓN DEL CEMENTO Y
BUENA RESISTENCIA FINAL. DEBIDO A SU LENTA HIDRATACIÓN VA
GANANDO EN FORMA BAJA Y GRADUAL RESISTENCIA, QUE OCURRE
SOBRE UN PERÍODO DE TIEMPO MUY EXTENDIDO.
CLASIFICACION DE LOS CEMENTOSCLASIFICACION DE LOS CEMENTOS
EN LOS ESTADOS UNIDOS EXISTEN VARIOS INSTITUTOS QUE ANALIZAN
Y ESPECIFICAN LOS MATERIALES Y PROPIEDADES DE LOS CEMENTOS.
LOS INSTITUTOS MAS CONOCIDOS Y LAS NORMAS QUE DICTAN EN LA
INDUSTRIA PETROLERA SON EL ASTM (AMERICAN SOCIETY FOR TESTIG
MATERIALS) Y EL A.P.I. (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE).
CLASIFICACION ASTMCLASIFICACION ASTM
EL ASTM A ESTABLECIDO ESPECIFICACIONES PARA CINCO TIPOS DE
CEMENTOS PORTLAND, CONOCIDOS COMO ASTM TIPOS I, II, III, IV, V.
CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS (Cont.)CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS (Cont.)
CLASIFICACION A.P.I.CLASIFICACION A.P.I.
EL API A ESTABLECIDO ESPECIFICACIONES PARA 9 CLASES DE
CEMENTOS PARA POZOS PETROLÍFEROS QUE HA DESIGNADO CON LAS
DENOMINACIONES “ CLASE A, B, C, D, E, F, G, H y J”
LAS CLASES A y B DEL API CORRESPONDEN A LOS TIPOS I, II y III DEL
ASTM. LOS TIPOS IV y V NO TIENEN CORRESPONDENCIA CON LAS
CLASES API.
PROFUNDIDADES DE APLICACIPROFUNDIDADES DE APLICACIÓÓN Y N Y
CONTENIDO DE AGUA SEGCONTENIDO DE AGUA SEGÚÚN A.P.I.N A.P.I.Cemento Clase API
Contenido Agua (%) gal/sk
Densidad (ppg)
Rendimiento (ft3/sk)
Profundidad (ft)
A(portland) 46 5.2 15.6 1.17 0-6000B(portland) 46 5.2 15.6 1.17 0-6000C(resist. Temp.) 56 6.3 14.8 1.32 0-6000D(retardado) 38 4.3 16.4 1.05 5000-12000E(retardado) 38 4.3 16.4 1.05 6000-14000F(retardado) 38 4.3 16.4 1.05 10000-16000G(básico) 44 4.96 15.8 1.14 0-8000H(básico) 38 4.3 16.4 1.05 0-8000
COMPOSICICOMPOSICIÓÓN TIPICA DE LOS CEMENTOS APIN TIPICA DE LOS CEMENTOS APICLASE API DE
CEMENTOC3S (%)
C2S (%)
C3A (%)
C4AF (%)
FINEZA WAGNER (cm2/cm)
A 53 24 8(+) 8 1600-1800B 47 32 5(-) 12 1600-1800C 58 16 8 8 1800-2200
D y E 26 54 2 12 1200-1500G y H 50 30 5 12 1600-1800
CLASIFICACICLASIFICACIÓÓN DE CEMENTOS SEGN DE CEMENTOS SEGÚÚN APIN API
CLASE A (CEMENTO PORTLAND): Usado en la construcción, se usa en cañerías superficiales.
CLASE G: Tiene resistencia a los sulfatos y un control de calidad que da homogeneidad al producto permitiendo trabajar en profundidades desde superficie hasta 8000ft. Con el agregado de aditivos (retardadores) se puede ampliar el rango de profundidad.
ADITIVOS PARA CEMENTOADITIVOS PARA CEMENTO
ACELERADORES: QUIMICOS QUE REDUCEN EL TIEMPO DE
BOMBEABILIDAD E INCREMENTAN LA RESISTENICA A LA COMPRESIÓN
ALCANZADA. Cl2Ca (1 a 4%), ClNa (1 a 5%).
