universidad tecno lÓgica equinocc ial

164
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Page 2: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

��

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2012

Reservados todos los derechos de reproducción

Page 3: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

i

DECLARACIÓN

Yo EDISON MARCELO RUIZ PRÓCEL, declaro que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para

ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las

referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

vigente.

_______________________________

EDISON MARCELO RUIZ PROCEL

CI. 1500545510

Page 4: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

ii

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “MANEJOINTEGRADO DE LAS TÉCNICAS APLICADAS EN LA CEMENTACIÓN DE POZOS SOMEROS DISENADOS PARA INYECCION DE VAPOR EN LA RECUPERACION DE CRUDOS PESADOS CAMPO PUNGARAYACU”, que, para aspirar al título de Ingeniero en Petróleosfue desarrollado por EDISON MARCELO RUIZ PRÓCEL, bajo mi

dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y

cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de

Titulación artículos 18 y 25.

________________________

Ing. Patricio Izurieta

Director de Tesis

C.I.050018507-9

Page 5: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

CARTA DE LA EMPRESA

Oüfieid Services, Perú, Colombia & Ecuador

Schlumberger Surenco, S.A.Av. Shirys y SueciaEdif Renazzo Plaza, 12avo Piso / Casilla 171104797Quito, EcuadorTel. +593 2 2976400

Schlumberger

A QUIEN INTERESE

Por el presente, certifico que el estudiante RUíZ PROCEL EDiSON MARCELO, portador dela cédula de ciudadanía N 150054551-0,Egresado de la carrera de Ingeniería de Petróleos,Facultad de ciencias de la Ingeniería de la Universidad Tecnológica Equinoccial, estuvo bajomi tutoría por un periodo de 7 meses: Julio 4- Febrero 2 del 2012 para la realización de sutesis de grado Titulada "MANEJO INTEGRADO DE LAS TÉCNICAS APLICADAS EN LACEMENTACIÓN DE POZOS SOMEROS DISEÑADOS PARA LA INYECCIÓN DE VAPOREN LA RECUPERACIÓN DE CRUDOS PESADOS CAMPO PUNGARAYACU".

En el mencionado periodo, el estudiante demostró mucho interés en similar conocimientos ydestrezas en lo concerniente al proceso de cementación de pozos para inyección a vapor den el área de Well Services.

Quito, 2 de febrero del 2012

Atentamente

ING.DÉ6OCELERIDE CEMENTACIÓN PARA EL PROYECTO IVANHOE

SCHLUMBERGER SURENCO S.A

SchlumbererEmail: DCaieM.com Departamento

Page 6: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

iii

DEDICATORIA

Con mucho cariño dedico mi tesis a mis padres Efrén y Mery que con sus

enseñanzas, fueron ejemplo a seguir, supieron sembrar en mí, sus

principios, el respeto y solidaridad hacia los demás ya que me han apoyado

incondicionalmente en todo este proceso; impulsándome siempre a ser cada

vez mejor, también a mis hermanos por la confianza y el cariño que me

demuestran siempre, y todas las personas que día a día estuvieron en mi

desarrollo académico apoyándome.

Edison Marcelo Ruiz Prócel

Page 7: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

iv

AGRADECIMIENTO

A mi Dios, a las autoridades Académicas de la Universidad Tecnológica

Equinoccial, por el espacio que se me ha brindado en la realización de mis

anhelos investigativos y de conocimiento técnico.

A todos los Profesores, que con sus enseñanzas, forman profesionales que

aportan al desarrollo del país.

