apuntes cementacion

TEMA CementacionesVI. Terminología en las cementaciones

Presión de desplazamiento (Pd).- Es la presión necesaria para desplazar el cemento de la tubería de revestimiento y/o de la TP al espacio anular. Es recomendable que al faltar 15 o 20 bls de desplazamiento se baje el gasto para evitar un golpe de ariete y un posible desprendimiento de la TR.

Presión final (Pf).- Es la presión adicional a la presión de desplazamiento con la cual se termina el desplazamiento y nos indica que el tapón superior a llegado al cople. Se recomienda que la presión final para TR´S superficiales e intermedias sea de 35 kg/cm2 por arriba de la presión de desplazamiento y para TR´S cortas de 70 kg/cm2 por arriba de la presión de desplazamiento.

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Máxima presión superficialPresión final

Caída libre

0 20 40 60 80 100Tiempo (min)

Pre

sión

sup

erfic

ial (

psi)

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Gas

to (

bls/

min

)

Caída libre

0 20 40 60 80 100Tiempo (min)

Gasto de bombeo Gasto en el espacioanular

TEMA CementacionesVI. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)

Tubería conductora (T.C. 30”).- Es la primera que se introduce y puede ser cementada o hincada. Su objetivo es permitir la circulación controlada, evitar derrumbes de formaciones no consolidadas, aislar acuíferos superficiales e instalar el sistema de control (preventores) para la siguiente etapa.

Esta tubería es cementada hasta la superficie, al cemento se le agrega acelerador, no requiere la utilización de baches lavadores ni espaciadores y no utiliza accesorios para la cementación.

50 m

F = 36 pg

F = 30 pg

Cálculos para la cementación de la T.C.

R = 39 lt/sc A = 22 lt/sc Cap EA = 200 lt/m Cap TC = 456 lt/m

VEA = 50 x 200 = 10,000 lt entre 39 = 257 sacos sacos de 50 kg = 15 ton

VD = 45 x 456 = 20,520 lt entre 159 = 129 bls

VA = 257 x 22 = 5,654 lt = 6 m3

Cap EA = 0.5067 (D2e – D2i) (lt/m)

Cap TR = 0.5067 ( D2i) (lts/m)

V = Cap x L ( lt/m) Nota: el diámetro esta en pulgadas

45 m

TEMA CementacionesVII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)

50 m

F = 26”

1000 m

T C 30”

T R 20”

30 m

V1

V2

V1

V1

V2

V1

a b

VdVd

Tubería superficial (T.R. 20”).- Esta tubería tiene como principal objetivo la instalación definitiva de las conexiones superficiales de control, aislar acuíferos superficiales, zonas de pérdida y posibles zonas de gas someras. Es cementada hasta la superficie y requiere del bache espaciador no así del lavador, es común utilizar una lechada de baja densidad como bache espaciador.

Nota.-Generalmente por ser

diámetros muy grandes no se

toma el registro de calibración y

para el calculo del volumen de

cemento se toma el diámetro de

la barrena y se le da un 20% de

exceso al volumen de cemento

de baja densidad.

Cuando el cemento no sale a superficie se realiza una segunda cementación a través del espacio anular introduciendo una tubería de diámetro pequeño..

TEMA CementacionesEjemplo: Se va a cementar una T.R. de 20” a 1000 m. Determine el volumen de cemento de las dos lechadas, el volumen de desplazamiento y el volumen de agua necesaria para la mezcla. Utilice los siguientes datos.

Distribución de la TR

Zapata guia 20”

3T TR de 20” K-55, 94 lb/pie

Cople flotador 20”

nT TR de 20” K-55, 94 lb/pie

Gdte fract = 1.63 gr/cm3

Gdte poro = 1.09 gr/cm3

Lodo belt. = 1.20 gr/cm3

De 1000 a 800 m d= 1.90

De 800 a 00 d= 1.60

Cap. TR = 185.3 lt/m

Cap. EA = 139.9 lt/m

Cap. TP 5” = 9.3 lt/m

Agua= 22 lt/saco

Agua= 41 lt/saco

Datos de TR

RT (TR 20”) = 1,480,000 lb

Di(TR 20”) = 19.124”

R1 = 39 lt/sc (den= 1.90 gr/cc)

R2 = 57 lt/sc (den = 1.60 gr/cc)

1.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 1.90 gr/cm3. V = Cap x L

a. V = (1000 – 800) 139.9 = 27,980 lts Vcz= 30x185.3 = 5,559 lts V1 = 33,539 lts

V1 = 33,539 / 39 = 860 sacos x 50 = 43,000 kg = 43 ton

2.- Calculo del volumen de cemento con densidad de 1.60 gr/cm3.

a. V2 = (1000 – 200) 139.9 = 111,920 lts V2 = 111,920 / 57 = 1,964 sacos V2 = 98 ton

