proyecto integrador (capt. 1, 2, 3)
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1. Introducción
La empresa Schlumberger realiza una cementación primaria en tubería superficial en
el pozo Cerro Azul N° 4 localizado en los terrenos de Toteco y Cerro Azul
Schlumberger es una compa!ía líder en ser"icios de suministro de tecnología#
soluciones de información y gestión de proyectos integrados $ue optimicen el
rendimiento de las reser"as para los clientes $ue traba%an en la industria de petróleo
y gas Al traba%ar la compa!ía con dicho proyecto se "erifica $ue todo se realice a la
perfección# dentro de esto tenemos una buena organización# planeación y dise!o del
cual nos proporciona datos y cantidades importantes como la de materiales
re$ueridos# tiempos de operación y formación de nuestra &rea donde es lle"ado a
cabo dicho proyecto# así para definir las condiciones de desplazamiento de la
cementación re$uerida 'btener los datos correctamente del &rea perforada es
esencial# ya $ue al no ser así puede ocurrir cierto problema en el tiempo de fraguado
por una presión no comprendida# buscando una cementación buena con una
adherencia entre las fases de formación# tubería y asegurar un buen sello $ue
soporte las diferentes capas geológicas y la tubería (er figura )
*igura ) +ozo Cerro Azul N° 4
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1.1 Antecedentes
,ste proyecto se ha lle"ado a cabo# ya $ue todos los pozos petroleros lo re$uieren#
es muy importante realizar una muy buena cementación por$ue de eso depende tu
estructura inicial de tu pozo
Cabe mencionar $ue en )-./ el se!or *ran0 1ill uso el cemento en la industria
petrolera en un pozo $ue producía las agua $ue petróleo *ran0 1ill propuso mezclar
2. sacos de cementación agua# desplazarlos al pozo y ponerlos frente al ni"el
productor# como la lechada no reacciona con el petróleo# este solo sellaba las partes
por donde el agua podía entrar y de%aba libre al petróleo para poder producir
3espus de esta operación el pozo empezó a producir m&s petróleo# la tcnica sigue
us&ndose en la actualidad
Al realizar el proceso de cementación teniendo toda la información del pozo se
planifica y se arma el dise!o de cementación ya $ue para la correcta cementación de
los pasados pozos cementados se tomó en cuenta y se e"aluaron condiciones de
hoyo abierto# limpieza del hoyo# temperatura# propiedades del lodo# dise!o de
lechada# e$uipo adicional ya $ue a pesar de $ue en los diferentes pozos ya
cementados fueran igualmente cementaciones primarias nunca "an a ser
condiciones iguales pueden ser similares por lo $ue al planificar la cementación setoma referencia de pozos "ecinos# geometría del pozo# problemas presentados
durante la perforación# tipo de cemento de lechada y aditi"os utilizados# por tomar en
cuenta todos estos detalles en pozos ya cementados logramos la satisfacción del
cliente al trmino de esta
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1.2 Definición del Problema
,n el pozo Cerro Azul N° 4 localizado en los terrenos de Toteco y Cerro Azul se
realiza una cementación primaria en tubería superficial a 5..mts de profundidad#
buscando en este proyecto $ue se realiza dicha cementación de manera y formacorrecta 3ado $ue el cliente solicite una buena cementación primaria con la cual
e"ite realizar una cementación secundaria ,ste problema puede causar una mala
cementación donde la lechada podría fraguarse# si no contiene sus materiales
específicos y datos del pozo al cual realizaremos la cementación# el fraguado se
realiza antes de tiempo
6ealizar una cementación con sus propiedades correspondientes puede reducir
costo# tiempo y entregar un e7celente traba%o# re$uiriendo de la aportación demuchas personas para $ue el programa sea r&pido y efecti"o 8a $ue el cliente
solicita esto se le tiene $ue dar solución y lograr lo re$uerido con el personal de la
empresa el cual se encargara de dar ciertas modificaciones en el programa de
cementación# reduciendo el tiempo en procedimientos como la colocación de la
cabeza de cementación# preparación de la lechada# y lograr la mayor cantidad de
barriles por minuto con los $ue ser& bombeado el cemento Los beneficios al
solucionar lo $ue el cliente solicita son altos ya $ue el cliente $ueda satisfecho y
logra reducir en gasto y tiempo de e$uipo y como empresa se logra obtener m&s
renombre y $ue los siguientes proyectos sean entregados a nosotros +or lo $ue la
solución del problema e7puesto es muy importante ya $ue al solucionarse ambas
partes ganan
6ealizar una cementación e"itando el fraguado antes de tiempo es posible realizar
obteniendo los c&lculos correspondientes y gracias a la capacidad de la empresa en
este traba%o
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1.3 Justificación
,l cementar este pozo es necesario# como se sabe un pozo sin cementar
simplemente no se logra llegar al yacimiento
,ste proyecto es muy "iable y factible ya $ue la empresa cuenta con bastante
e7periencia en este tipo de cementaciones# aparte de $ue el costo es reducido por
$ue la empresa sabe lo $ue hace# sin errores para no aumentar gastos# ni inducir
perdida
,ste pozo debe tener una buena cementación ya $ue debe proteger y asegurar la
tubería de re"estimiento correctamente# aislar zonas de agua superficial y e"itar la
contaminación de las mismas por el fluido de perforación o por los fluidos del pozo#
así tambin contar con la resistencia adecuada para proteger el hoyo de un colapso#
ya $ue despus de este "endr& lo $ue es la colocación de la tubería intermedia# por
esta razón deber& tener un buen fraguado en su cemento
+or lo tanto es importante tener bien fi%a la sarta de re"estimiento# restringir el
