EMERSON CARRASCO CORONADO

ALBERTO PADILLA ORELLANA

Cementación de pozosCementación de pozosProceso que consiste en mezclar cemento seco y ciertos aditivos con agua, para formar una lechada que es bombeada al pozo a través de la sarta de revestimiento y colocarlo en el espacio anular entre el hoyo y el diámetro externo del revestidor.

El volumen a bombear es predeterminado para alcanzar las zonas críticas (alrededor del fondo de la zapata, espacio anular, formación permeable, hoyo desnudo, etc.). Luego se deja fraguar y endurecer, formando una barrera permanente e impermeable al movimiento de fluidos detrás del revestidor

Los trabajos de Cementación pueden ser de dos tipo:

Cementación de pozosCementación de pozos

Cementación de pozosCementación de pozos

Cementación PrimariaCementación Primaria

Objetivo de Cementación PrimariaObjetivo de Cementación Primaria

•Tener la densidad apropiada.•Ser fácilmente mezclable en superficie.•Mantener sus propiedades físicas y químicas mientras se está colocando.•Debe ser impermeable al gas en el anular, si estuviese presente.•Desarrollar esfuerzo lo más rápido posible una vez que ha sidobombeado.•Desarrollar una buena adherencia entre revestidor y formación.•Tener una permeabilidad lo más baja posible.•Mantener todas sus propiedades bajo condiciones severas depresión y temperatura.

Condiciones óptimas de una cementaciónCondiciones óptimas de una cementación

Accesorios Usados para la CementaciónAccesorios Usados para la Cementación

Accesorios Usados para la CementaciónAccesorios Usados para la Cementación

Accesorios Usados para la CementaciónAccesorios Usados para la Cementación

Cementación SecundariaCementación SecundariaEs el proceso de forzamiento de la lechada de cemento en el

pozo, que se realiza principalmente en reparaciones/reacondicionamientos o en tareas de

terminación de pozos.

•Reparar trabajos de cementación primaria deficientes.

•Reducir altas producciones de agua y/o gas.

•Reparar filtraciones causadas por fallas del revestidor.

•Abandonar zonas no productoras o agotadas.

•Sellar zonas de pérdidas de circulación.

•Proteger la migración de fluido hacia zonas productoras.

Objetivo de Cementación SecundariaObjetivo de Cementación Secundaria

Cementación SecundariaCementación SecundariaCementación Forzada (squeeze)

Cementación SecundariaCementación Secundaria

Tapones de Cemento

Operación que consiste en colocar una columna de cemento en un hoyo abierto o revestido, con cualquiera de los siguientes

Objetivos:Aislar una zona productora agotada.Pérdida de control de circulación.Perforación direccional.Abandono de pozo seco o agotado.

CementoCemento

El primer tipo de cemento usado en un pozo petrolero fue el llamado cementoPortland, el cual fue desarrollado por Joseph Aspdin en 1824, esencialmente era un material producto de una mezcla quemada de calizas y arcillas.El cemento Portland es un material cementante disponible universalmente. Las condiciones a las cuales es expuesto en un pozo difieren significativamente de aquellas encontradas en operaciones convencionales de construcciones civiles.

Este tipo de cemento es el ejemplo mas común de un cemento hidráulico, los cuales fraguan y desarrollan resistencia a la compresión como un resultado de la hidratación. Este fenómeno involucra una serie de reacciones químicas entre el agua y los componentes del cemento.

Por definición, el cemento Portland es el que proviene de la pulverización del clínker obtenido por fusión incipiente de materiales arcillosos y calizos, que contengan óxidos de calcio, silicio, aluminio y hierro en cantidades convenientemente dosificadas y sin más adición posterior que yeso sin calcinar, así como otros materiales que no excedan del 1% del peso total y que no sean nocivos para el comportamiento posterior del cemento.

TIPOS DE CEMENTOTIPOS DE CEMENTO

Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos, pero se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:•De origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente.•De origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico.