3.- Calcule el volumen de desplazamiento

V2 = 1.2 V2 = 1.2x98 = 118 ton

a. Vd = (1000 – 30) 185.3 = 179,741 lts Vd = 179,741 / 159 = 1,130 bls Proceso normal

b. Vd = (1000 – 30) 9.3 = 9,021 lts Vd = 9,021 / 159 = 58 bls Proceso Stab in

TEMA CementacionesEjemplo:

4.- Volumen de agua requerido para la mezcla total del cemento

V1 = 33,539 / 39 = 860 sacos x 22 = 18,920 lt = 18.92 m3

V2 = 111,920 / 57 = 1,964 sacos x 41= 80,504 lts = 80.50 m3 Vt = 100 m3

5.- Calcular la Presión máxima de bombeo sin desprender la TR

WTR = 1000 x 94 x 3.28 / 2.2 = 140 ton en el aire WTR = 140 Ff = 140 x 0.84 = 118 ton

RT= 1,480,000 / 1.6 = 925,000 lbs Rd = 925,000 – 259,600 = 665,400 lbs

P = F / A = 665,400 / 287.24 = 2144 psi

RPi = 2,110 / 1.250 = 1688 psi

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=3JF5CHl-_v4jGM&tbnid=cid8BXdWvAfEcM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.telemundochicago.com%2Ffotos%2FIngenio-mexicano-las-burlas-y-bromas-para-el-Tri-228027101.html&ei=EhCdU7nQGurE8QGG-4GoBA&psig=AFQjCNGS__9C_XvL5rkrYO7Sn2yX-hvxhA&ust=1402884324496476


Tubería intermedia (T.R. 13 3/8”).-Esta tubería tiene como objetivo aislar cuerpos arenosos del terciario con posibles acumulaciones de hidrocarburos y estar en condiciones aumentar la densidad del fluido de perforación en la siguiente etapa y perforar la zona de alta presión sin problemas. Es cementada hasta la superficie en una o dos etapas, dependiendo de las condiciones del equipo para cementar y del gradiente de poro. El uso de baches lavador y espaciador son necesarios. Usualmente se usa agua como bache lavador.

1000 m

F = 17 1/2”

3800 m

T R 20”

T R 13 3/8”

30 m

V1

V1

V2

Una etapa Dos etapas

Vd

Vd

T C 30” 50 m

V1

V2

V1V2V2

V1V1

V2V2

V1V1Cople de

Cementaciónmúltiple

2300 m

Ejemplo: Se va a cementar una T.R. de 13 3/8”” a 3,800 m. Determine el volumen de cemento de las dos lechadas, el volumen de desplazamiento y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento. Utilice los siguientes datos. En esta etapa se tomo un registro de calibración indicando un diámetro de agujero de 17” por lo que se tomara el diámetro de la barrena 17 ½”.


Zapata guía 13 3/8””

3T TR 13 3/8” P-110, 72 lb/pie

Cople diferencial 13 3/8”

nT TR de 13 3/8” P110, 72 lb/pie




De 3800 a 3500 m d= 1.90

De 3500 a 00 d= 1.60

Cap. TR = 77.2 lt/m

Cap. EA = 64.5 lt/m

Cap.EA2= 94.7

Agua= 22 lt/saco

Agua= 41 lt/saco

Datos de TR

RT (TR 13 3/8”) = 2,284,000 lb

Di (TR 13 3/8”) = 12.347”

R1 = 39 lt/sc (den= 1.90 gr/cc)

R2 = 62 lt/sc (den = 1.60 gr/cc)


a. V = (3800 – 3500) 64.5 = 19,350 lts Vcz= 30x77.2 = 2,316 lts V1 = 21,666 lts

V1 = 21,666 / 39 = 556 sacos x 50 = 27,777 kg = 28 ton


a. V2 = (3500 – 1000) 64.5 = 161,250 lts V3 = 1000 x 94.7 = 94,700 lts


Vb = V2 + V3 = 161250 + 94700 = 255,950 lts / 62 = 4,129 sacos x 50 = 206 ton

a. Vd = (3800 – 30) 77.2 = 291,044 lts Vd = 291,044 / 159 = 1,830 bls Proceso normal



5.- Calcular la Presión máxima de bombeo sin desprender la TR

WTR = 3800 x 72 x 3.28 = 897,408 lbs en el aire WTR = 897,409 Ff = 753,823 lbs

RT= 2,284,000 / 1.6 = 1,427,500 lbs Rdisponible = 1,427,500 – 753,823 = 673,677 lbs

P = F / A = 673,677 / 119.73 = 5,627 psi RPi = 7,400 / 1.250 = 5,920 psi

Ejemplo:

V1 = 21,666 / 39 = 556 sacos x 22 = 12,232 lts = 12.2 m3

Vt = 255,950 lts / 62 = 4,129 sacos x 41 = 169,289 lts = 169.2 m3 Vaguatotal = 181.4 m3

TEMA Cementaciones

6.- Volumen del bache lavador

Vbl= 150 x 77.2 = 11,580 lts = 73 bls

7.- Volumen del bache espaciador

Vbl= 150 x 77.2 = 11,580 lts = 73 bls

1000 m

F = 17 1/2”