� Al Decano Ing. Jorge Viteri,

� Ing. Raúl Baldeón,

� A mi Director de Tesis Ing. Patricio Izurieta

� A mi novia

Edison Marcelo Ruiz Prócel

Page 8: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

v

INDICE

PÁGINA RESUMEN

ABSTRACT

xv

xvii

CAPITULO 1 1

1.1

INTRODUCCIÓN

MANEJO INTEGRADO DE LAS TÉCNICAS APLICADAS EN

LA CEMENTACIÓNDE POZOS SOMEROS IP-5B eIP-15B

DISEÑADOS PARA INYECCIÓN DE VAPOR

1

1

1.2 PLANTEAMIENTO DEL ROBLEMA 2

1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 2

1.3.1 OBJETIVO GENERAL 2

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2

1.4 JUSTIFICACIÓN 3

1.5 IDEA A DEFENDER 4

CAPITULO II 2 MARCO TEORICO 5

2.1 DISEÑO DE REVESTIMIENTO Y CEMENTACION DE POZOS 6

2.1.1 FUNCIONES DE UNA TUBERÍA DE REVESTIMIENTO 6

2.2 SARTAS DE REVESTIMIENTO 7

2.3 RAZONES PARA EL DISEÑO DE TUBERIAS DE

REVESTIMIENTO

7

2.4 PARÁMETROS QUE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DEL

REVESTIMIENTO

8

2.5 CEMENTACIÓN PRIMARIA 8

2.5.1 OBJETIVOS BASICOS 9

2.5.2 FACTORES DE CONTROL 10

2.5.3 DISEÑO DE LA LECHADA DE CEMENTO 10

2.5.4 REOLOGÍA 12

Page 9: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

vi

2.5.4.1 APLICACIÓN EN CEMENTACION 12

2.5.4.2 FACTORES QUE AFECTAN LA REOLOGIA 12

2.5.4.3 REGIMES DE FLUJO 12

2.5.4.4 MODELOS REOLOGICOS 13

2.5.4.5 MODELOS REOLOGICOS GRAF 14

2.5.4.6 LECTURAS DE LAS PROPIEDADES DEL FLUIDO 18

2.5.4.7 ESFUERZO DE GEL 20

2.5.4.8 PROCEDIMIENTOS PARA DETERMINAR PROPIEDADES

DEL FLUIDO

20

2.5.5 MEZCLA DEL CEMENTO Y ADITIVOS 21

2.5.5.1 EN LA PLANTA DE CEMENTO 21

2.5.5.2 EN LA LOCACIÓN 22

2.5.6 CONTROL DE LA LECHADA 22

2.5.7 BOMBEO DE LA LECHADA DE CEMENTO 24

2.6 FLUJO LAMINAR EN CemCADE 25

2.6.1 METODOLOGÍA DE DISEÑO REGLAS DE ACEPTACIÓN 25

2.6.2 JERARQUÍA DE DENSIDAD 25

2.6.3 JERARQUIA DE PRESION DE FRICCION 26

2.6.4 JERARQUIA DE LA DENSIDAD 26

2.7 VELOCIDAD DIFERENCIAL 26

2.8 CONSIDERACIONES PARA UNA BUENA OPERACIÓN 27

2.8.1 PROPIEDADES REQUERIDAS PARA ESPACIADORES 29

2.9 CEMENTOS PARA POZOS PETROLÍFEROS 29

CAPITULO III 3

3.1

METODOLOGÍA

FACTORES QUE AFECTAN EL DISEÑO DE LA LECHADA

31

3.2 INFLUENCIA DE LA PRESION Y TEMPERATURA DEL POZO 31

3.3 TIEMPO DE BOMBEABILIDAD (Thickenig time) 32

3.4 RECOMENDACIONES ESPECÍFICAS DEL TIEMPO DE

BOMBEABILIDAD 34

Page 10: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

vii

3.5 LA VISCOSIDAD Y CONT. DE AGUA DE LAS LECHADAS 34

3.6 TIEMPO DE FRAGUE DEL CEMENTO (WOC) 35

3.7 LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 35

3.8 EL AGUA PARA MEZCLAR EL CEMENTO 36