RETARDADORES: ADITIVOS QUIMICOS QUE RETARDAN EL TIEMPO DE
BOMBEABILIDAD. LIGNITOS (0.1 A 1%), LIGNOSULFONATOS (0.1 A 2.5%)
EXTENDEDORES: MATERIALES QUE BAJAN LA DENSIDAD DEL SISTEMA
DE CEMENTO Y/O REDUCEN LA CANTIDAD DE CEMENTO POR UNIDAD
DE VOLUMEN.
ADITIVOS PARA CEMENTO (Cont.)ADITIVOS PARA CEMENTO (Cont.)
DENSIFICANTE: MATERIALES QUE INCREMENTAN LA DENSIDAD DE UN
SISTEMA DE CEMENTO. HEMATITA, ARENA, BARITINA.
DISPERSANTE: ADITIVOS QUIMICOS QUE REDUCEN LA VISCOSIDAD DE LA
LECHADA DE CEMENTO. SULFONATOS SON LOS DISPERSANTES MAS
COMUNES
CONTROL PÉRDIDA DE FLUIDO: MATERIAL QUE CONTROLA LA PÉRDIDA DE
FLUÍDO DE LA FASE ACUOSA DE UN SISTEMA DE CEMENTO HACIA LA
FORMACIÓN. EXISTEN DOS CLASES PRINCIPALES DE ESTOS ADITIVOS;
MATERIALES FINAMENTE DIVIDIDOS Y POLIMEROS SOLUBLES EN AGUA.
ADITIVOS PARA CEMENTO (Cont.)ADITIVOS PARA CEMENTO (Cont.)
CONTROL PÉRDIDA DE CIRCULACIÓN: ADITIVOS QUE CONTROLAN LA
PÉRDIDA DE LA LECHADA HACIA FORMACIONES PERMEABLES O
DÉBILES. RAFAELITA, CÁSCARA DE NUEZ, CELOFAN, ETC.
ADITIVOS QUE VARIAN LAS PROPIEDADES DE FLUJO:
LIGNOSULFONATOS, BENTONITA.
ADITIVOS QUE PROVEEN RESISTENCIA DEL CEMENTO FRAGUADO A
FLUIDOS CORROSIVOS. RETROGRESIÓN: SÍLICE
ADITIVOS PARA CEMENTO (Cont.)ADITIVOS PARA CEMENTO (Cont.)
ADITIVOS QUE PROVEEN PLASTICIDAD A LA LECHADA: LATEX
ADITIVOS QUE CONTROLAN LA PERMEABILIDAD. CEMENTOS
ULTRAFINOS
ADITIVOS QUE LE CONFIEREN CARACTERÍSTICAS EXPANSIVAS A LA LECHADA.
DISPOSITIVOS, HERRAMIENTAS YDISPOSITIVOS, HERRAMIENTAS Y
EQUIPOS PARA CEMENTACIONEQUIPOS PARA CEMENTACION
ZAPATOS GUIAS: Se utilizan para guiar el casing cuando se baja en el pozo
abierto y evitar derrumbes y están instalados en el extremo inferior del primer
casing que se baja al pozo.
COLARES FLOTADORES: Se utilizan para evitar el retorno de cemento y
para asiento de los tapones.
ZAPATOS Y COLLARES DIFERENCIALES: El llenado del casing se produce
por presión diferencial entre el fuido existente en el pozo y el fluido dentro del
casing.
DISPOSITIVOS, HERRAMIENTAS YDISPOSITIVOS, HERRAMIENTAS Y
EQUIPOS PARA CEMENTACION (Cont.)EQUIPOS PARA CEMENTACION (Cont.)
DISPOSITIVOS DE ETAPAS: Se utilizan para realizar cementaciones en
etapas cuando las presiones hidrostáticas que quedaran en el anular superan
los valores de presión de fractura de formación o para resolver algún
problema al utilizar dos lechadas diferentes. Pueden ser de DOS o TRES o
mas etapas y con diferentes tapones.
CABEZAS DE CEMENTACION: Se colocan en la parte superior del último
casing instalado en el pozo y su función es alojar los tapones de goma que se
enviaran durante el bombeo y desplazamiento de la lechada de cemento.
DISPOSITIVOS, HERRAMIENTAS YDISPOSITIVOS, HERRAMIENTAS Y
EQUIPOS PARA CEMENTACION (Cont.)EQUIPOS PARA CEMENTACION (Cont.)
TAPONES DE GOMA: Generalmente se utilizan dos, uno inferior o fusible y
otro superior o de cierre. La función principal es separar físicamente los
fluidos que se envían al pozo a través del casing y hacia el espacio anular.