3800 m

T R 20”

T R 13 3/8”

30 m

V1

V2

V1

Vd

V3

V1

V2

V3

Ph = 57+ 560 = 617 kg/cm2

Pfract = 3800 (1.97/10) = 749 kg/cm2

Pporo = 3800(1.3310) = 505 kg/cm2

3500 m

8.- Relación de presiones:

3800 m

7186 psi 10600 psi

PRESION PSI

PROF M

3500 m7968 psi

8763 psi

Tarea 6: Utilizando los datos del problema anterior calcular el volumen de cemento para la cementacion de la TR de 13 3/8” y el volumen de desplazamiento en dos etapas.

TEMA Cementaciones

V1

Dos etapas

Vd

V2V2

V1V1

V2V2

V1V1Cople deCementación

múltiple2300 m


Zapata guía 13 3/8””

3T TR 13 3/8” P-110, 72 lb/pie

Cople diferencial 13 3/8”

nT TR de 13 3/8” P110, 72 lb/pie




Cap. TR = 77.2 lt/m

Cap. EA = 64.5 lt/m

Cap.EA2= 94.7

Agua= 22 lt/saco

Agua= 41 lt/saco

Datos de TR

RT (TR 13 3/8”) = 2,284,000 lb

Di (TR 13 3/8”) = 12.347”

R1 = 39 lt/sc (den= 1.90 gr/cc)

R2 = 62 lt/sc (den = 1.60 gr/cc)

3500 m

2400 m

2000 m

d= 1.60

d= 1.90

d= 1.90

d= 1.60

1000 m20”

Un punto para este problema

MIL GRACIAS

POR SU

ATENCION

Desarrollo operativa para la cementacion de TR´S superficiales e intermedias.

(20”, 16”, 10 ¾”, 13 3/8”, 9 5/8”)


1. Realizar los cálculos de la cementación.

2. Efectuar una junta con todo el personal involucrado. En esta junta se le da a conocer al personal el trabajo por realizar, su objetivo y riesgos potenciales.

3. Se asignan las tareas al personal involucrado.

4. Se revisan las condiciones del pozo (circulación, perdida, peso de TR, longitud de TR).

5. Verificar el volumen de lodo existente y sus condiciones reológicas.

6. Verificar el volumen de agua para la mezcla del cemento.

7. Recuperar una muestra de cemento y agua para análisis posterior de requerirse.

8. Instalar la cabeza de cementar, el tapón limpiador y las líneas superficiales de bombeo (unidades – pozo).

9. Efectuar la prueba hidráulica a las líneas de bombeo.

10. Soltar el tapón limpiador, bombear el bache lavador y probar el equipo de flotación.

11. Bombear el bache espaciador.

12. Mezclar y bombear la lechada de baja densidad. La lechada debe ser homogénea en caso contrario suspender.

13. Mezclar y bombear la lechada de alta densidad. La lechada debe ser homogénea.

14. Soltar el tapón de desplazamiento.

15. Realizar el desplazamiento con el volumen de lodo calculado.

16. Alcanzar la presión final. Descargar la presión.

17. Reportar la secuencia operativa en la bitácora (por tiempos).

Recomendaciones para la cementacion de TR´S superficiales e intermedias.

(20”, 16”, 10 ¾”, 13 3/8”, 9 5/8”)


1. Verificar que la TR este en el fondo.

2. Circular hasta que no se observe la salida de recortes (mínimo 1 ½ ciclo) y las condiciones reológicas del lodo sean las programadas.

3. Verificar en la bitácora del perforador la longitud de TR introducida.

4. Verificar las condiciones de circulación y el equipo de bombeo.

5. Revisar las condiciones de descarga del cemento.

6. El muestreo de cemento y agua se debe realizar por depósito.

7. Cuando falten 20 ó 30 bls por desplazar, bajar el gasto de la bomba para evitar el golpe de ariete.

8. Si con el volumen calculado no se observa incremento de presión (Pf) es preferible parar el bombeo y dar por terminada la cementación.

9. La presión final debe ser mayor a la de desplazamiento en 35 kg/cm2.

Tubería intermedia de explotación (9 5/8”).- El objetivo principal de esta tubería es la de aislar la zona de presión anormal y de requerirse, estar en condiciones de bajar la densidad al perforar la zona productora. Dependiendo de las condiciones del pozo (profundidad, gradientes de fractura, de poro, peso de la TR, condiciones del equipo, etc.) se recomienda cementar esta tubería en dos etapas: una como tubería corta (liner) y la segunda como complemento. La utilización de baches lavador y espaciador es un requisito importante. Por estar en la zona de alta presión generalmente se utiliza una sola lechada de cemento (la de alta densidad).