mo"imiento de fluidos entre las formaciones productoras y el confinamiento de los
estratos acuíferos# proteger la sarta contra la corrosión durante los traba%os de
ca!oneo
La empresa asegura $ue la calidad de la terminación es de la me%or ya $ue en las
pasadas cementaciones implementadas se ha logrado el ob%eti"o en un -9: de
calidad
1.4 Definición de términos
Aguas residuales: ;6esidual
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API: Sigla de American +etroleum >nstitute# $ue es una asociación estadounidense
de la industria petrolera# $ue patrocina una di"isión de la producción petrolera en la
ciudad de 3allas# Te7as
Boca de o!o: ,$uipamiento $ue se coloca sobre un pozo producti"o y $ue est&destinado a regular la salida del flu%o de los hidrocarburos
B"#: ;?ritish Thermal @nit= @nidad Trmica ?rit&nica La cantidad de calor $ue se
re$uiere para incrementar en un grado *ahrenheit la temperatura de una libra de
agua pura ba%o condiciones normales de presión y temperatura
$ementación: proceso $ue consiste en mezclar cemento seco y ciertos aditi"os con
agua# para formar una lechada $ue es bombeada al pozo a tra"s de la cabeza para
cementar
%raguar: ,l fraguado es el proceso de endurecimiento y prdida de plasticidad del
hormigón ;o mortero de cemento=# producido por la desecación y recristalización de
los hidró7idos met&licos procedentes de la reacción $uímica del agua de amasado
con los ó7idos met&licos presentes en el clín0er $ue compone el cemento
Permeabilidad: ,s la conducti"idad de un cuerpo poroso a los fluidos o capacidad
de los fluidos para desplazarse entre los espacios $ue conectan los poros de una
masa porosa
&egistro sónico de cementación: 1erramientas de registros de cementación
emiten una energía acBstica omnidireccional $ue "ia%a a tra"s de los fluidos del
re"estidor desde un Transmisor y se refle%an de regreso a tra"s de estos mismos
fluidos hasta un receptor de se!ales colocado en la herramienta a una distancia
fi%ada
"iemo bombeable: ,s el tiempo re$uerido para $ue un cemento comience a
endurecerse o formar resistencia de gelatinas $ue impidan su mo"imiento
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"uber'a de re(estimiento: Son tuberías especiales $ue se introducen en el hoyo
perforado y $ue luego son cementadas para lograr la protección del hoyo y permitir
posteriormente el flu%o de fluidos desde el yacimiento hasta superficie Tambin son
conocidas como 6e"estidores# Tubulares# Casing# etc
1.) *imitaciones + delimitaciones
*imitaciones., 3entro de la limitación se encuentra $ue el proceso de preparamiento
de la lechada se atrase por el mal funcionamiento de un mezclador o $ue una bomba
del camión de cementación de%e de funcionar y se tenga $ue desconectar y conectar
a otra bomba# son solo cosas como estas $ue harían lento el procedimiento de
operación
Delimitaciones., ,ste es un proyecto $ue se lle"a a cabo en la empresa
Schlumberger realiza una cementación primaria en tubería superficial en el pozo
Cerro Azul N° 4 localizado en los terrenos de Toteco y Cerro Azul
1.- b/eti(o
6ealizar una cementación primaria en la tubería superficial con sus debidaspropiedades e"itando el fraguado antes de tiempo# $uedando cementada mi interior
de la tubería superficial# por lo $ue se recomienda tener los datos generales del pozo
del cual se est& cementando así tambin con esto aumentando la resistencia
mec&nica y ayudando a la corrosión de las tuberías
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1.0 Bosue/o
?os$ue%o de la cementación primaria en tubería superficial# el cual consta de unaprofundidad de 5.. metros
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Tubería
superfcial 213
t.
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2., Anlisis de fundamentos
2.1 ué es cementación5
La cementación es un proceso $ue consiste en mezclar cemento seco y ciertos
aditi"os con agua# para formar una lechada $ue es bombeada al pozo a tra"s de la
sarta de re"estimiento y colocarlo en el espacio anular entre el hoyo y el di&metroe7terno del re"estidor
,l "olumen a bombear es predeterminado para alcanzar las zonas críticas ;alrededor
del fondo de la zapata# espacio anular# formación permeable# hoyo desnudo# etc=
Luego se de%a fraguar y endurecer# formando una barrera permanente e impermeable
al mo"imiento de fluidos detr&s del re"estidor La cementación es de gran
importancia ya $ue es una de sus principales estructuras para una larga "ida del
pozo y este se encuentre en buenas condiciones y resistencias por cual$uier colapsoo problema ,ntre los propósitos principales de la cementación se pueden
mencionarlos siguientes
+roteger y asegurar la tubería de re"estimiento en el hoyo
Aislar zonas de agua superficial y e"itar la contaminación de las mismas por el
fluido de perforación o por los fluidos del pozo
,"itar o resol"er problemas de prdida de circulación y pega de tuberías
6eparar fugas en el re"estidor
+roteger el hoyo de un colapso
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2.2 "ios de cementaciones
$ementación Primaria.
Se realiza al cementar los re"estidores del pozo ;conductor# superficial# intermedio#
producción# etc= durante la perforación ,ntre los ob%eti"os principales de esta
cementación se pueden mencionar los siguientes
D Adherir y fi%ar la sarta de re"estimiento
D 6estringir el mo"imiento de fluidos entre las formaciones productoras y el
confinamiento de los estratos acuíferos
D +roteger la sarta contra la corrosión
D 6eforzar la sarta contra el aplastamiento debido a fuerzas e7ternas y reforzar la
resistencia de la sarta a presiones de estallido
D +roteger la sarta durante los traba%os de ca!oneo ;completación=
D Sellar la prdida de circulación en zonas EladronasE
$ementación 6ecundaria.