CENTRALIZADORES: El principal objetivo es el de centralizar el casing en el
espacio anular para lograr una distribución uniforme del cemento alrededor
del pozo, evitar zonas sin cemento y lodos bypasados.
RASCADORES O LIMPIADORES: Su funcion es eliminar el revoque dejado
por el lodo. Son del tipo ROTATIVO o RECIPROCOS.
DISPOSITIVO DOBLE ETAPADISPOSITIVO DOBLE ETAPA
EQUIPOS UTILIZADOSEQUIPOS UTILIZADOS
UNIDADES CEMENTADORAS:UNIDADES CEMENTADORAS:
Las unidades cementadoras utilizadas también como Bombeadoras, diseñadas
para trabajar en operaciones de Cementación como:
Cañerías Guía
Cañerías de Aislación
Cañerías Intermedias
Liners
Cementaciones a Presión
Cementaciones Circulando
Tapones balanceados
EQUIPOS UTILIZADOS (Cont.)EQUIPOS UTILIZADOS (Cont.)
UNIDADES CEMENTADORAS (Cont.):UNIDADES CEMENTADORAS (Cont.):
En operaciones de bombeo se puede mencionar:
Tratamientos Ácidos
Pruebas de Admisión de la formación (Step Rate- Step Down)
Pruebas de hermeticidad de BOP
Inyección de distintos tipos de fluidos (Gasoil, Colchones obturantes,
etc.)
EQUIPOS UTILIZADOS (Cont.)EQUIPOS UTILIZADOS (Cont.)
UNIDADES CEMENTADORAS (Cont.):UNIDADES CEMENTADORAS (Cont.):
Estas Unidades están equipadas con dos bombas triplex y tiene la capacidad
de realizar bombeos a alta presión utilizando una o ambas bombas.
La mezcla se realiza mediante un nuevo sistema de alta potencia, una bomba
de recirculación de alto caudal y un agitador radial.
Posee un densómetro en la línea de recirculación y un caudalímetro para medir
el agua de mezcla.
EQUIPOS UTILIZADOS (Cont.)EQUIPOS UTILIZADOS (Cont.)
UNIDADES CEMENTADORAS (Cont.):UNIDADES CEMENTADORAS (Cont.):
El tanque de mezcla de un solo compartimento con capacidad de mezclar
cemento a la pasada manteniendo un buen control de densidad y un tiempo de
residencia suficiente para una buena homogeneización del cemento.
Se puede mezclar a caudales mayores que 9 BPM con una densidad de 16.4
PPG. Lechadas de menor peso se pueden mezclar a caudales mayores.
UNIDAD CAUNIDAD CA--2121
bpm psi bpm psi12 1190 7.7 16008.6 1660 5.5 22005.9 2400 3.8 37503.8 3750 2 51002.2 8910 1.2 9000
Performance de las Bombas TriplexMáx. Potencia @
1875 rpmMáx. Potencia @
1200 rpm
UNIDAD CAUNIDAD CA--21 (Cont.)21 (Cont.)
DESCRIPCIONDESCRIPCION
MOTORES2 SCANIA - 6C Y 1 4C - B.H.P.360 a 2300 RPM
TRANSMISIONESMecánica Fuller - R.P.M. Admitidas 2500 MAX.
BOMBAS TRIPLES DE ALTA PRESIONGEOQUIP-500
ESPECIFICACIONESCarrera 6“ - Eficiencia Mecánica 80 % - Eficiencia Volumétrica 90 % - R.P.M. Máx 450 R.P.M.Potencia Admitida 500 HHP
CONFIGURACIONAcción horizontal simple, 3 pistones, con cuerpo hidráulico monoblock y reductor mecánico a engranajes.
TANQUE DE RECIRCULADORCapacidad 7 barriles - Agitación a paletas
BOMBAS RECIRCULADORMission Sand Master 3” x 4” x 13” - TIPO Centrífuga - Presión de Trabajo - Caudal 350 gpm
TANQUE DE DESPLAZAMIENTOCapacidad 20 barriles - Calibración Cada 1/2 barril
UNIDAD CAUNIDAD CA--21 (Cont.)21 (Cont.)
DESCRIPCIONDESCRIPCION (Cont.)(Cont.)