1000 m

F = 12 1/2”

6150 m

T R 20”

T R 9 5/8”

T C 30” 50 m

3800 mT R 13 3/8”

6150 m

B L 9 5/8” 3650m

Cementación del liner

6150 m

50 m

TP 5”

30 m

Ejemplo: Se va a cementar una T.R. de 9 5/8”” corta (liner) a 6,150 m. Determine el volumen de cemento necesario, dejando 50 m de cemento arriba de la boca del liner (BL), el volumen de desplazamiento, el volumen de los baches lavador y espaciador y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento. Utilice los siguientes datos.



Zapata flotadora 9 5/8”

3T TR 9 5/8” TAC 140, 61.1 lb/pie

Cople flotador 9 5/8”

nT TR 9 5/8” TAC140, 61.1 lb/pie




Dens. cemento = 2.0 gr/cc

Cap. TR = 35.5 lt/m

Cap. EA1 = 32.1 lt/m

Cap.EA2= 30.3 lt/m

Cap 5” = 9.3 lt7m

Agua= 18 lt/saco

Cap TR 13 3/8” = 77.2 lt/m

RT (TR 9 5/8”) = 1,944,000 lb

Di (TR 9 5/8”) = 8.375”

TP 5” 25.6 lb/pie (Di=4 pg)

R1 = 58 lt/sc (den= 2.0 gr/cc)

6150 m

50 m

3800 m

B L 9 5/8”

TR 13 3/8”

LO

DO

TR 9 5/8”

T R 9 5/8”

6150 m

B L 9 5/8” 3650m


TP 5”

30 m

3800 mTR 13 3/8”

LO

DO

F 12 1/2”

Ejemplo:

TEMA Cementaciones


Vt = 84,895 / 58 = 1,464 sacos x 18 = 26,352 lts = 27 m3


Vbl= 150 x 35.5 = 5,325 lts = 34 bls


Vbl= 150 x 35.5= 5,325 lts = 34 bls

6.- Calcular la Presión máxima de bombeo sin desprender la TR y/o la TP

WTR = 2500 x 61.1 x 3.28 = 501,020 lbs en el aire

RT= 1,944,000 / 1.6 = 1,215,000 lbs

P = F / A = 838,437 / 55 = 15,244 psi RPi = 12500 / 1.250 = 10,000 psi

WTR = 501,020 Ff = 376,563 lbs flotada

Rdisponible = 1,215,000 – 376,563 = 838,437 lbs


a. V1 = (6150 - 3800) 32.1 = 75,435 lts Vcz= 30x35.5 = 1,065 lts

Vt = V1 + Vcz + Vtraslape + VsobreBL = 75,425 + 1,065 + 4,545 + 3,860 = 84,895 lts


a. V1= (6150 – 30 - 2650) 35.5 = 3470 x 35.5 = 123,185 lts = 775 bls

Vt = 84,895 / 58 = 1,464 sacos x 50 = 73,185 kg = 73 ton

Vtraslape = 150x 30.3 = 4,545 lts Vsobre BL = 50 x 77.2 = 3,860 lts

b. V2= (2650) 9.3 = 24,645 lts = 155 bls Vtd = 775 + 155 = 930 bls

Ejemplo:

TEMA Cementaciones

Ph = P1 + P2 = (6150 – 3592) 2 / 10 + (3592) 1.95 /10

Ph = 512+ 700 = 1,212 kg/cm2

Pfract = 6159 (2.22/10) = 1,365 kg/cm2

Pporo = 6159 (1.90/10) = 1,168 kg/cm2

6150 m

50 m

3800 m

B L 9 5/8”

TR 13 3/8”

LO

DO

6.- (continuación)

WTP = 3650 x 19.5 x 3.28 = 233,454 lbs en el aire

RT= 954,000 / 1.6 = 596,260 lbs

R disponible = 596,260 – (175,090 + 376,563) = 596,260 – 551,653 = 44,607 lbs = 20.2 ton


Rdisponible = RT – (WTP flotada + WTR flotada)

7.- Obtenga la presión hidrostática en el EA al final de la cementacion.

TR 9 5/8”

Pfract

Pporo

Ph

P2

P1

P = F / A = 44607 / 12.57 = 3,548 psi

LO

DO

F 12 1/2”

Ejemplo: Cementar la T.R. de 9 5/8”” complemento a 3,650 m. Determine el volumen de cemento necesario dejando la cima en el espacio anular a 800 m, el volumen de desplazamiento, el volumen de los baches lavador y espaciador y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento.