Los cementos tienen ciertas características físicas y químicas y en base al uso que se les puede dar en cuanto a rango de profundidad, presiones y temperaturas a soportar, etc. Según el API, los cementos pueden ser clasificados en:Clase A: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’, cuando no se requieren propiedades especiales. La relación agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs.Clase B: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’, cuando hay condiciones moderadas a altas resistencia al sulfato. La relación agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs.Clase C: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000’, cuando se requieren condiciones de alto esfuerzo. La relación agua/cemento recomendada es 6.3 gal/sxs.Clase D: usado generalmente para pozos desde 6000’ hasta 10000’, para condiciones moderadas de presión y temperatura. Está disponible para esfuerzos moderados a altos. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.Clase E: usado generalmente para pozos desde 10000’ hasta 14000’, para condiciones altas de presión y temperatura. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.Clase F: usado generalmente para pozos desde 10000’ hasta 16000’, para condiciones extremas de presión y temperatura. Está disponible para esfuerzos moderados a altos. La relación agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.Clase G y H: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 8000’ o puedan ser usados con aceleradores o retardadores para cubrir una amplia variedad de rangos de presión y temperatura. La relación agua/cemento recomendada es 5,0 gal/sxs.

Tipos de Cemento Según su grado APITipos de Cemento Según su grado API

• Falta de agua: De antemano deberá de almacenarse agua suficiente para la operación.

•Falla de la unidad cementadora: probar la misma antes de iniciar la operación, y si falla, no iniciar a cementar hasta que llegue otra en condiciones.

•Pérdida parcial y pérdida total de circulación: Si es pérdida parcial, es recomendable bajar el gasto de bombeo para reducir la presión; ahora, si la pérdida es total, hay que continuar con la operación.

•Fuga en la cabeza de cementación: reemplazarla por otra de inmediato.

PROBLEMAS COMUNES DE UNA CEMENTACIÓN Y CÓMO PREVENIRLOS.

PROBLEMAS COMUNES DE UNA CEMENTACIÓN Y CÓMO PREVENIRLOS.

•Falla en la unidad almacenadora de cemento (trompo): tratar de corregirla falla y tener otra línea alterna de aire del equipo.

•Al desplazar la lechada, que el exceso de cemento caiga en la presa de asentamiento, dejar en la descarga de la línea de flote, a un elemento de la cuadrilla para estar pendiente, y cuando salga el cemento, que se descargue en el contenedor de recortes.

•Al desplazar la lechada, fallen las bombas del equipo: terminar de desplazar con la unidad de alta.

•Fuga en las uniones del stand pipe: cambiar los empaques de las uniones.

•Descontrol del pozo: efectuar procedimiento de cierre de preventores.

PROBLEMAS COMUNES DE UNA CEMENTACIÓN Y CÓMO PREVENIRLOS.

PROBLEMAS COMUNES DE UNA CEMENTACIÓN Y CÓMO PREVENIRLOS.

Los aditivos tienen como función adaptar los diferentes cementos petroleros a las condiciones específicas de trabajo. Pueden ser sólidos y/o líquidos (solución acuosa). Entre ellos tenemos:

Aceleradores: se usan en pozos donde la profundidad y la temperatura son bajas. Para obtener tiempos de espesamiento cortos y buena resistencia a la compresión en corto tiempo. Pueden usarse: cloruro de calcio (CaCl2, másusado), silicato de sodio (Na2SiO3), cloruro de sodio (NaCl), ácido oxálico(H2C2O4), etc.

Retardadores: hacen que el tiempo de fraguado y el desarrollo de resistencia la compresión del cemento sea más lento. Los más usados son: lignitos,lignosulfonato de calcio, ácidos hidroxicarboxílicos, azúcares, derivados celulósicos, etc.

Extendedores: se añaden para reducir la densidad del cemento o para reducirla cantidad de cemento por unidad de volumen del material fraguado, con el fin de reducir la presión hidrostática y aumentar el rendimiento (pie3/saco) de las lechadas. Entre los más usados se tienen: bentonita, silicato de sodio (Na2SiO3), materiales pozzolánicos, etc.

Densificantes: aditivos que aumentan la densidad del cemento o que aumentan la cantidad de cemento por unidad de volumen del material fraguado, con el fin de aumentar la presión hidrostática. Los más usados: barita, hematita, ilmenita, etc.