MEZCLADO DE CEMENTOSistema de Mezcla por Jet - Sistema de Recirculación de mezcla de cemento
BOMBA DE MEZCLAMission 5" x 4" x 14“ - TIPO Centrífuga - Presión de Trabajo 75 psi - Caudal 630 gpm
BOMBA DE SOBREALIMENTACIONNo posee.
BOMBA DOSIFICADORABOREMANN MODELO ES 100.2
PANEL DE CONTROLIndica:Densidad de Cemento lbs/galTotalizadores de CaudalParcializadores de Caudal PresiónDisplay de Caudal de bomba dosificadora.
DESCRIPCION GENERAL DE UNDESCRIPCION GENERAL DE UN BULKBULK
El bulk es un equipo que se utiliza para poder transportar el cemento y los
productos químicos necesarios para una operación de cementación.
Este equipo es el que suministra cemento a un batch mixer, en el caso de una
cementación de cañería de aislación y al cementador en el caso
de una cañería guía.
Estos equipos poseen:
1 motor que transmite potencia a un compresor
1 compresor de 5 kg/cm2
DESCRIPCION GENERAL DE UNDESCRIPCION GENERAL DE UN BULKBULK (Cont.)(Cont.)
2 trompos con una capacidad de 320 bolsas cada uno y 1 trompo con
capacidad inferior. Este último tiene una válvula que permite la descarga del
cemento.
1 línea para descarga de cemento
1 línea de aire para presurizar trompos y zanahoria( trompo mas pequeño)
1 línea de venteo.
1 cilindro horizontal con 3 manómetros, 1 para controlar la presión de aire en
la línea principal y los otros dos para controlar la presión en los trompos.
DESCRIPCION GENERAL DE UNDESCRIPCION GENERAL DE UN BULKBULK (Cont.)(Cont.)
Válvulas manuales que permiten carga y descarga de cemento, presurización
y despresurización y venteo del sistema.
DESCRIPCION BACHTDESCRIPCION BACHT--MIXERMIXER
El recirculador posee:
1 motor de combustión interna para alimentación de potencia a las bombas
centrífugas.
2 bombas centrifugas. Una de estas para alimentación del circuito del agua. La
otra bomba para la recirculación del fluido que se encuentra en los tambores.
2 trompos. Cada uno con una capacidad de 40 Bbls. ( 45 Bbls. Max.) para
preparar la mezcla necesaria. Cada trompo posee un agitador con 4 paletas
para energizar la mezcla y así poder homogeneizarla.
Línea de circuito de cemento.
Línea de circuito de agua.
DESCRIPCION BACHTDESCRIPCION BACHT-- MIXERMIXER (Cont.)(Cont.)
Línea que permite recircular.
1 densómetro.
1 tablero de control con:
Comandos para 6 válvulas ( 3 p/ cada trompo)
3 comandos para accionamiento neumático de válvulas (1° succión bomba
de agua, 2°descarga lateral derecha y 3° descarga lateral izquierda).
Contacto y puesta en marcha de motor.
Control de aceleración de bombas centrífugas.
Control de aceleración de motor.
ENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO
1- DENSIDAD Y RENDIMIENTO DE LA MEZCLA.
2- TIEMPO DE FILTRADO.
3- FILTRADO A ALTA PRESIÓN Y TEMPERATURA, ESTÁTICO Y DINÁMICO.
4- REOLOGÍA PARA DETERMINACIÓN DE AL VISCOSIDAD, CAUDALES Y PRESIONES DE FRICCIÓN.
5- CONTENIDO DE AGUA LIBRE.
6- TIEMPO DE FRAGUE, CURADO, DE LA LECHADA DE CEMENTO.
7- RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CEMENTO FRAGUADO.
ENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO (Cont.)(Cont.)
8- CONTROLPOTENCIAL FLUJO DE GAS, GELIFICACIÓN DE LA MEZCLA
DE CEMENTO.
9- SEDIMENTACIÓN DE PARTICULAS SÓLIDAS CUANDO SE DEJA EN
REPOSO.
10- RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CEMENTO A TRAVÉS DEL
TIEMPO, NO DESTRUCTIVO.
11- COMPATIBILIDAD ENTRE LODO/PREFLUJOS/CEMENTO.
DENSIDAD Y RENDIMIENTO DE LA MEZCLADENSIDAD Y RENDIMIENTO DE LA MEZCLA
Los equipos tales como balanzas presurizadas, densímetros electrónicos o
nucleares se deben utilizar para controlar y verificar correctamente en
laboratorio y en el campo los valores de densidad diseñados.