Tambin llamada FS$ueezeG# es el proceso de forzamiento de la lechada de cemento
en el pozo# $ue se realiza principalmente en reparacionesHreacondicionamientos o en
tareas de terminación de pozos +uede ser cementaciones forzadas y tapones de
cemento Los propósitos principales de esta cementación son
D 6eparar traba%os de cementación primaria deficientes
D 6educir altas producciones de agua yHo gas
D 6eparar filtraciones causadas por fallas del re"estidor
D Abandonar zonas no productoras o agotadas
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D Sellar zonas de prdidas de circulación
D +roteger la migración de fluido hacia zonas productoras
Las cementaciones secundarias pueden definirse como procesos de bombear una
lechada de cemento en el pozo# ba%o presión# forz&ndola contra una formación
porosa# tanto en las perforaciones del re"estidor o directamente el - hoyo abierto
+or lo $ue las cementaciones secundarias pueden ser forzadas yHo tapones de
cemento
$ementación %or!ada.
,s el tipo m&s comBn de cementación secundaria ,l proceso comprende la
aplicación de presión hidr&ulica para forzar cemento en un orificio abierto a tra"s de
perforaciones en el re"estidor# para corregir ciertas anomalías La cementación
forzada puede hacerse con empacadura yHo con retenedor Cuando se dise!a una
cementación forzada se debe considerar
D Tipo de cemento
D Tiempo total de bombeo re$uerido
D Tiempo para alcanzar las condiciones del pozo
D Control de filtrado
D 6esistencia del cemento
D 3esplazamientos y c&lculos b&sicos en condiciones del pozo
"aones de $emento.
'peración $ue consiste en colocar una columna de cemento en un hoyo abierto o
re"estido# con cual$uiera de los siguientes ob%eti"os
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D Aislar una zona productora agotada
D +rdida de control de circulación
D +erforación direccional
D Abandono de pozo seco o agotado
+ruebas de Tapones de Cemento el mtodo m&s comBn para probar la calidad de la
resistencia de un tapón de cemento es ba%ar una barrena# tubería de perforación o
con presión ,l tiempo de fraguado despus de la colocación de un tapón "aría de 9
a 5Ihoras# dependiendo del uso de aceleradores o el tipo de pozo
2.3 "io de cementos utili!ados en una cementación.
$emento.
Se denomina cemento a un conglomerante hidr&ulico $ue# mezclado congregados
ptreos ;gra"a# arena# etc= y agua# crea una mezcla uniforme# maleable y pl&stica
$ue fragua y se endurece al reaccionar con el agua# ad$uiriendo consistencia ptrea#
formando el llamado hormigón o concreto Su uso est& muy generalizado en
construcción e ingeniería ci"il# su principal función la deaglutinante ,l primer tipo de
cemento usado en un pozo petrolero fue el llamado cemento +ortland# el cual fue
desarrollado por Joseph Aspdin en )9I4# esencialmente era un material producto de
una mezcla $uemada de calizas y arcillas ,l cemento +ortland es un material
cementante disponible uni"ersalmente Las condiciones a las cuales es e7puesto en
un pozo difieren significati"amente de a$uellas encontradas en operaciones
con"encionales de construcciones ci"iles
"ios de $emento.
,7isten di"ersos 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 b&sicos de cementos
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De origen arcilloso:
'btenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción ) a 4 apro7imadamente
De origen u!olnico:
La puzolana del cemento puede ser de origen org&nico o "olc&nico
$lasificación de los cementos seg7n su grado API.
Los cementos tienen ciertas características físicas y $uímicas y en base al uso $ue
se les puede dar en cuanto a rango de profundidad# presiones y temperaturas
soportar# etc La A+> define - diferentes clases de cemento ;de A a 1= dependiendo
de la proporción de los cuatro componentes $uímicos fundamentales ;C/# CIS# C/A#C4A*K siendo Ccalcio# Ssilicato# Aaluminato# y *floruro=
o $lase A:
@sado generalmente para pozos desde superficie hasta M...# cuando no se
re$uieren propiedades especiales La relación aguaHcemento recomendada es 2I
galHs7s
o $lase B:
@sado generalmente para pozos desde superficie hasta M...# cuando hay
condiciones moderadas a altas resistencia al sulfato La relación aguaHcemento
recomendada es 2I galHs7s
o $lase $:
@sado generalmente para pozos desde superficie hasta M...# cuando se re$uieren
condiciones de alto esfuerzo La relación aguaHcemento recomendada es M/ galHs7s
o $lase D:
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@sado generalmente para pozos desde M... hasta )....# para condiciones
moderadas de presión y temperatura ,st& disponible para esfuerzos moderados a
altos La relación aguaHcemento recomendada es 4/ galHs7s
o $lase 8:
@sado generalmente para pozos desde ).... hasta )4...# para condiciones altas
de presión y temperatura La relación aguaHcemento recomendada es 4/ galHs7s
o $lase %:
@sado generalmente para pozos desde ).... hasta )M...# para condiciones
e7tremas de presión y temperatura ,st& disponible para esfuerzos moderados a
altos La relación aguaHcemento recomendada es 4/ galHs7s
o $lase 9 + :
@sado generalmente para pozos desde superficie hasta 9... o puedan ser usados
con aceleradores o retardadores para cubrir una amplia "ariedad de rangos de
presión y temperatura La relación aguaHcemento recomendada es 2#. galHs7s ,l
cemento m&s comBnmente usado es el O
2.4 8uio fundamental de cementación
$abe!a de cementación.