Tie back 9 5/8”

3T TR 9 5/8” TRC 140, 61.1 lb/pie

Cople flotador 9 5/8”

nT TR 9 5/8” P 110, 61.1 lb/pie

Gdte fract =

Gdte poro =


Den cem= 1.90 gr/cm3

Cap. TR = 35.5 lt/m

Cap. EA = 29.4 lt/m

Agua= 20 lt/saco

RT (TR 9 5/8”) = 1,944,000 lb

Di (TR 9 5/8”) = 8.375”


6150 m

3650 m

3800 m

B L 9 5/8”

TR 13 3/8”

LO

DO

LO

DO

TR 9 5/8”

TR 9 5/8”

1000 mTR 20”

800 m


Vt = 84,855 / 56 = 1,515 sacos x 20 = 30,300 lts = 30.3 m3


Vbl= 150 x 35.5 = 5,325 lts = 34 bls


Vbl= 150 x 35.5= 5,325 lts = 34 bls


a. V1 = (3650 - 800) 29.4 = 83,790 lts Vcz= 30x35.5 = 1,065 lts

Vt = V1 + Vcz = 83,790 + 1,065 = 84,855 lts


a. V1= (3650 – 30) 35.5 = 3470 x 35.5 = 128,510 lts = 808 bls

Vt = 84,855 / 56 = 1,515 sacos x 50 = 75,750 kg = 76 ton

Ejemplo:TEMA Cementaciones

6.- Calcular la Presión máxima de bombeo sin desprender la TR y/o la TP

WTR = 3650 x 61.1 x 3.28 = 731,489 lbs en el aire

RT= 1,680,000 / 1.6 = 1,050,000 lbs

P = F / A = 479,439 / 55 = 8,717 psi RPi = 10,500 / 1.250 = 8,400 psi


Rdisponible = 1,050,000 – 570,561 = 479,439 lbs

Tubería de explotación (7”).- El objetivo principal de esta tubería es la de aislar la zona productora de zonas indeseables para poder explotar selectivamente el o los yacimientos. Esta tubería es cementada con una sola densidad salvo casos excepcionales o cuando se utilizan cementos de baja densidad. La utilización de baches lavador y espaciador es un requisito indispensable.


3800 m

F = 8 1/2”

6800 m

T R 13 3/8”

T R 7”

T R 20” 1000 m

6150 mT R 9 5/8”

6,800 m

B L 7” 6,000m


6,800 m

50 m

TP 5”

30 m

6,150m 6,150m

Ejemplo: Cementar la T.R. de 7”” corta (liner) a 6,800 m. Determine el volumen de cemento necesario dejando 50 m de cemento sobra la B.L. de 7”, el volumen de desplazamiento, el volumen de los baches lavador y espaciador y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento.



Zapata flotadora 7”

3T TR 7” TAC 140, 38 lb/pie

Cople flotador 7”

nT TR 7” TAC 140, 38 lb/pie


Gdte poro = 1.78gr/cm3


Den cem = 2.0 gr/cm3

Cap. TR = 17.8 lt/m

Cap. EA = 11.8 lt/m

Cap EA2 = 10.7 lt/m

Cap TP 5” = 9.3 lt/m


T R 7”

6,800 m

B L 7” 6,000 m

TP 5”

30 m

6,150 mTR 9 5/8”

RT (TR 7”) = 1,944,000 lb

Di (TR 7”) = 5.920”


Agua = 20 lt/saco

Ejemplo:

TEMA Cementaciones


Vt = 200 sacos x 20 = 4,000 lts = 4 m3


Vbl= 150 x 17.8 = 2,625 lts = 16 bls


Vbl= 150 x 17.8= 2,625 lts = 16 bls


a. V1 = (6800 - 6150) 11.8 = 7,670 lts Vcz= 30x17.8 = 534 lts

Vtc = V1 + Vcz + Vtraslape + VsobreBL = 7,670 + 534 + 1,605 + 1,775 = 11,584 lts


a. Vd1= (6800 – 30 - 6000) 17.8 = 770 x 17.8 = 13,706 lts = 86 bls

Vtc = 11,584 / 58 = 200 sacos x 50 = 10,000 kg = 10 ton

Vtraslape = 150x 10.7 = 1,605 lts Vsobre BL = 50 x 35.5 = 1,775 lts

b. Vd2= (6000) 9.3 = 55,800 lts = 351 bls Vtd= 437 bls

Ejemplo: Se desea cementar una T.R. corta de 5”” (liner) a 6,250 m, como se muestra en la figura. Con los datos adjuntos, determine el volumen de cemento necesario para la cementación, dejando 50 m de cemento sobra la B.L. de 5”, el volumen de desplazamiento, el volumen de los baches lavador y espaciador y el volumen de agua necesaria para la mezcla del cemento.

TEMA CementacionesTarea 7


Zapata flotadora 5”

3T TR 5” P 100, 18 lb/pie

Cople flotador 5”

nT TR 7” P 110, 18 lb/pie


Gdte poro = 1.71gr/cm3


Den cem = 1.95 gr/cm3

Cap. TR = 9.3 lt/m

Cap. EA1 = 8.7 lt/m

Cap EA2 = 9.6 lt/m

Cap TR 7 5/8” = 22.2 lt/m

Cap TP 3 1/2” = 3.4 lt/m

RT (TR 5”) = 580,000 lb

RT (TP 3 ½”) = 581,000 lbs

Di (TR 5”) = 4.276”

Di (TP 3 ½”)= 2.602”

R1 = 54 lt/sc

Agua = 21 lt/saco


T R 5”

6,250 m

B L5” 5,650 m

TP 3 1/2”

30 m

5,750 mTR 7 5/8”

F 6 ½”EA1

Desarrollo operativa para la cementacion de TR´S cortas.