El agregado de aditivos a la mezcla, afectan levemente o no tienen efecto
sobre la densidad y rendimiento de la mezcla.
TIEMPO DE ESPESAMIENTOTIEMPO DE ESPESAMIENTO
La presión y temperatura afectan directamente el tiempo de espesamiento de
las lechadas de cemento y la resistencia a la compresión del cemento
fraguado. La temperatura tiene mayor efecto que la presión. A temperaturas
elevadas la lechada se deshidrata y fragua mas rápidamente, ocasionando
que disminuya el tiempo de espesamiento.
El tiempo de espesamiento esta definido como el tiempo que transcurre desde
que se mezcla el cemento con agua hasta que adquiere 100 Uc (unidades de
consistencia) medidas en un consistómetro a presión y temperatura.
TIEMPO DE ESPESAMIENTO (Cont.)TIEMPO DE ESPESAMIENTO (Cont.)
Por esta razón es fundamental conocer perfectamente las temperaturas de
circulación de fondo de pozo BHCT.
El A.P.I. Ha establecido normas, caracteristicas de los equipos y planillas de
ensayo que simulan las condiciones en diferentes profundidades, presiones y
gradientes de temperaturas, que cubren un amplio rango.
Se debe conocer con exactitud la temperatura para no cometer errores en el
tiempo estimado de colocación de la mezcla de cemento y el comportamiento
de los aditivos agregados a la mezcla con diferentes temperaturas.
AGUA LIBREAGUA LIBRE
El agua libre es el volumen de agua que se separa de la mezcla en la parte
superior de una columna de cemento que se ha dejado en reposo o en forma
de canales a tráves de la columna de cemento. El fenómeno se produce por el
exceso de agua que se agrega al cemento y por sedimentación de las
partículas sólidas de cemento. Debido a que el cemento tiene un peso
específico de 3,14 Kg/Lts, el mismo se separa dejando una capa de agua en
la superficie llamada AGUA LIBRE.
El laboratorio realiza los ensayos luego de agitar la mezcla durante 20
minutos, 80°F de temperatura y presión atmosférica, registrando la viscosidad
AGUA LIBRE (Cont.)AGUA LIBRE (Cont.)
y dejando en reposo durante 2 hs. la muestra en una probeta graduada de
250 ml. El volumen de agua que se separa en la parte superior de la lechada
esta reportado como “contenido de agua libre de la lechada”.
RESISTENCIA A LA COMPRESIONRESISTENCIA A LA COMPRESION
El cemento requiere una determinada resistencia a la compresión para
soportar las sartas de casing, absorber los esfuerzos de la reperforación
cuando se profundiza el pozo, se realizan las operaciones de punzado para
producción y tener durabilidad en la vida productiva del pozo.
Esta aceptado en la industria petrolera que una resistencia mínima de 500
psi es suficiente.
En el laboratorio y según las Especificaciones de API, luego del curado(fragüe)
del cemento en una cámara de curado o autoclave, donde la lechada ha sido
colocada en moldes de 2” x 2”, con presiones y temperaturas estáticas de
RESISTENCIA A LA COMPRESION (Cont.)RESISTENCIA A LA COMPRESION (Cont.)
fondo de pozo durante períodos de tiempo de 8, 12, 24 hs, etc., los cubos de
cemento fraguado se colocan en una prensa hidráulica y se los somete a
esfuerzos de compresión.
Como regla general esta establecido que la resistencia a la compresión es 8 a
10 veces mayor que la resistencia a la tensión.
Para evitar el daño al sello de cemento fraguado y que se ha adherido
perfectamente a la formación y al casing no deberia ser perforado (punzado,
cañoneado, baleado) hasta que el cemento fraguado haya adquirido 2000 psi
de resistencia a la compresión o mayor.
EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE ENSAYOEQUIPOS E INSTRUMENTOS DE ENSAYO
Consistometro Presurizado
Equipo para curado y posterior ensayo de resistencia a la compresión.
Equipo para la determinación directa de la resistencia a la compresión
U.C.A. ( Ultrasonic Cement analyser )Este último equipo permite la medición indirecta de la resistencia a la compresión y resistencia de gel en condiciones reales de pozo.
Celda de Presión para la medición de la pérdida de filtrado
Viscosímetro FANN con distintos niveles de velocidad
Agitadores a paletas
Baño térmico