3.8.1 EFECTOS DE LOS MATERIALES INORGANICOS

MEZCLADOS EN EL AGUA

36

3.9 REMOCION DEL LODO DE PERFORACIÓN 37

3.10 DENSIDAD DE LA LECHADA 37

3.11 CONTROL DE LA FILTRACIÓN 37

3.12 PROGRAMAS DE CEMENTACION 38

3.12.1 PROGRAMA P/ CEMENTACION CemCADE

SCHLUMBERGER

39

3.13 CEMENTACIÓN DEL POZO IP-15B 40

3.13.1 RECOMENDACIONES PARA LA CEMENTACIÓN POZOIP-

15B

40

3.13.2 CASING SUPERFICIAL @ 364FT 40

3.13.3 CASING INTERMEDIO @ 1048FT 41

3.13.4 CASING DE PRODUCCIÓN @ 1610FT 42

3.13.5 INFORMACIÓN ADICIONAL 43

3.14 PROGRAM DE SIMULACION REVEST. 10 ¾” Y 7” 45

3.14.1 RECOMENDACIÓN PARA CÉMENTACIÓN DEL TR DE 10

¾.”

45

3.14.2 LA OPERACION DE CEMENTACION REVESTIDOR 10 3/4” 46

3.14.2.1 INFORMACIÓN HOYO 46

3.14.2.2 INFORMACIÓN TUBERÍA 47

3.14.2.3 OPERACIÓN DE CEMENTACIÓN 47

3.14.3 RECOMENDACIÓN PARA CÉMENTACIÓN DEL TR 7” 50

3.14.3.1 DATOS DEL POZO 50

3.14.3.2 SECUENCIA DE FLUIDOS 50

3.14.3.3 PRUEBAS DE LAB. DE LA LECHADA Y EL ESPACIADOR 54

3.14.4 CEMENTACION DEL REVESTIMIENTO 58

3.14.4.1 DATOS DE LA TUBERIA DE REVESTIMIENTO 58

Page 11: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

viii

3.14.4.2 LA CENTRALIZACIÓN 58

3.14.4.3 SECUENCIA DE LA OPERACION DE CEMENTACION 59

3.14.4.4 VISUALIZACIÓN DE PARÁMETROS: PRESIÓN, CAUDAL Y

DENSIDAD.

62

CAPITULO IV 4

4.1

ANÁLISIS DE RESULTADOS

EL REGISTRO DE ADHERENCIA DE CEMENTO (CBL)

63

63

4.2 EL SISTEMA DE MEDICIÓN ACÚSTICA 63

4.2.1 AMPLITUD DE TUBERÍA 64

4.2.2 TIEMPO DE TRÁNSITO O RECORRIDO AL RECEPTOR

ÚNICO. 65

4.2.3 DESPLIEGUE DE LA DENSIDAD VARIABLE 66

4.2.4 INTERPRETACIÓN CUALITATIVA 67

4.3 EL REGISTRO DE DENSIDAD VARIABLE 67

4.3.1 INTERPRETACIÓN DE LA FORMACIÓN DE LA ONDA 69

4.3.2 RECEPCIÓN COMBINADA Y REG. DE DENSIDAD

VARIABLE

69

4.4 MEDICIONES COMBINADAS CON REGISTROS DE

CEMENTO

70

4.4.1 CALIPER E INFORMACIÓN LITOLÓGICA 70

4.5 CUANTIFICACIÓN DE CEMENTO 70

4.5.1 EFECTOS DE TIEMPO DE FRAGUADO 70

4.5.2 EFECTOS DE LAS DIMENSIONES DEL CASING 71

4.6 CEMENTACIÓN DEL POZO IP-5B DE IVANHOE 72

4.6.1 REVESTIMIENTO DE PRODUCCIÓN DE 7” 72

4.6.2 LAS LECCIONES APRENDIDAS Y RECOMENDACIONES 72

4.6.3 ACCIONES A IMPLEMENTARSE PARA EL POZO IP 5B 76

4.6.4 IP-5B – GEOMETRIA DEL POZO Y DISENO 77

4.6.5 GEOMETRIA DEL POZO IP-5B Y DISENO 78

4.6.6 SEQUENCIA DE FLUIDOS Y CRONOGRAMA DE BOMBEO 78

Page 12: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

ix

4.6.7 ANÁLISIS DE INTEGRIDAD DEL REVEST. DE CEMENTO 84

4.6.8 ANÁLISIS DE INTEGRIDAD DEL REVEST. DE CEMENTO 87

4.7 REPORTE DE TRABAJO DE CEMENTACION - REVESTIDOR

7”