(9 5/8”, 7 5/8”, 7”, 6 5/8”, 5”, 3 ½”)

VII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)

1. Realizar los cálculos de la cementación.

2. Efectuar una junta con todo el personal involucrado. En esta junta se le da a conocer al personal el trabajo por realizar, su objetivo y riesgos potenciales. Asignación de tareas.

3. Se revisan las condiciones del pozo (circulación, perdida, peso de TR, longitud de TR y TP).

4. Se verifica si esta libre la TR y se checa el fondo del pozo con el 30% del peso de la TR.

5. Se ancla la TR (hidráulico o mecánico).

6. Verificar el volumen de lodo existente, sus condiciones reológicas y el volumen de agua.

7. Recuperar una muestra de cemento y agua para análisis posterior de requerirse.

8. Instalar la cabeza de cementar, el tapón limpiador y las líneas superficiales de bombeo (unidades – pozo).

9. Efectuar la prueba hidráulica a las líneas de bombeo.

10. Soltar el tapón limpiador, bombear el bache lavador y probar el equipo de flotación .

11. Bombear el bache espaciador.

12. Mezclar y bombear la lechada vigilando que sea lo más homogénea posible.

13. Soltar el tapón de desplazamiento (2do tapón).

14. Realizar el desplazamiento con el volumen de lodo calculado.

15. Alcanzar la presión final. Descargar la presión y verificar nuevamente el equipo de flotación.

16. Soltar la TR y levantar el extremo de la TP 100 m por arriba de la cima de cemento dentro de la TR.

17. Reportar la secuencia operativa en la bitácora (por tiempos) anotando el programa a seguir.

18. Esperar el fraguado.

TEMA Cementaciones

VII. Cementacion de tuberías de revestimiento (T.R.)

TEMA Cementaciones

Recomendaciones para la cementacion de TR´S superficiales e intermedias.

(9 5/8”, 7 5/8”, 7”, 6 5/8”, 5”, 3 ½”)

1. Verificar que la TR este en el fondo.

2. Circular hasta que no se observe la salida de recortes (mínimo 1 ½ ciclo) y las condiciones reológicas del lodo sean las programadas.

3. Verificar en la bitácora del perforador la longitud de la TR y TP introducida.

4. Verificar las condiciones de circulación y el equipo de bombeo.

5. Si el equipo de flotación no funciona es recomendable bombear un bache testigo para determinar si en realidad es el equipo de flotación el que no funciona o existe alguna otra anomalía.

6. Revisar las condiciones de descarga del cemento.

7. El muestreo de cemento y agua se debe realizar por depósito.

8. Es importante efectuar una prueba de compatibilidad entre el lodo y el bache espaciador y cemento.

9. Cuando falten 10 ó 15 bls por desplazar, bajar el gasto de la bomba para evitar el golpe de ariete.

10. Si con el volumen calculado no se observa incremento de presión (Pf) es preferible parar el bombeo y dar por terminada la cementación.

11. La presión final debe ser mayor a la de desplazamiento en 70 kg/cm2.

VIII. Cementaciones forzadas

TEMA Cementaciones

2.- La cementacion forzada: Se describirse como el proceso de forzar a presión una lechada de cemento a través de perforaciones realizadas en la T.R., en roturas de esta y a través de la formación. Sus principales objetivos son:

a. Corregir una cementacion primaria.

b. Abandonar zonas productoras agotadas.

c. Obturar roturas en la T.R.

d. Para realizar exclusiones de agua.

e. Para obturar zonas de perdida de circulación.

VIII. Cementaciones forzadas (técnicas operativas)

TEMA Cementaciones

Las técnicas existentes para la realización de cementaciones forzadas son:

a. Mediante bombeo continuo.

b. Colocación del cemento como TxC e inyección posterior.

c. Mediante el uso de empacadores (retenedores).

a b c

TEMA Cementaciones

Los tapones de cemento: la colocación de tapones de cemento tienen los siguientes objetivos:

a. Abandono de pescados.

b. Para corregir desviaciones durante la perforación.

c. Abandono de intervalos agotados o invadidos

d. En operaciones de pesca para fijar el pez.

e. Como protección durante operaciones especiales.

IX. Tapones de cemento

a b c d e

TEMA Cementaciones

a. Método de tapón balanceado.

b. Método de tapón descolgado.

c. Método del MPBT

IX. Tapones de cemento (técnicas operativas)

Tapón balanceado.- Esta técnica es la más común y consiste en colocar un volumen de cemento en un intervalo predeterminado. Los cálculos deben realizarse con exactitud para evitar la contaminación del cemento con el lodo de perforación. Cuando la diferencia de densidades entre el cemento y el lodo de perforación es considerable, se recomienda colocar antes del cemento un tapón de un bache viscoso con una densidad entre la del lodo y el cemento.