,s el dispositi"o $ue se conecta directamente a la línea de descarga de la unidad de
cemento hacia la parte superior de la tubería de re"estimiento# es decir es un niple
de longitud y di&metro "ariable $ue "a enroscado en la parte superior de la T6#
cuenta con dispositi"os laterales para conectar las líneas $ue conducen hacia la
línea de lechada pro"eniente de la unidad comentadora y del lodo para eldesplazamiento de la lechada de cemento
#nidad de cementación.
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,s el e$uipo principal con el $ue se mezcla la lechada y posteriormente lo bombea al
pozo# est& formada por dos bombas de alta potencia con un tablero de control y dos
depósitos en los $ue se mide el "olumen de agua utilizado durante la cementación
;e!clador.
,ste dispositi"o tiene como función mezclar el cemento seco con agua y aditi"os $ue
se re$uieran# proporcionando un continuo suministro de lechada con las propiedades
$ue se deseen ,l mezclador funciona para lograr una corriente de agua a tra"s de
un %et y cruzando una c&mara de mezclado dentro de la línea de descarga La línea
de alimentación del agua se une a una de las bombas de la unidad de cementación y
la segunda línea de descarga a la línea de la mezcla de cemento# y estas a un
depósito del $ue se succionara por la otra bomba y posteriormente al pozo
Bombas.
Las bombas empleadas en operaciones de cementación son las mismas en
operaciones de perforación y ayudan a lle"ar el fluido a una presión adecuada para
realizar el traba%o de cementación# en este e$uipo se puede manipular la presión y el
gasto de acuerdo a los re$uerimientos de la operación
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Cuando el peso de la T6 es alto y las condiciones del e$uipo de perforación no son
muy adecuadas se utilizan accesorios cuyo ob%eti"o es el de incrementar la flotación
de la T6 para reducir los esfuerzos en el gancho y m&stil ,ste accesorio lle"a una
"&l"ula integrada la cual permite el flu%o en sentido directo pero no en in"erso#
impidiendo $ue el cemento se regrese y entre a la tubería de re"estimiento
$ole flotador.
,ste accesorio se instala generalmente tres tramos de T6 arriba de la zapata# el
sistema de flotación es similar al de la zapata flotadora y se utiliza cuando no se tiene
la zapata flotadora o cuando se re$uiere tener una mayor efecti"idad en la flotación
$ole diferencial.
,ste accesorio se utiliza en T6 intermedias someras cuando no se utiliza la zapata
flotadora pero se re$uiere del e$uipo de flotación por la alta presión diferencian
causada por el cemento Se instala en lugar del cople flotador y se mete al pozo
como cople de retención y cuando est& en el fondo se acti"a mediante una canica de
acero $uedando como flotador Tambin sir"e para alo%ar los tapones
$ole de retención.
Cuando no se utiliza el cople flotador o diferencial se instala este accesorio para
retener el tapón limpiador y desplazador
$ole de cementación m7ltile.
Cuando se "a a cementar una T6 de gran longitud donde los gradientes de presión
de poro son ba%os# se re$uiere cementar la T6 en dos etapas# para lo cual se utiliza
este accesorio instal&ndose a la profundidad programada
$entradores.
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Se utilizan para centrar la T6 y me%orar con esto la cementación ,7isten programas
de cómputo para calcular el nBmero de centradores ,n general se utiliza un
centrador por tramo en los primeros cinco tramos de T6 y despus un centrador
cada tres tramos ,n la zona productora se recomienda utilizar cuando menos un
centrador por tramo en toda su longitud sobresaliendo /. metros arriba y aba%o
$olgador.
Cuando una T6 intermedia por su longitud se cementa en dos partes o para
cementar el liner de e7plotación es necesaria la utilización de este accesorio para
colgar el liner en la T6 anterior y poderla cementar
$amisa soltadora.
,ste accesorio es el Bltimo $ue se instala en una T6 corta y es la $ue pro"ee el sello
hidr&ulico para la cementación
6oltador.
,s el accesorio $ue se utiliza para soltar la T6 corta una "ez cementada# se instala
dentro de la camisa soltadora y se une a la tubería de perforación con la cual se ba%ó
la T6 ,l funcionamiento de este accesorio puede ser mec&nico o hidr&ulico al igual$ue el colgador
"ie bac=.
Cuando una T6 intermedia se cementa en dos etapas# a la segunda etapa se le
conoce como complemento y utiliza este accesorio el cual est& pro"isto de unos
sellos# mismos $ue al entrar a la camisa soltadora formaran un sello hidr&ulico para
e"itar $ue el cemento caiga a la T6 corta ,s el primero $ue se instala
"aón limiador.
,s un tapón de hule $ue se mete antes de iniciar el bombeo del bache la"ador#
tambin se le conoce como tapón de diafragma por$ue se rompe f&cilmente con una
mínima presión diferencial
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"aón desla!ador.
