7/17/2019 04 - Aditivos de Cementacin
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Schlumb
ergerPrivate
1 Aditivos deCementacion
Programa deEntrenamiento Acelerado
para Supervisores de Pozoen IPM
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Aditivos de
Schlumb
ergerPrivate
Condiciones en un Pozo
Temperatura
FormacionesPermeables
Remocion deLodoPresion porFriccionMezclabilidadBombeabilidad
Perdidas deCirculacion
Control PozoSobre Presion
Formaciones Debiles
Retrogresionde la
Resistencia
Antiespumantes
Espumantes CementoEspumado!
Control de "as
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Aditivos de
Schlumb
ergerPrivate
CATEGORIA E AITI!O
SO"#CIO$ES
ES#AB$L$DAD DE FL%$D&S
C&'#R&L DE F$L#RAD&
RE#R&"RES$&' DE LA C&MPRES$&' PR&D%C#& DE LA ($DRA#AC$&' S$L$CA
ESP%MA'#ES ES#AB$L ) ESP%MA A"E'#ES ESP%MA'#ES
ESP%MA #E'DE'C$A A LA ESP%MA A'#$)ESP%MA
PERD$DAS DE C$RC%LAC$&'
CAPAC$DAD DE #AP&'AR
PR&P$EDADES DE #AP&'
DE'S$DAD
A"E'#ES "EL$F$CA'#ES
D$SPERSA'#ES
LCM
E*#E'DED&RES
REM&C$&' DE L&D&
PRES$&' P&R FR$CC$&'RE&L&"$A
#$EMP& DE FRA"%E ACELERAD&RES
F&RMAC$&'ES PERMEABLES FLAC
CO$ICIO$ES ESPECIA"ES O A$ORMA"ES
PARAMETRO E "A "EC%AAPRO&"EMA
C&'#R&L DEL P&+&
S&BRE PRES$&'
F&RMAC$&'ES DEB$LES
DE'S$DAD
A"E'#ES DE PES&
E*#E'DED&RES
#EMPERA#%RA
Condiciones en un Pozo
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Aditivos de
Schlumb
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Aditivos de Cementaci'n
Aceleradores -Retardadores Cambian el #iempo de
Frague
Modi.can la velocidad dedesarrollo de laresistencia
E/tendedores Reducen la densidad
Aumentan el rendimiento Agentes de Peso
Aumentan la densidad
Dispersantes Me0oran la remocin
Me0oran la mezclabilidad
Lec2adas de agua reducida
Reducen las presiones por3riccin Lo4 #- and Pv!
Controladores de Filtrado
Materiales para perdidade circulacin LCM!
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Aditivos de
Schlumb
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Aditivos Especiales
Antiespuma,Desespumantes
Aditivos para me0orar la Ad2erencia
Aditivos E/pansivos
Aditivos para controlar la migracin de "asSistemas #i/otropicos
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Aditivos de
Schlumb
ergerPrivate
Conductores
Previenen el derrumbamientodel (o-o ba0o el e5uipo
El tiempo de espera por elcemento debe ser m6s corto
Cemento de 3raguado r6pido) r6pido desarrollo deles3uerzo compresivo
Lec2adas aceleradas7 e8g89 Cemento Puro : 'aCl D;;!
Cemento Puro : CaCl? S1! ?);> Cemento Puro : agua de mar
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Aditivos de
Schlumb
ergerPrivate
Aceleradores
S@@1 CaCl?)slido! 1 ) ; > B&C La pureza debe ser 9 S@@1 > CaCl? concentracin
Reaccin E/otermica
D@;; 'aCl! 1@ > B&Agua de Mar
eri.car el comportamiento cerca de los deltas de rios
D@ CaCl?)l5uido! @8? ) @8; gal,sG
ARC#$C SE# para Ba0as temperaturas
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Aditivos de
Schlumb
ergerPrivate
E(ectos Secundarios del CaCl)
Aumenta la temperatura Calor de Solucin del CaCl? E3ecto acelerador adicional en super.cieH!
E/pansin del revestidor
Aumenta la reologa geli.cacin!