Controladores de Filtrado: aditivos que controlan la pérdida de la fase acuosa del sistema cementante frente a una formación permeable. Previenen la deshidratación prematura de la lechada. Los más usados son: polímeros orgánicos, reductores de fricción, etc.Antiespumantes: ayudan a reducir el entrampamiento de aire durante la preparación de la lechada. Los más usados son: éteres de poliglicoles y siliconas.

Dispersantes: se agregan al cemento para mejorar las propiedades de flujo, es decir, reducen la viscosidad de la lechada de cemento. Entre ellos tenemos: polinaftaleno sulfonado, polimelamina sulfonado, lignosulfonatos, ácidos hidrocarboxilicos, polimeros celulósicos.

Aditivos de CementaciónAditivos de Cementación

POZO PALMAR 18 POZO PALMAR 18

• El presidente de YPFB, Carlos Villegas, recuerda que la inversión comprometida por las empresas petroleras para el 2009 es de 600 millones de dólares.

• En el país se están perforando ocho pozos hidrocarburiferos de desarrollo con el fin de aumentar las reservas de gas natural y petróleo locales, informo el presidente de Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos (YPFB), Carlos Villegas.

• El principal ejecutivo de estatal petrolera explico que este trabajo se está ejecutando en el marco de los contratos de operación suscritos el 2006 con las 12 empresas petroleras que operan en el país, incluyendo las dos compañías petroleras nacionalizadas, Chaco y Andina.

• La única manera de comprobar si hay hidrocarburos en el subsuelo y obtener información que ayude a determinar si el descubrimiento es económicamente rentable, es mediante la perforación de un pozo exploratorio.

• La información es clave para continuar con los trabajos. Si hay reservas, se requiere perforar pozos de avanzada que ayudan a delimitar el yacimiento y también hacer excavaciones de desarrollo para extraer los hidrocarburos del subsuelo.

• Los equipos de perforación son centrales para realizar las tareas. Actualmente en Bolivia hay 12 de estos aparatos “debido a que se están realizando también perforaciones en cuatro pozos exploratorios”, revelo Villegas.

• El presidente de la petrolera nacional recordó que la inversión comprometida por las empresas que firmaron contratos de operación con YPFB suma 600 millones de dólares.

• Tras la nacionalización del 2006, el 2007 los equipos de perforación se redujeron a tres y el año pasado fueron dos. Sin embargo, en años anteriores llegaron a operar hasta 20 taladros en el territorio nacional.

• Villegas recordó que el trabajo de perforación del pozo el Palmar 18. Las tareas están a cargo de GTLI, subsidiaria de la empres india Jindal Steel & Power. Para este trabajo se proyecta una inversión de siete millones de dólares y una producción de 0,4 millones de metros cúbicos diarios (MMmcd) de gas.

CASOCASO

• En el pozo palmar 18 ubicado a 25 kilómetros de la ciudad de Santa Cruz y a un kilometro del pozo el Palmar 15, los ejecutivos de GTLI afirman que hay altas posibilidades de encontrar buenas cantidades de gas que ayuden a asegurar el cumplimiento de los contratos internacionales con Brasil y Argentina, Carlos Kinn explico que se planea alcanzar el objetivo de la formación Tupambi ubicada a 4500 metros de profundidad, que se requieren para encontrar el combustible.

• Asumiendo que se desea realizar una cementación doble etapa en un pozo a esta profundidad cuyo diámetro promedio es de 8,75”, la cañería a cementar es de 7,265” x 6,276”, C-75, BTC cuyo zapato se asentara a 4488 mts. Y el collar diferencial esta a 4465 mts. Y el collar diferencial espaciador está asentado a 1600 mts. La última cañería cementada fue de 9 5/8” x 8,755”, N-80 BTC. El zapato de la última cañería cementada esta a 1480 mts.