Boca de pez

Lo

do

Lo

do

Lo

do

TP

Hc

Hbe

Hbl

hc

hbe

Para la colocación de un tapón balanceado se debe cumplir la siguiente condición:

Hc = hc, Hbe = hbe y Hbl = hbl

El vol de desplazamiento será:

Vd = (LTP – Hc – Hbe – Hbl) Cap TP

Bache lavador

Bache espaciador

Cemento

hbl

TEMA CementacionesIX. Tapones de cemento (técnicas operativas)

Ejemplo.- Durante la perforación de un pozo se registro un atrapamiento de la sarta, quedando como pez: la barrena y los drill collar, razón por la cual se desea colocar un tapón de cemento sobre el pez para desviar el pozo y continuar con la perforación. Colocar cemento 5 m por arriba de la BP.

TR 9 5/8” 4,250 m

TP 5”

Profundidad total: 5150 m

Boca del pez: 4900 m

Cap TP 5” : 9.3 lt/m

Vol cemento: 5.85 m3

Diam agujero: 8 ½”

Lodo: drilex 1.62 gr/cc

Cap Tp – Ag : 23.9 lt/m

Red: 45 lt/sc

Cap agujero: 36.6 lt/m

Vol bach lav: 5.50 m3

Vol bach esp: 6.50 m3

Den cemento = 1.95 gr/cc

DATOS

1.- Calcular el volumen de bache lavador por delante y por atrás del cemento.

Vblav 1= Cap EA = 23.9 = 3,959 lts = 24.90 bls

Hc

Hbe

Hbl

5,150 m

Vt (bache)

(Cap EA + Cap TP)

5,500

(23.9 +9.3)

CALCULOS

HEA 1= = = 165.65 mtsVblav 1

Cap EA

3,959

23.9

Vblav 2= Cap TP = 9.3 = 1,541 lts = 9.70 blsVt (bache)

(Cap EA + Cap TP)

5,500

(23.9 +9.3)

Vblav 2 1,541HEA 2= = = 165.69 mts

Cap TP 9.3


2.- Calcular el volumen de bache espaciador por delante y por atrás del cemento.

Vt (bache) 6,500

(23.9 +9.3)

Vbesp 2= Cap TP = 9.3 = 1,821 lts = 11.45 blsVt (bache)

(Cap EA + Cap TP)

6,500

(23.9 +9.3)

Vbesp 1= Cap EA = 23.9 = 4,679 lts = 29.43 bls(Cap EA + Cap TP)

HEA 1= = = 195.77 mtsVbesp 1

Cap EA

4,679

23.9

Vbesp 2 1,821HEA 2= = = 195.80 mts

Cap TP 9.3

3.- Calcular el volumen de cermento en el EA y en la TP.

Vt (cto) 5,850

(23.9 +9.3)

Vcto 2= Cap TP = 9.3 = 1,639 lts = 10.31 blsVt (cto)

(Cap EA + Cap TP)

5,850

(23.9 +9.3)

Vcto 1= Cap EA = 23.9 = 4,211 lts = 26.47 bls(Cap EA + Cap TP)

HEA 1= = = 176.19 mtsVbesp 1

Cap EA

4,211

23.9

Vbesp 2 1,639HEA 2= = = 176.24 mts

Cap TP 9.3


4.- Calcular el volumen para desplazar los baches y la lechada de cemento.

Vdesp = ( Prof TP – Hcto – Hbesp – Hblav ) Cap TP

Vdesp = ( 4895 - 176.20 – 195.80 – 165.65 ) 9.3 = 40,523.36 lts = 254.86 bls

Programa de bombeo:

1. Bombear 24.90 bls de bache lavador con densidad de 1 gr/cc.

2. Bombear 29.43 bls de bache espaciador con densidad de 1.75 gr/cc.

3. Mezclar y bombear 6.5 ton de cemento con densidad de 1.95 gr/cc.

4. Bombear 11.45 bls de bache espaciador con densidad de 1.75 gr/cc.

5. Bombear 9.70 bls de bache lavador con densidad de 1 gr/cc.

6. Desplazar baches y cemento con 254.86 bls de lodo con densidad de 1.62 gr/cc.

7. Levantar el extremo de la TP a 4,100 m.

8. Circular en inversa con 300 bls de lodo.

9. Cerrar el pozo y esperar el fraguado del cemento.


Tapón descolgado.- Esta técnica es empleada cuando la presión de yacimiento es muy baja y no soporta la columna hidrostática del fluido de control. Los cálculos y cuidados de esta técnica son mucho más rigurosos que la anterior teniendo principal cuidado en el volumen de desplazamiento, ya que la presión hidrostática final (fluido de control más cemento y baches) deberá ser igual o ligeramente menor a la presión del yacimiento.