Es Posible un aumento en la permeabilidad Disminu-e la resistencia a los sul3atos
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
*++ Cloruro de Sodio
'o mu- e.ciente como acelerador
Actua como acelerador 1@> B&
Rango pre3erido B&
T
imetoreac,-**&c
Slurr.consistenc./,r0
-123F /453C0
-4+3F/253C0
-673F /5-3C0)-*3F /773C0
5
2
+
)
** 4 -* -4 )* )4 1*$aCl E$ AG#A E ME8C"A /9 &:O:0
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
Casing super;ciales
+onas no consolidadasSoporte de los B&P
"randes volumenes delec2adas
Lec2adas ligerasLec2adas pesadas en la zapata
Lec2adas e/tendidas conlec2adas de amarre 7 e8g89 Bentonita pre2idratada ?) 1?8I
ppg
Cemento Puro : @8=)1> S1 1=8Ippg
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
ensidad de la "ec,ada
CambiandoCambiandoLa DensidadLa Densidad
De la Lec2adaDe la Lec2ada
Mas LivianaMas Liviana
Mas AguaJ
KAbsorbentesKMateriales Ligeros
Densidad Mas Ba0aDensidad Mas Ba0a
Cemento 'eto1=8 ppg Clase A1=8I ppg Clase "18; ppg Clase (
Mas PesadaMas Pesada
Menos Agua
KMaterial PesadoKDispersantes
Densidad Mas AltaDensidad Mas Alta
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
E
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
Clasi;caci'n de losE
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
E B&C
KEconomico - ampliamente dispKDisminu-e la resistencia a la coKAumenta la permeabilidadKiscosi.ca las Lec2adas : sli
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
E
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
Agregados "igerosP%+&LA'AS9 #ierra Diatomacea D17 D@?! Q Ceniza D
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
E
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
Antiespumantes
Bue causa la EspumaD Propiedades de los materiales
Mala 2umectacin de las partculas slidas
Por ue usar antiespumantesD Para prevenir la geli.cacion , prevenir una pobre 2idratacin
Para prevenir cavitacin en las bombas
Para obtener - bombear una densidad real
Propiedades de los antiespumantes Deben ser $nsolubles en el Ouido espumante
Deben tener una super.cie m6s 6ctiva 5ue el Ouidoespumante
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
Casing Intermedios
Secciones de traba0o
Cementaciones en ? etapas
Ba0o Costo
Lec2ada de relleno -principal e8g89 Bentonita pre2idratada ?)
D= @8?I gps : 1> S1
1=8I ppg lec2ada de amarre
#odas las lec2adasretardadas
Lec2adas principales concontrol de .ltrado8
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
Retardaci'n de los sistemas decemento
Aplicaciones Casings intermedios - de produccin
Cementaciones 3orzadas - tapones de cemento
Alta temperatura - pro3undidad
Clases de Retardadores Tumicos Lignosul3onatos D@1
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
Probables E3ectos 'egativos de los Retardadoresen las Lec2adas9 "eli.cacin e08 Lignosul3onatos!
Dispersion
Aumento de la Perdida de Filtrado
$ncompatibilidad Retrasan el desarrollo de la resistencia a la compresin
Retardadores
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
%niSE# ) L#9 D1 Retardador de Ba0a#emperatura Sal &rganica
Retardador de Ba0a a media temperatura
#eora de la 'ucleacin 'o debe ser usado con D@=7 D1== o cual5uier otra 3orma de nanosilica
Es Compatible -a sea con agua 3resca o de mar
Ba0a sensibilidad al tiempo de 3rague con cambios de temperatura
Propiedades Individuales delos retardadores #niSET
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Propiedades Individuales delos retardadores #niSET
%niSE# ) (#9 D11 Retardador de Alta #emperatura Es una mezcla de Sales &rgano3ostatica e inorganicas
Retardador de media a altas temperaturas
#eora de la Adsorcin
M6s tolerante a9 ariaciones de concentraciones
ariaciones de temperatura
Es3uerzo de corte
R6pido desarrollo de resistencia a la compresin
Compatible con sistemas salinos 2asta ?=> 'aCl
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Mecanismos de Retardaci'nFactores 5ue a3ectan el mecanismo de accin
'aturaleza 5umica del retardador Composicin 5umica del cemento
#eoras de los mecanismos de accin#eora de Adsorcin#eora de Precipitacin
#eora de 'ucleacin#eora comple/acin
Posibles e3ectos negativos en las lec2adas "elacin Dispersin $ncremento en el .ltrado $ncompatibilidad
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
*
*
*
*
**
*
*
*
*
*
D1
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Perdida de Filtrado
De.nicin Es el Filtrado o 3ase acuosa7 perdida en la 3ormacin
Revo5ue depositado sobre la super.cie
de la 3ormacin
Por5ue las lec2adas pierden aguaH Presin Di3erencial
Medio Permeable 3ormacion!
Relacin Agua,cementoH (idratacin
Etapas de la prdida de Fluido .ltrado !9 Prdida de .ltrado din6mica
Prdida de Ouido est6tica
E( t d l P did d
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
E(ectos de la Perdida deFiltrado en las propiedades de
la lec,adaD$SM$'%UE A%ME'#A
RendimientoAgua Libre
#iempo de FragueSedimentacinEncogimiento olumetrico
Remocion de Lodos )E.c!(idrostatica psi,3t!
Densidad de la Lec2ad
iscosidad Pl6sticaPunto CedenteResistencia CompresivAd2erencia
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Tiempo de Fraguado vsensidad
TiempodeFraguado
PuntoCedente
-
2*
+*
-2A+-4A2
TiempodeFraguado/m
in0
PuntoCedente
ensidad de la "ec,ada /ppg0
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Mecanismos del control de;ltrado
Reduccion de la permeabilidad del Ven0arreW delcemento Partculas de material rellenando los poros
Partculas de polmeros taponando los poros
Pelcula de polmero sobre la partculas del cemento,poros
Cambio en la distribucin de las partculas del cementocon dispersantes
$ncrementando la viscosidad de la 3ase acuosa Adicin de polmeros solubles al agua
Solamente reduce la permeabilidad del Ven0arreW E3ectos pobres comparados con la reduccin de la
permeabilidad
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Aditivos para Controlar laPerdida de Filtrado
Particulas9
Particulas FLACs9 D@?@7 D@@"7
D=@@
Late/ FLACs9 D@@"7D@@
Polimeros Solubles en Agua9
Derivados de la Celulosa9 D@=7 D11?
