cementacion y fluidos de perforacion (2)

5/28/2018 Cementacion y Fluidos de Perforacion (2)

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Cementacin de Pozos

Es el proceso de desplazar una mezcla de cemento a travs de un

revestidor o tubera de produccin hasta un rea determinada de pozo,que generalmente es el anular entre el revestidor y la formacin ( opared del hoyo). Despus de fraguado el cemento queda una barrerapermanente que impide el movimiento de fluidos dentro del hoyo.

Objetivos de la Cementacin: Excluir las aguas de las formaciones productivas.

Proteger al revestidor de presiones externas ( formacin ).

Sellar zonas no productivas.

Proteger la tubera de revestimiento de la corrosin. Evitar migracin de fluidos entre diferentes zona.

Controlar prdidas de circulacin.

Sellar zonas de fluidos no deseables.

Soportar el revestidor y todo el peso del equipo .


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YAC-1

YAC-2

SECCIONESSIN

PROTECCIN

COMUNICACINENTRE

FORMACIONES

DAO A LAFORMACIN


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El cemento portland se obtiene tras la mezcla de Clinker,yeso ( u otro retardante de fraguado), y aquellas adiciones yaditivos que se dosifican segn el uso que tenga.

Las materas primas del cemento portland son minerales que

contienen:

50% Silicato Triclcico (3CaO.SiO2) 25% Silicato Diclcico ( 2CaO.SiO2) 4% Aluminato Triclcico (3CaO.Al2O3) 13% Ferro Aluminato Triclcico o Tetraclcico ( 4CaO.Al2O3.Fe2O3)

3% Sulfato de Calcio ( CaSO4) 3% Otros (MgO, Cal libre, Alcalis, Anhidrido Sulfurico.

Se mezclan la caliza, o arcilla con los minerales antes mencionados, seintroducen en un horno de 2000 a 6000 f, y se funden dando origen alClinker del cemento. Al enfriarse el Clinker se mezclan con pequeascantidades de yeso y as se obtiene l cemento portland.


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+ +

Mezcla de piedra Caliza y otros materiales ricos en Carbonato de Calciocon Arcilla y algo de Oxido de Hierro y Aluminio.

MaterialesIniciales

Calor

(2600-3000 F ) Clinker Yeso(4-8%)

CaO(Caliza)

SiO2( Slice )Al2O3( Arcilla )

Fe2O3( Oxido Frrico )Cemento Portland

50% Silicato Triclcico (3CaO.SiO2)25% Silicato Diclcico ( 2CaO.SiO2)4% Aluminato Triclcico (3CaO.Al2O3)13% Ferro Aluminato Triclcico o Tetraclcico ( 4CaO.Al2O3.Fe2O3)3% Sulfato de Calcio ( CaSO4)

3% Otros (MgO, Cal libre, Alcalis, Anhidrido Sulfurico)


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Es el principal componente del cemento portland

formndose al calcinar caliza, arcilla.
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/Clinker.jpg


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Clase Profundidad Temperatura (F) Caractersticas

A 6000 170 Sin condiciones especificas.

B 6000 170 Resistente a Sulfatos

C 6000 170 Rpida resistencia.

D 6000- 10000 230 Alta presin y alta temp

E 6000- 14000 290 Alta presin y alta temp

F 10000- 14000 320 Cond. Ext. presin y temp.

G 8000 200 Comp. Acelerad.y retard.

H 8000 200 Comp. Acelerad. Y retard.


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El Instituto Americano del Petrleo (API) estableci unconjunto de normas que un cemento Portland debe cumplirpara ser considerado como un cemento API. Estas normas seestablecieron para que la industria del petrleo pueda

obtener un producto que se llevar a cabo con cierto gradode consistencia.

Clase A: Destinado a ser utilizado desde la superficie hasta6.000 pies cuando las propiedades especiales no sonnecesarias. Las propiedades y el rendimiento de la Clase A de

cemento se pueden adaptar con aditivos para cumplir conlos requisitos especiales ms all del rendimiento bsico. Essimilar a la ASTM (Sociedad americana para Pruebas yMateriales) cemento de construccin Tipo I.


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CLASE B: Destinado a ser utilizado desde la superficie hasta 6.000pies cuando las condiciones requieren de moderada a altaresistencia a sulfatos. Clase B es similar a ASTM cemento de

construccin de tipo II.

CLASE C: Destinado a ser utilizado desde la superficie hasta 6.000pies cuando las condiciones requieren alta resistencia inicial. ClaseC es similar a ASTM tipo III de cemento y est disponible en los tipos

de corriente, una resistencia moderada y alta de sulfato.

CLASE D: Usado generalmente para pozos desde 6000 pies hasta10000 pies , para condiciones moderadas de presin y temperatura.Est disponible para esfuerzos moderados a altos.


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Clase E: usado generalmente para pozos desde 10000hasta14000, para condiciones altas de presin y temperatura. Larelacin agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs. Son

cementos retardados debido a molienda gruesa o inclusinde retardadores orgnicos (lingosulfanatos).

Clase F: usado generalmente para pozos desde 10000hasta16000,para condiciones extremas de presin y temperatura.

Est disponible para esfuerzos moderados a altos. La relacinagua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs. Son cementosretardados debido a molienda gruesa o inclusin deretardadores orgnicos (lingosulfanatos).


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Clase G: Destinado a ser utilizado desde la superficie hasta8.000 pies de cemento bsicos, como el fabricado, opuede ser modificado con aditivos para cubrir una ampliagama de profundidades y temperaturas as. Sin otras

adicciones que el sulfato de calcio o agua, o ambos, seentre-suelo o mezclado con el clinker durante lafabricacin de cemento Clase G.