3espus de bombear los baches y el cemento se suelta este tapón $ue sir"e para
separar el cemento del lodo de desplazamiento ,ste tapón es de huele pero el
centro es solidó y al llegar al cople flotador# de retención o diferencial se incrementa
la presión indicando $ue ya termina el desplazamiento
2.) 8taas de cementación en tuber'as
"uber'a conductora
D ,"itar $ue las formaciones someras no consolidadas se derrumben dentro del hoyo
D +re"enir erosión y la"ado de terreno deba%o del e$uipo de perforación
D +roporcionar una línea de flu%o ele"ada para $ue el fluido de perforación circule
hasta los e$uipos de control de sólidos y a los tan$ues de superficie
D +ermite la instalación de un des"iador de flu%o y de un ?'+
"uber'a suerficial
Se asienta en la primera formación $ue sea lo suficientemente fuerte para cerrar el
pozo en caso de tomar un influ%o La profundidad de asentamiento se selecciona para
permitir la instalación del con%unto del pre"entor para seguir perforando
"uber'a intermedia
Llamada tambin protección la tubería intermedia se asienta lo m&s profundo posible
para tener suficiente resistencia en la zapata para seguir perforando# se planea para
$ue se asiente en una zona de transición de presión# donde las presiones del poro y
los gradientes de fractura aumentan
• Separar el agu%ero en secciones para facilitar el traba%o
• Cubrir zonas con prdida de circulación se"eras
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• Aislar zonas sobrepresurizadas
"uber'a de roducción
,sta completa el pozo# produce y controla el pozo durante toda su "ida producti"a y
en la cual se pueden lle"ar acabo muchas reparaciones y completaciones por esta
razón# en la cementación de esta tubería debe de ser perfecta
2.- "iemo de oeración.
,l tiempo 'p es el tiempo de traba%o y desarrollo de la operación de cementación
esta es medible# "ital para calcular el dinero $ue se cobrara por la operación# tambin
medible para el cliente para "er si se cumplió o no con lo establecido
2.0 >ormas de seguridad en la cementación de un o!o
La Administración de Salud y Seguridad 'cupacional ;'S1A=# una agencia federal#
pone las normas de seguridad específicas para las empresas $ue se dedican a la
cementación de pozos de petróleo en tierra Las "iolaciones de las empresas pueden
lle"ar a multas despus de una in"estigación de 'S1A A partir de I.).# la multa
m&7ima es de @SP 5... por lo $ue 'S1A considere una "iolación gra"e y @SP5.... por lo $ue considera una "iolación intencional
Las empresas deben establecer procedimientos para el mane%o de tubulares y
capacitar a los traba%adores para seguirlos Los traba%adores deben inspeccionar el
e$uipo de cementación# la cabeza de cementación# che$ueo de mangueras y
limpieza al terminar cada e$uipo antes de cada turno Los traba%adores deben
mantenerse ale%ados de las cargas suspendidas Al realizar la operación los
traba%adores deben usar siempre gafas y otros e$uipos de protección para la cara#
así como la protección respiratoria adecuada La empresa debe asegurarse de $ue
una estación de la"ao%os est& cerca y asegurar la "entilación es adecuada Se debe
ense!ar a los procedimientos de seguridad para el mezclado de fluidos y
proporcionar recipientes seguros
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La efecti"idad de cual$uier traba%o de cementación depende de lle"ar a cabo una
preparación meticulosa y precisa de los e$uipos# materiales y personal# así como del
dise!o y las pruebas del traba%o Los ensayos realizados en laboratorios para el
cemento tienen la función de e"aluar el desempe!o y las características $uímicas de
las lechadas# mediante la medición de ciertas propiedades ba%o ciertas condiciones
de fondo de pozo y el an&lisis cualitati"o y cuantitati"o de los componentes de las
lechadas antes de ser mezclada
*a norma API &P 1?B delinea: Las pr&cticas recomendadas para las pruebas de
laboratorio $ue se lle"an a cabo con las lechadas de cemento para pozos de
petróleo# así como sus aditi"osK estas pruebas se describen a continuación
Q 3eterminación del contenido de agua en la lechada
Q 3eterminación del tiempo de bombeabilidad
Q 3eterminación del filtrado
Q +ruebas de permeabilidad
Q 3eterminación de las propiedades reologicas
,n el cemento seco tambin se hacen mediciones de fineza y de pureza
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3. Procedimiento.
Se realiza una cementación primaria de acuerdo a mis características de la
formación del pozo ya $ue en el cual cuenta con una presión alta y este problema
puede influir en mi procedimiento causando un error +or lo $ue se in"estiga sobre
cómo lle"ar a cabo mi cementación correctamente y entrando a detalle en el
procedimiento de mi cementación primaria# la cual consta de un procedimiento critico
en el proceso de construcción de pozos La cementación proporciona un sello
hidr&ulico $ue establece el aislamiento zonal# lo $ue impide la comunicación de los
fluidos hacia la superficie Tambin la cementación crea un ancla%e y la sustentación
de la sarta de re"estimiento y protege la tubería de re"estimiento de acero contra la
corrosión producida por los fluidos de formación Si no se logran estos ob%eti"os# lacapacidad del pozo para e7plotar todo su potencial producti"o puede "erse
se"eramente limitada
3.1 ;ateriales@ erramientas + 8uio de Protección Personal
*os materiales emleados son los siguientes:
• Cemento tipo O densidad )-.
• Agua
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• Cemento tipo O densidad )M.
• La"ador base agua
• ,spaciador
erramientas utili!adas:
• 4 centradores )ME
• I raspadores )ME
• Rapata )ME
• Cople flotador )ME
• Tapón diafragma )ME
• I Tapones duros )ME
• Cabezal de cementación )ME de dos tapones
• Camiones de cementar
• @nidad de alta
• 6ecirculador
• angueras
•Tubería
• arro de ).lb
• Cople de cementación mBltiple )ME
22
-
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8uio de Protección Personal 8PP
,l e$uipo de protección personal constituye una barrera entre el riesgo y el hombre#
$ue permite preser"ar la integridad del traba%ador durante el desarrollo de sus
acti"idades# en las diferentes &reas de traba%o de perforación
• Casco de seguridad
• ?otas de seguridad
• 6opa de traba%o
• Ouantes
• Tapones Auditi"os
• Lentes de seguridad
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3.2 $oti!aciones.