Polimeros Sintticos 'o)$onicos9 D1=7 D1@
Polimeros Sintticos %niFLAC!9 D17 D1I
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Caractersticas del #niF"AC@
%niFlac S9 D1 %niversal FLAC Slido!
%niFlac L9 D1I %niversal FLAC L5uido!
Diseos m6s Robustos7 'obles - Simples Amplio rango de aplicaciones
%n set de aditivos puede cubrir completamente las
necesidades de todos los revestidores
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Caractersticas del #niF"AC@/Cont0
enta0asSimplicidad al Disear
Ba0a Sensibilidad a los di3erentes lotes de cementoBa0a Sensibilidad a las variaciones de temperatura
Sinergia con los retardadores universales %niSE#!
Aceleracion a ba0a temperaturasBene.cios
%n aditivo FLAC para la ma-ora de las aplicaciones
Me0oramiento de la calidad de Servicio
#iempo de E5uipo menos tiempo de espera!
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Rango Operativo F"AC
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
!alores "mites de Perdida deFiltrado
alores #picos9 prueba AP$7 1@@@ psi! Prevencin de migracin de "as
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
ispersantes con F"ACs
Mecanismos de accin9Dispersan los granos de cemento7 me0orando el empa5ue7
reduciendo la permeabilidad
Floculados con sal7 accin de taponamento
SI$ ISPERSA$TE CO$ ISPERSA$TERE!OB#E
EMPAB#E A"EATORIO
A"TA PERMEA&I"IA
EMPAB#E ORE$AO
&AA PERMEA&I"IA
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
ispersantes
Reologa de las Lec2adas olumen de particulas slidas , volumen total de Ouido
$nteracciones entre las partculas
Reologa de la 3ase acuosa
Se puede cambiar con los dispersantes
Por5ue usar dispersantesH Reducen la viscosidad - punto cedente
Flu0o #urbulento es mas 3acil de alcanzar
Reducen las presiones debido a la 3riccin
Me0oran la mezclabilidad de las lec2adas #- m6s ba0o! Lec2adas de agua reducida densidades de 2asta 1I lb,gal!
Me0oran la e.ciencia de los aditivos para control de .ltrado
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Tipos de ispersantes
Sul3onadosPolina3taleno Sul3onato de Sodio P'S! D@=7 D@I@
Polimelaminas Sul3onadas PMS! D1;=A
Polimeros Aromaticos D@=A7 D@I@A
Polimeros &rganicos D@;M7 D@;AMLignosul3onatosAcido (idro/icarbo/ilico derivado D@I1
de la Lignita
Acidos (idro/icarbo/ilicos D1?1
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Acci'n del dispersante
POLYCEMENTO
C2SH- +Ca + - 03S
C2SH- +Ca + - 03S
DSPE!S"NTEMOLEC#L"
La ca$ti%a% %el %i&'er&a$te ab&(rbi%( %e'e$%e %e la c($ce$traci)$La &u'er*icie %e l(& gra$(& %e ceme$t( &e c($vierte$ u$i*(rmeme$te
$egativ(&La& &eale& &e re'ele$ u$( a (tr( ---, %i&'er&i)$
SO33
SO33
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
ensidad de la "ec,ada
Cambiando laCambiando laDensidadDensidad
De la Lec2adaDe la Lec2adaMas LivianaMas Liviana
Mas AguaJ
KAbsorbenteKMaterial Lig
Densidad Mas Ba0aDensidad Mas Ba0a
Cemento 'eto1=8 ppg Clase A1=8I ppg Clase "18; ppg Clase (
Mas PesadaMas Pesada
Menos Agua
KMaterial PesKDispersante
Densidad Mas AlDensidad Mas Alt
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Agentes de Peso
Re5uerimientos "ravedad Espec.ca Alta
#amao - distribucin de partculas Compatible Sed!
Ba0a Adsorcin de agua e.ciencia!
Disponibilidad - costo aceptable Pureza - consistencia del producto
$nerte
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Agentes de Peso Comunes
Agua Adicional
gal,lb
D@
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Retrogresi'n
Por encima de ?
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Aditivos de
Schlumbe
rgerPrivate
Arena de Silica *1* . %arina deSilica *22
PR&P$EDAD D@ :1?>
181? gal,sG 18
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Aditivos de
SchlumbergerPrivate
Aditivos Antisedimentantes
Los aditivos antisedimentantes reducen9 El Agua Libre
La Sedimentacin
La $nestabilidad de las Lec2adas
Son compatibles con todos los productos de
cementacinSolo a3ectan la reologa de la lec2ada
Rango de #emperatura 9 2asta
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SchlumbergerPrivate
Conclusion
"rupos de Aditivos
Mecanismos de Accion
Propiedades $ndividuales
Proposito de agregarlos al cemento
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