CASOCASO

LECHADA 1ra ETAPABombear 6 Bbl de colchón químico, densidad 1gr/ccBombear 8 Bbl de colchón espaciador, densidad 1gr/c/cLECHADACemento “A” 110 lbs el sacoRetardador 0,66%; GE=2,75Reductor de fricción 0,45%; GE=2,50Agua xDispersante 0,72%; GE=2,7Antiespumante 0,32%; GE=1,02Anillo de cemento 760 mts

LECHADA 2da ETAPABombear 7 Bbl de colchón espaciador, densidad 1gr/ccLECHADACemento “G” 94 lbs el sacoBentonita 3,78%; GE=2,16Agua 46%Anillo de cemento se preparo con 70 sx

La densidad de la lechada de la primera etapa es 1,89 gr/cc.La densidad del lodo es 1,18 gr/ccEl gradiente de formación es 0,447 Psi/pieEl gradiente de fractura es 0,69 Psi/pie

CASOCASO

CALCULAR:

• Volumen de lechada y volumen de desplazamiento de la primera y segunda etapa

• El numero de sacos de cemento y Bbl. De agua de la primera y segunda etapa.

• Los topes de cada uno de los fluidos que se desplazan en el espacio anular.

• Indicar si el cemento en la segunda etapa llega a superficie.

• Indicar si se fractura la formación

CASOCASO

• BALANCE DE MATERIALES• 1ra. ETAPA

% G E M L(lbs/sx)

V L(gal/sx)

Cemento 100 3.14 110 4.205

Retardador 0.66 2.75 0.726 0.032

Red. Fricción 0.45 2.50 0.495 0.024

Dispersante 0.72 2.7 0.792 0.035

Antiespumante 0.32 1.02 0.352 0.041

H2O X 1 1.1 X 0.132X

• BALANCE DE MATERIALES• 2da. ETAPA

% G E M L(lbs/sx)

V L(gal/sx)

Cemento 100 3.14 94 3,59

Bentonita 3,78 2.16 3,55 0.2

H2O 46 1 62,07 7,45

1. VOLUMEN DE LECHADA Y VOLUMEN DE DESPLAZAMIENTO DE LA PRIMERA Y SEGUNDA ETAPA

• VOLUMEN DE LECHADA

1ra ETAPA 2da ETAPA

• VOLUMEN DE DESPLAZAMIENTO

1ra ETAPA 2da ETAPA

1. VOLUMEN DE LECHADA Y VOLUMEN DE DESPLAZAMIENTO DE LA PRIMERA Y SEGUNDA ETAPA

2. EL NUMERO DE SACOS DE CEMENTO Y BBL. DE AGUA DE LA PRIMERA Y SEGUNDA ETAPA.

• NUMERO DE SACOS DE CEMENTO

1ra ETAPA 2da ETAPA

• BARRILES DE AGUA

1ra ETAPA 2da ETAPA

3. LOS TOPES DE CADA UNO DE LOS FLUIDOS QUE SE DESPLAZAN EN EL ESPACIO ANULAR.

1ra ETAPA 2da ETAPA• ANILLO CEMENTO ANILLO DE CEMENTO

• COLCHÓN ESPACIADOR

COLCHÓN ESPACIADOR

• COLCHÓN QUÍMICO

4. INDICAR SI EL CEMENTO EN LA SEGUNDA ETAPA LLEGA A

SUPERFICIE.• El cemento en la segunda etapa no llega a

superficie, porque el tope del anillo de cemento de la segunda etapa es positivo.

INDICAR SI SE FRACTURA LA FORMACIÓN

• PRESIÓN DE FORMACIÓN

• PRESIÓN DE FRACTURA

• PRESIÓN HIDROSTÁTICA EN EL ESPACIO ANULAR

•La cementación es un proceso petrolero que tiene por objeto endurecer las paredes del pozo para conservar las mejores cualidades de la formación, contando con técnicas y practicas operaciones que provienen de una planificación para un plan de trabajo supervisado por especialistas con el fin de orientar al desarrollo y aplicación para explotar , transportar , procesar , y tratar los hidrocarburos .

•La cementación tiene una gran importancia en la vida del pozo, ya que los trabajos de una buena completación dependen directamente de una buena cementación.

•La cementación de este pozo en particular fue realizada con éxito y sin problemas ya que el cemento no llego a superficie y no hubo descontrol de pozo ni daño a la formación.

Conclusiones Conclusiones