88

4.8 RESUMEN EJECUCION DEL TRABAJO 90

4.8.1 INFORMACION TUBERIA 91

4.8.2 CENTRALIZACION 91

4.8.3 MEZCLA CEMENTO 92

4.9 OPERACION DE CEMENTACION 92

4.9.1 REPORTE DE PRUEBAS DE LABORATORIO DEL

ESPACIADOR 95

4.9.2 REPORTE DE LAB. DE PRUEBAS DE FLUIDO DE LAVADO 97

4.9.3 REPORTE DE LABORATORIO DE PRUEBAS DE CEMENTO 99

4.10 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL REGISTRO CBL / VDL 105

4.11 EQUIPOS DE CEMENTACION 109

4.11.1 EQUIPO DE CEMENTACIÓN 110

4.11.2 MONITORES ELECTRÓNICOS 111

4.11.3 UNIDAD DE BOMBEO PSM 112

4.12 PERSONAL DE OPER. DE LA COMPAÑÍA DE

CEMENTACION 113

4.12.1 SUPERVISOR DE OPERACIONES 113

4.12.2 INGENIERO DE CEMENTACION 114

4.12.3 OPERADOR DE CEMENTACION 116

4.12.4 OPERADOR DE BULKS(Transportador de Cemento más

Aditivos) 117

4.12.5 TÉCNICO ELECTRÓNICO 118

4.12.6 LABORATORISTA 118

4.12.7 COMPANY MAN O SUPERVISOR DE PERFORACIÓN 119

CAPITULO V

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 121

5.1 CONCLUSIONES 121

Page 13: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

x

5.2 RECOMENDACIONES 124

BIBLIOGRAFIA 127

GLOSARIO

ANEXOS

128

136

Page 14: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

xi

INDICE DE FIGURAS PAGINA

Fig. 1 CONDICIONES DE FONDO IDEALES 9

Fig. 2 FLUJO LAMINAR 13

Fig. 3 FLUJO TURBULENTO 13

Fig. 4 VISCOSÍMETRO TIPO CILINDRO COUETTE / COAXIAL 19

Fig. 5 GRAFICO PRUEBAS DE LABORATORIO 33

Fig. 6 POZO IP-15B DE IVANHOE 44

Fig. 7 REPORTE DE TRABAJO CEMENTACIÓN REVESTIDOR 10

3/4”. 49

Fig. 8 COBERTURA DE CEMENTO PREVISTA CON

CENTRALIZACIÓN 52

Fig. 9 FUERZA COMPRESIVA DEL CEMENTO 56

Fig. 10 ENSAYO EN EL CONSISTÓMETRO 57

Fig. 11 REPRODUCCIÓN CON 0% DE EXCESO ANULAR 60

Fig. 12 PRESENTACIONES DEL REGISTRO DE DENSIDAD

VARIABLE. 68

Fig. 13 CASING CENTRALIZATION 74

Fig. 14 RELACIÓN FRICCIÓN PRESIÓN VS ÁNULOS 79

Fig. 15 SECUENCIA DE FLUIDOS 80

Fig. 16 PROMEDIO DE VELOCIDAD DE FLUJO VERTICAL 81

Fig. 17 CENTRALIZACIÓN PLANEADA Y REMOCION SIMULADA DEL

LODO 82

Fig. 18 ENSAYO EN EL CONSISTÓMETRO 83

Fig. 19 RELACIÓN TEMPERATURA VS. TIEMPO 84

Fig. 20 SECUENCIA DE LOS FLUIDOS CSG 7” 90

Fig. 21 REPORTE DEL TRABAJO DE CEMENTACION 94

Fig. 22 RELACIÓN TEMPERATURA VS. TIEMPO 102

Fig. 23 IP-B15, UCA PRODUCTION LINER 103

Fig. 24 PRESIÓN ADQUIRIDA DURANTE LA OPERACIÓN -

CEMCADE. 104

Fig. 25 REGISTRO CBL DEL POZO IP-5B 106

Page 15: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

xii

Fig. 26 REGISTRO CBL 107

Fig. 27 PRESENCIA DE WASHOUT 108

Fig. 28 EQUIPOS PARA LA CEMENTACIÓN DEL POZO IP-15 109

Fig. 29 MONITORES ELECTRÓNICOS 111

Fig. 30 EQUIPO DE CEMENTACIÓN 112

Page 16: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

xiii

INDICE DE TABLAS PÁGINA

Tabla N. 1 SECUENCIA DE FLUIDOS 79

Tabla N. 2 SECUENCIA DE FLUIDOS Y CRONOGRAMA DE BOMBEO 80

Tabla N. 3 DISEÑO DE LA LECHADA 83

Tabla N. 4 SECCIÓN 1: SECUENCIA FLUIDOS 89

Tabla N. 5 ADITIVOS 96

Tabla N. 6 REOLOGIA 96

Tabla N. 7 PRODUCTION CSG 97

Tabla N. 8 REOLOGIA (LECTURAS PROMEDIO) 98

Tabla N. 9

Tabla N.10

COMPOSICIÓN DE LA LECHADA

REOLOGIA (LECTURAS PROMEDIO)

99

100

Page 17: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