• Cotización en la compa!ía 1alliburton
3escripción Cantidad +recio unitario +recio total
ateriales
Cemento )9. s0 )M2 dlls I-5. dlls
La"ador / bls 22)M dlls )M249 dlls
Aditi"os I bls 9.. dlls )-.. dlls
1erramientas y ma$uinas
Rapata )ME ) pz -.. dlls -.. dlls
Cople )ME ) pz )42. dlls )42. dlls
@nidad de alta )@ )).. dlls )).. dlls
6ecirculador )@ 2... dlls 2... dlls
Cabeza )ME )@ /5.. dlls /5.. dlls
+ipa )@ 442. dlls 442. dlls
Tapones I pz I5. dlls 2I. dlls
Cople mBltiple )ME ) pz )22. dlls )22. dlls
?ullc )@ /... dlls /... dlls
Torpedo ) pz /2. dlls /2. dlls
Centradores )ME 4 pz /.. dlls )I.. dlls
6aspadores )ME / pz I9. dlls 94. dlls
'peraciones
?ombeo /hrs /.min 92. dllrHhr I-52 dlls
+recio total 2/../ dlls
Tabla )D Costos# materialDherramientasDma$uinasDoperaciones en 1alliburton
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• Cotización en terran
3escripción Cantidad +recio unitario +recio total
ateriales
Cemento )9. s0 I. dlls /M.. dlls
La"ador / bls 2M. dlls )M9. dlls
Aditi"os I bls )). dlls II. dlls
1erramientas y ma$uinas
Rapata )ME ) pz )).. dlls )).. dlls
Cople )ME ) pz )42.. dlls )42.. dlls
@nidad de alta )@ )I2.. dlls )I2.. dlls
6ecirculador )@ 222. dlls 222. dlls
Cabeza )ME )@ /9. dlls /9. dlls
+ipa )@ 44/. dlls 44/. dlls
Tapones I pz /.. dlls M.. dlls
Cople mBltiple )ME ) pz )-2. dlls )-2. dlls
?ullc )@ //.. dlls //.. dllsTorpedo ) pz 4.. dlls 4.. dlls
Centradores )ME 4 pz 42. dlls )9.. dlls
6aspadores )ME / pz I2. dlls 52. dlls
'peraciones
?ombeo /hrs /.min -2. dllrHhr //I2
+recio total 2M.92 dlls
Tabla ID Costos# materialDherramientasDma$uinasDoperaciones en terran
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• Cotización en Schlumberger
3escripción Cantidad +recio unitario +recio total
ateriales
Cemento )9. s0 )9 dlls /I4. dlls
La"ador / bls 2)M dlls )22. dlls
Aditi"os I bls -.. dlls )9.. dlls
1erramientas y ma$uinas
Rapata )ME ) pz )... dlls )... dlls
Cople )ME ) pz )2.. dlls )2.. dlls
@nidad de alta )@ )I... dlls )I... dlls
6ecirculador )@ 22.. dlls 22.. dlls
Cabeza )ME )@ /9.. dlls /9.. dlls
+ipa )@ 44/. dlls 44/. dlls
Tapones I pz I9. dlls 2M. dlls
Cople mBltiple )ME ) pz )52. dlls )52. dlls
Centradores )ME 4 pz /2. dlls )4.. dlls6aspadores )ME / pz /.. dlls -.. dlls
'peraciones
?ombeo /hrs /.min -.. dllrHhr /)2.
+recio total 4I 29. dlls
26
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Tabla / costos# materialDherramientasDma$uinasDoperaciones en Schlumberger
3.3 9estión de recursos
La gestión del proyecto se realiza desde las oficinas de la compa!ía +o
-
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>niciando la operación de cementación primaria en tubería superficial se prepara el
espaciador# la"ador y lechada mientras esto $ueda listo se realizan otras operaciones
como la cone7ión de tuberías# colocación de la cabeza de cementar y colocación de
tapones
La operación comienza circulando el pozo con fluido hasta la superficie# esta
operación se realiza para saber $ue la zapata se encuentra libre # $ue no e7ista un
taponamiento y $ue el cople tambin se encuentre en perfectas condiciones# donde
todo el fluido $ue entre regrese# como lo muestra en la figura I
*igura I Circulación del fango
+asamos a la siguiente operación $ue es probar presión# "erificamos $ue las
"&l"ulas del cabezal se encuentren cerradas Se prueba presión a I ... lb ' / ...