Lo

do

Nivelde

lodo

Para la colocación de un tapón descolgado debe cumplir la siguiente condición:

Pws = Ph

El vol de desplazamiento será:

Vd = (LTP – LTP libre) Cap TP

Lo

do

Nivelde

lodo

Pws


Ejemplo.- Se desea colocar un tapón de cemento descolgado sobre la boca del liner de 7” para corregir la cementación primaria defectuosa, llenando con cemento el traslape entre TR´S, dejando 120 m de cemento sobre la BL de 7” e inyectando el volumen restante. Se tiene la siguiente información:

TR de 9 5/8” a 4360 m.

B.L. 7” a 4160 m

Lodo d = 1.15 gr/cc

Pws = 192 kg/cm2 @ 4360 m

Nivel fluido = 2690 m

Den cem = 1.35 gr/cc

Vol cto = 6 ton

Den bach = 1.20 gr/cc

Cap. TR 9 5/8” = 35.5 lt/m

Cap. TR 9 5/8 y 7” = 10.7 lt/m

Cap TP 5” = 9.3 lt/m

Rcto = 82 lt/sc

Lo

do

Nivelde

lodo

Pws

4,360 mTR 9 5/8”

5,360 m

Zonaproductora

5,120 m

2,690 m

Vacío (aire)

Lo

do Lo

do

1.- Calcular el volumen de cemento

Vcto = 6000 x 82 / 50 = 9,840 lts = 62 bls

2.- Calcular el volumen en el traslape y los 120 m arriba de la BL.

Vtras = (4360 – 4160) 10.7 = 2,140 lts = 13.5 bls

4,160 m VBL = 120 x 35.5 = 4,260 lts = 26.8 bls

3.- Calcular el volumen de cemento que se inyectara a la formación.Vcto = Vtras + VBL + Viny Viny = Vcto – Vtras - VBL

Viny = 9840 – 2140 – 4260 = 3,440 lts = 21.6 bls

TR 7”

Ext TP = 4,040 m

Bache 1=2 m3

Bache 2=1.5 m3

B1/Cemto./B2


Lo

do

Pws

4,360 mTR 9 5/8”

5,360 m

Zonaproductora5,120 m

2,690 m

Lo

do

Lo

do

Altura de 1,434.3 m que produce una P adicional = 188 kg/m2

Si no se bombea más fluido el arreglo queda así:

El primer bache fuera de la TP (2,000 lts)

500 lts de lechada fuera de la TP 9,340 lts dentro de la TP

El segundo bache dentro de la TP (1,500 lts)

4,160 m

5.- Calcular el volumen de desplazamiento para cumplir con lo programado.

Pcto tras = 200 x 1.35 / 10 = 27.0 kg/cm2

4.- Condiciones de presión durante el bombeo de cemento y bache

Caso crítico.

Hbache 1 = 2000/9.3 = 215 m Pbache 1 = 215 x 1.2 / 10 = 25.80 kg/cm2

Hcto = 9840/9.3 = 1058 m Pcto1 = 1058 x 1.35 / 10 = 142.83 kg/cm2

Hbache 2 = 1500/9.3 = 161.30 m Pbache 1 = 161.30 x 1.2 / 10 = 19.36 kg/cm2

1,3

50

m

Pcto BL = 120 x 1.35 / 10 = 16.2 kg/cm2

Pbach 2 = 19.36 kg/cm2

P dife = 192 – 27 – 16.2 – 19.36 = 129.44 kg/cm2

L balancear = (129.44 x 10) / 1.15 = 1,125.56 m luego el volumen es

V desp = 1,125.56 x 9.3 = 10,467.76 lts = 65.83 bls de lodo

Nota.- Cuando se requiera colocar un tapón en agujero descubierto, es recomendable conocer con exactitud el diámetro de dicho agujero, de ser necesario debe tomarse un registro de calibración. La longitud mínima de tapón recomendada para asegurar el éxito es de 150 m lineales en los dos primeros métodos.

Método del MPBT.- Este método es utilizado generalmente para aislar intervalos agotados sin tener que sacar el aparejo de producción. Su empleo esta restringido a pozos entubados únicamente y donde no se requieren grandes volúmenes de cemento. La principal ventaja de este método es que el tapón se puede colocar sin la necesidad de controlar el pozo.


Debido a las condiciones cada ves más adversas donde las presiones de poro y de fractura son muy bajas, se tiene la necesidad de utilizar cementos de baja densidad, pero con una resistencia compresiva aceptable (mayor de 1000 psi).

La ingeniería de cementaciones a evolucionado técnicamente y encontrado métodos y diseños especiales para elaborar cementos de baja densidad con buena resistencia compresiva y así tenemos:

TEMA CementacionesX. Cementos especiales

1. Cementos esferiliticos (d = 1.45 gr/cm3)

2. Cementos aereados (d = 1.30 gr/cm3).

3. Cementos espumados (d = 1.10 gr/cm3).

4. Cementos con aditivos especiales (d = 0.65 gr/cm3).

apuntes cementacion

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