xiv

INDICE DE ANEXOS PÁGINA

ANEXO1 DIMENSIONES Y CAPACIDADES DE TUBERIAS

ANEXO 2 CALCULO DE BOMBEABILIDAD DE PISTONES

136

138

Page 18: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

xv

RESUMEN

Durante la construcción de un pozo de petróleo los procesos de

revestimiento y cementación son de vital importancia para el mismo, dado

que una deficiente selección y fallas en los cálculos traerían drásticas

consecuencias; tales como incremento de los costos de operación, riesgo de

pérdida del pozo, riesgos hacia el ambiente y a la seguridad. Por tal motivo,

al momento de diseñar el revestimiento y cementar un pozo petrolero, se

deben tomar en cuenta las nuevas técnicas, así como las mejores prácticas

operacionales dirigidas hacia ambos procesos. Mientras que el programa de

cementación debe diseñarse para obtener una buena cementación primaria.

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. El trabajo debe aislar y prevenir la comunicación entre las

formaciones cementadas y entre el hoyo abierto y las formaciones

superficiales detrás del revestidor. Debe considerarse el no fracturar

alrededor de la zapata del conductor o de la sarta de superficie durante las

subsiguientes operaciones de perforación o cuando se corren las otras

sartas de revestimiento.

De la investigación realizada, he podido determinar que uno de los factores

más decisivos e importantes en la producción petrolera depende de un

correcto proceso de cementación de un pozo, por lo que el presente trabajo

estará encaminado a realizar un estudio técnico de las operaciones de

cementación y está diseñada a efecto de ofrecer la revisión de los

procedimientos necesarios previos a toda operación. Considera que un

correcto análisis del proceso de cementación significa el éxito de la

perforación de un pozo y determinará exactamente su producción y la vida

futura de esta.

Las condiciones operativas de la cementación de pozos petroleros son

complejas, por las variables a los que se somete, pero son predecibles,

siempre y cuando se apeguen estrictamente a los procesos establecidos

Page 19: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

xvi

previamente, para alcanzar el objetivo final, que es: la productividad del

pozo. Para ello tiene que haber una total coherencia, compatibilidad y

comunicación entre los diferentes actores, que intervienen en la construcción

del pozo, actuando con un solo criterio; por lo tanto, el presente estudio se

enfoca hacia la administración del mismo, sin perder de vista la tecnología y

el uso de las buenas prácticas de la ingeniería.

Los primeros capítulos de este estudio ofrecen a los técnicos, al personal

recién iniciado y a otros interesados en esta materia, el entendimiento de los

requisitos que debe reunir la lechada de cemento para lograr una buena

resistencia a la compresión, determinar con claridad los parámetros de

reología, los cálculo de los volúmenes de las lechadas, el tiempo de

bombeabilidad, capacidades de llenado de la lechada de cemento en el

espacio casing-pared de pozo (hueco), la determinación de los volúmenes

de desplazamiento, etc.