lb 3ependiendo de lo $ue la operación re$uiera# y al finalizar ba%amos la presión
para continuar con la siguiente operación (er figura /
28
-
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*igura / +rueba de presión
Continuamos con el bombeo de bache la"ador# por lo $ue se abre el perno inferior
del cabezal colocando el la"ador deba%o del perno superior del cabezal# y arriba del
fluido realizando esto cuidadosamente e"itando abrir el segundo perno ya $u se
puede desplazar el tapón (er figura 4
*igura 4 La"ado de bombeo
29
-
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Continuamos introduciendo el espaciador $ue "a detr&s del la"ador $ue es base
agua# el cual "a atrapando todos mis residuos $ue mi la"ador "a desprendiendo#
para así poder sacarlo a superficie y aparte ayuda $ue el cemento se "aya a
contaminar @na "ez $ue ya se introdu%o el la"ador y espaciador continuamos a
meter el primer tapón $ue es un tapón de diafragma +ara poder sacar este tapón
sacamos el primer perno ya $ue se encuentra arriba del tapón y lo desplazamos
abriendo la segunda "&l"ula para bombearlo detr&s del espaciador# una "ez $ue
llegue al espacio a anular se "a sentar el tapón el segundo tapón (er figura 2
*igura 2 Caída del tapón inferior
Se abre la segunda "&l"ula para comenzar a bombear mi primera lechada de
cemento# $ue es de ba%a densidad ya $ue esa es la $ue "a $uedar cerca de mi
superficie ?a%a densidad por$ue es un "olumen muy grande de lechada# lo $ue es
solo de relleno# ya $ue ahí no tenemos tanta temperatura y presión (er figura M
*igura M ?ombeo de lechada de ba%a densidad
3
-
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Continuamos a bombear mi segunda lechada con alta densidad hasta mi cople
destapando mi "&l"ula intermedia del cabezal Concluimos con mi tubería llena de
cemento# si en ese momento fallo mi operación mi tubería se me $ueda cementadapor lo $ue se debe continuar con mi operación correctamente +ara darme cuenta
$ue la lechada llegó a mi tapón ser& por medio de una alerta $ue aumentara la
temperatura (er figura 5
*igura 5 ?obeo de lechada de alta densidad
+rocedemos a desplazar mi segundo tapón retirando el perno superior del cabezal y
cerrando mi "&l"ula intermedia de mi cabezal para posteriormente abrir la "&l"ula
superior para poder desplazar el tapón (er figura 9
*igura 9 Caída del tapón superior
31
-
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3esplazo con fluido desde mi "&l"ula superior el segundo tapón $ue es el $ue "a
desplazar la lechada y al sentar el tapón en el primero# al mismo tiempo aumentando
la presión# esto indica $ue la operación ya trmino# fue un 7ito la operación (er
figura -
*igura - 3esplazamiento del cemento con fluido
+or ultimo "erificamos si el diafragma encontrado en el cople realmente taponeo y
permitir& $ue regrese la lechada# por$ue si no tapona la misma presión regresara la
lachada para eso "erifico abriendo la "&l"ula superior del cabezal# descargando la
presión y checando $ue no retorne fluido a la ca%a# al indicar $ue la pelotita seencuentra estable# no habiendo ningBn retorno +ara continuar con mi perforación se
espera un apro7imado de M horas esto "ariando tambin de acuerdo a los
retardadores o aceleradores aplicados en la cementación (er figura ).
32
-
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*igura ). +urga y comprobación los rendimientos de la operación
3iagrama ) +rocedimiento de la cementación primaria en tubería superficial
33
-
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3.) $alculo o estudio bsico técnico ara desarrollo del ro+ecto.
(olBmenes de cemento )W etapa
(ol) cap Cople y zapata )ME D 22 lbHft 2.mtsX49IMltsHm I4)//2 lts
(olI cap Ag )9E T6 )ME )2..mtsX)549ltsHm IMII)5I2 lts
(ol/ cap T6 )- /H9E T6 )ME 2..mXI.9ltsHm ).4./I4)/9lts
3esplazamiento T6 )ME /42.mtsX49IM5ltsHm )MM2I))2 ).45/.lts
(ol la"ador ). m3
(ol espaciador ). m3
(ol lechada "ol) V "olI V "ol/ /-./9/)Mlts I42-4 lts
N° de sacos ℎ /-./9/)M/- )..) s0
Agua )..)s0 X I/ ltHs0 )42 bls
T' I42-4V).45/.M I)2 min /2 hrs
34
-
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3.- Plan anual de mantenimiento.
Tareas ,N
,
*,
?
A
6
A?
6
A8 J@
N
J@
L
AO
'
S,
+
'C
T
N'
(
3>C
Cabezal de
cementación
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
Tubería de
cementación
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
*+
Tol"as de launidad de
alta
S*+
S*+
S*+
S*+
S*+
S*+
S*+
S*+
S*+
S*+
S*+
S*+
35
-
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Tabla 4 +lan anual de mantenimiento
Simbología
• SemanalYYYYYY6
• *inal de operaciónYY%P
ensualYYYYYY;
3.0 Plan de mantenimiento.
No. DEORDEN DETRABAJO
FECHA
TIPO DELMANTENIMIENT
O
!E#$%$%E&
'()TE)#'#E
)T$
)*'E$%E&
'E+ %E&
!E#$%$
Preventivo ,i-al eoperaci/-
1 )o0iebre
36
-
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Plan de mantenimiento a la unidad de alta.
MATERIALES
• Aua
• Lim!iador
E('#E)T(
+
• 'ui-a
epresi/-
T#E'!$
E+T#'(%$
()T. %E
!E+$)(+
1ora
1
E"#IPO DE PROTECCI$NPERSONAL
Ca%&o de %euridad.
Bota% de %euridad.
Ro!a de tra'a(o.
)uante%.
Lente%.