Clase H: Destinado a ser utilizado desde la superficie hasta8.000 pies de cemento bsicos, como el fabricado, o puede

ser modificado con aditivos para cubrir una amplia gamade profundidades y temperaturas as. Sin otras adiccionesque el sulfato de calcio o agua, o ambos, se entre-suelo omezclado con el clinker durante la fabricacin de cementoClase H


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Aditivos.Los aditivos tienen como funcin adaptar los diferentescementos petroleros a las condiciones especficas de trabajo.Pueden ser slidos y/o lquidos (solucin acuosa).

Aceleradores Retardante

Extendedores

Dispersantes

Controladores de perdidas de circulacin

Controladores de filtrado

Pesantes

Materiales especiales

Densificantes


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Se usan para reducir el tiempo de bombeabilidad en pozos

donde la profundidad y la temperatura son bajas. Paraobtener tiempos de espesamiento cortos y buena resistencia ala compresin en corto tiempo. Pueden usarse: cloruro decalcio (cacl2, el ms usado, en una concentracin de 1,5 -2,0%),silicato de sodio (na2sio3), cloruro de sodio (nacl, al 2.0 -2.5%), cido oxlico (H2C2O4), agua de mar, etc.

Retardadores:Usados para prolongar el tiempo de bombeabilidad yretardar el fraguado. Se utilizan en secciones profundasdonde las altas temperaturas promueven un asentamientoms rpido. Hacen que el tiempo de fraguado y el desarrollode resistencia a la compresin del cemento sea ms lento.Los ms usados son: lignitos, lignosulfonato de calcio (0,1 -1,5%), cidos hidroxicarboxlicos, azcares, derivadoscelulsicos, etc.


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ExtendedoresSe aaden para reducir la densidad del cemento o para

reducir la cantidad de cemento por unidad de volumen delmaterial fraguado, con el fin de reducir la presin hidrosttica

(para evitar una fractura) y aumentar el rendimiento(pie3/saco) de las lechadas. Tambin reducen la fuerza decompresin e incrementan el tiempo de fraguado. Entre losms usados se tienen: bentonita pre hidratada (2 -20%),silicato de sodio (Na2SiO3), diatomeas (10 - 40%).

Densificantes:Utilizados para aumentar densidad, entre los mas usados:

Arena, Barita, Hematita.


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Dispersantes:Utilizados para adelgazar fluidos o reducir la friccin., entre losmas utilizados: Polmeros en polvo de cadena larga, clorurode sodio(NACL), lignosulfonato de calcio.

Controladores de Filtrado:Aditivos que controlan la prdida de la fase acuosa delsistema cementante frente a una formacin permeable.Protege formaciones sensibles y Previenen la deshidratacinprematura de la lechada. Los ms usados son: Polmeros,ltex, bentonita.

Controladores de perdida de circulacion:Se utilizan para controlar las pedidas masivas de fluido, entrelos mas utilizados: En granos como gilsonitas y la perlita.


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Lavadores y espaciadores

Por la incompatibilidad que existe entre el lodo y el cemento,se hace imprescindible y necesario el uso de lavadores yespaciadores entre estos fluidos, los cuales ayudaran aldesplazamiento optimo del cemento y el xito de lacementacin.

Lavadores:son bombeados dentro del hoyo, delante del cemento y sufuncin es eliminar los restos del lodo.

Espaciadores:Son preflujos diseados cuidadosamente, con densidades ypropiedades reologicamente adecuadas y sirven para evitarel contacto entre la lechada y el lodo.


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Materiales especialesSon para evitar retrogresion de la resistencia, usados para

evitar que la lechada pierda resistencia a la compresin,debido a las altas temperaturas ( t>250 F)y sellar zonasprofundas. Entre los mas usados: silice fluor ( fina y gruesa).

Inhibidores de arcillaUsados en formaciones con lutitas; cloruro de sodio ( NACL) ycloruro de potasio (KCL).

Antiespumantes

Para evitar la formacin de espuma; Poliglicolas.

AntimigratoriosAditivos usados para evitar la migracin del gas a travs delcemento: Surfactantes.


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Planificacin: Es necesario conocer:

Condiciones del hoyo

Temperatura de circulacin en el fondo del pozo

Temperatura de registros (extrapoladas)

Presiones que sern impuestas sobre la lechada

Zonas de perdida de circulacin, arenas permeables Tipo de fluido de perforacin

Tiempo de espesamiento o bombeabilidad

Resistencia a la compresin

Aditivos Materiales de perdida

Propiedades del flujo

Calidad de agua de la mezcla

Densidad de la lechada

Perdida de fluido

Propiedadesde la lechada:


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Cementacin SecundariaTambin conocida como forzamiento y su objetivo es repararuna mala cementacin primaria.

Objetivos: Aislar zonas productoras para el control de la relacin gas-

petrleo y/o agua petrleo. Reparar fisuras en el revestidor.

Sellar perdidas de circulacin.

Corregir defectos de la cementacin primaria

Prevenir la migracin de fluidos a travs de zonas abandonadasproductivamente.

Cementacin Terciaria:

Realizada para solventar problemas de zonas ladronas,abandonadas o agotadas productivamente y para controlar

con un mismo pozo en varias arenas.


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Utilizadas para cubrir todo el hoyo, toda el area seccional de unhoyo o de un revestidor.

Para abandonar un pozo Para abandonar zonas productoras inferiores y caonear

superiores.

Solventar problemas de circulacin.

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