PROCEDIMIENTO
A'rir la% tolva%
Lavar el interior &on aua a !re%i*n
+olver a lavar &on %olo aua
Cerrar la% tolva%
Tabla 2 Tarea de mantenimiento
No. DEORDEN DETRABAJO
FECHA
TIPO DELMANTENIMIENT
O
!E#$%$ %E&'()TE)#'#E)T
$
)*'E$%E&
'E+ %E&
!E#$%$
Preventivo 'e-sual 1 )o0iebre
Plan de mantenimiento a la &a'e,a de &ementa&i*n
37
-
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MATERIALES
• Reten
• )ra%a
E('#E)T(
+
• %esaraor
T#E'!$
E+T#'(%$
()T. %E
!E+$)(+
1ora
1
E"#IPO DE PROTECCI$NPERSONAL
Ca%&o de %euridad.
Bota% de %euridad.
Ro!a de tra'a(o.
)uante%.
PROCEDIMIENTO
Revi%ar la% vuelta% del &ro%%at
Enra%ar la ro%&a del &ro%%at
Si el ret-n ue lleva %u%tituirlo !or otro
Tabla M Tarea de mantenimiento
No. DEORDEN DETRABAJO
FECHA
TIPODEL
!E#$%$ %E&
'()TE)#'#E)T
)*'E$%E&
'E+ %E&
Preventivo 'e-sual 1 )o0iebre
Plan de mantenimiento a la tu'er/a !ara &ementar
38
-
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MATERIALES
• Aua
2E""('#E)T(
+
• 'ui-a
epresi/-
T#E'!$
E+T#'(%$
()T.
%E
1 1
E"#IPO DE PROTECCI$NPERSONAL Ca%&o de %euridad.
Bota% de %euridad.
Ro!a de tra'a(o.
)uante%.PROCEDIMIENT
O
Cone&tar la !i%tola a la mauina
Colo&ar la tu'er/a en un luar 0i(o
Lim!iar el interior de la tu'er/a &on el aua a!re%i*n
39
Tabla 5 Tarea de mantenimiento
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3.C 8secificaciones "écnicas del Pro+ecto.
Nombre del pozo Cerró Azul N° 4 localizado en los terrenos de Toteco y Cerro Azul
@bicado Localizado en los terrenos de Toteco y Cerro Azul
3atos generales del pozo y de la cementación
• 3i&metro del agu%ero )9 )HIE
• T6 )ME p)). 22lbHft a 5.. mts
• Rapata )ME a 5..mts
•
Cople de cementación mBltiple )ME 22 lbHft M2. mts
• 3ensidad del primer cemento )-. gHcc
• 6endimiento /- ltHs0
• Agua I/ ltHs0
• 3ensidad del segundo cemento )M. gHcc
• 6endimiento 2- ltHs0
• Agua 4/ltHs0
3. Anlisis de Actos + $ondiciones Inseguros.
,n el proceso de la cementación se siguen ciertos procedimientos en base a la forma
adecuada de realizarlo# ob"iamente se lle"a al personal a una capacitación pre"ia
para e"itar actos y condiciones inseguras# para esto el traba%ador pasa desapercibido
muchos procesos por ahorrar tiempo o por menos traba%o así $ue se les se!ala lo
$ue es un acto inseguro y una condición insegura
4
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,l operador de cada m&$uina o $ue apoya a cada operación de la cementación
puede e"itar muchos accidentes# sabiendo identificar lo $ue es un acto inseguro y
$ue es una condición insegura
,n este caso se e7plica $ue una condición insegura es# cuando en el &rea de traba%oe7iste una anomalía o e$uipo fuera de su lugar como mangueras# tuberías# sacos#
algBn recipiente etc La mala ubicación de estos produce lo $ue una condición
insegura causando algBn accidente# pudindose e"itar con la correcta colocación del
&rea de traba%o
Así pues un acto inseguro es realizar una incorrecta acti"idad o procedimiento de la
operación de cementación# como por e%emplo cuando el mi7er est& mezclando "er
dentro de este para "er si la lechada est& bien# esto es un acto inseguro ya $ue sepuede resbalar y caer dentro del mi7erK otro acto inseguro sería caminar por las
líneas de alta cuando la operación de cementación est& en proceso ya $ue si alguna
tubería esta flo%a y no se re"iso puede "olarse y golpear a la persona
3.1? ;ane/o de residuos.
,l residuo principal en la operación es el cemento La cantidad restante de cemento
se recicla o se reutiliza ya $ue el cemento $ue se usó en la cementación contenía
cloruro de calcio ,l procedimiento es simple# el cemento restante cae a una tol"a#
despus se transporta a la base de donde salió se retira el cloruro de calcio del
cemento y estos se mandan de nue"o a los silos donde se almacenan
41
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Bibliograf'a
*ibros:
>ng ,n cementaciones# editorial C,SCA 7ico I..-
>+ cementaciones# >nstituto e7icano del +etroleo I...
>ng +etrolera Cementaciones primarias# A>+ I..)
Cementación ) 1alliburton
*in=s:
httpHHindustriaDpetrolerablogspotcomHI..-Z.)Z.)Zarchi"ehtmlI
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#niver%idad Te&nol*i&a deTamauli!a% NorteCARRERA MANTENIMIENTO
Sati%0a&&i*n del Cliente
1Avan&e de Pro2e&to Interador3
Nom're del alumno4 LEONEL BLANCO DE LA CR#5
Nom're de la Em!re%a4 SCHL#MBER)ER
Nom're del Pro2e&to4 CEMENTACION PRIMARIA EN T#BERIA S#PERFICIAL.
1. ?@ue/ la Epresa co-ore co- los resultaos el pro=ectoA +#
)$
2. ?@ue/ la Epresa co-ore co- los
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13. ?+e iplee-t/ el pro=ectoA +#
)$
14. ?+e eostr/ la actibilia el pro=ectoA +# )$
+o. Bo. >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
(sesor e la Epresa ,ira