Las compañías de servicio, a través de los técnicos e ingenieros de

cementación han venido desarrollando diferentes técnicas en las distintas

etapas operativas de la misma, siempre aportando con tecnología de punta a

los campos petroleros del país, sin embargo, pese a una buena operación

ejecutada, los resultados de los trabajos en algunos casos no son

satisfactorios.

Las consecuencias de una operación pobre aumentan los costos del pozo, y

la ejecución de cementaciones correctivas, además, con estos trabajos, no

siempre efectivos, se afectará la vida productiva del pozo. La falta de sello

entre zonas, permite la migración de fluidos no deseados a las zonas

productoras y, cuando el pozo está listo para producción tendrá un alto

BSW, a la postre, redundará en un bajo rendimiento económico.

Este trabajo, es un aporte a la selección de procesos que permiten identificar

situaciones técnicas o acciones humanas, que impidieron obtener los

resultados deseados en la cementación primaria.

Page 20: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

xvii

ABSTRACT

During the construction of an oil well, cementation processes are of vital

importance for it, given that a poor selection and faults in the calculations

would mean drastic consequences; such as increased operation costs, risk of

losing the well, risks to the environment and security. For this reason, at the

time of designing the lining and cement an oil well, take into account new

techniques, as well as operational best practices aimed at both of these

processes.

While cementing program should be designed to obtain a good primary

cementing. The cementation has a great importance in the life of the well,

because a good completion work is directly dependent on a good

cementation. The work must isolate and prevent communication between

cemented formations and between the open hole and surface formations

behind the casing. It should be noted not fracture around the shoe driver or

the surface string during subsequent drilling operations or where the other

casings.

Research done, I had determined that one most critical factor and important

in oil production depends on a correct process of cementing a well, so this

paper will be intended to carry out a technical study of cementing operations

and is designed for the purpose of providing the revision of the procedures

required prior to any operation. It considers that a proper analysis of the

cementing process means the success of the drilling of a well and

determines exactly your production and the future life of this.

The operating conditions of the cementation of oil wells are complex, by the

variables to which is subject, but they are predictable, if they stick strictly

when the processes set out previously, to achieve the ultimate goal, that is:

the productivity of the well. To this end there must be a total coherence,

compatibility and communication between the different actors involved in the

Page 21: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

xviii

construction of the well, acting with a single criterion; therefore, the present

study focuses towards the administration of the same, without losing sight of

the use of good practices in engineering and technology.

The first chapters of this study offered to technicians, newly initiated staff and

other interested people in this regard, the understanding of the requirements

that must meet the cement slurry to achieve a good resistance to

compression, determine with clarity the parameters of reology, the calculation

of the volumes, the pumping time, capabilities of filling slurry of cement in

space casing-wall of hole, the determination of the displacement volumes,

pressure and so on.

The service companies, through cementing technicians and engineers have

been developing various techniques in various operational stages of well

cementing, always providing cutting edge technology to the oil fields of the

country, however, despite a good executed operation, the results of the work

in some cases are not satisfactory.

The consequence of a poor operation increases the costs of the well and

implementation of corrective cementing operation, also with these works, not

always effective, affects the productive life of the well. The lack of label

between areas, allows the migration of unwanted fluids to producing areas

and, when the well is ready for production will have a high BSW that will

result in a poor economic performance.

This work is a contribution to the selection of processes that allow identifying

technical situations or human actions that made it impossible to obtain the

desired results in the primary cementing.

Page 22: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

CAPITULO 1

Page 23: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

1

CAPITULO 1

1 INTRODUCCIÓN

1.1 MANEJO INTEGRADO DE LAS TÉCNICAS APLICADAS EN

LA CEMENTACIÓN DE POZOS SOMEROS DISENADOS

PARA INYECCION DE VAPOR EN LA RECUPERACION DE

CRUDOS PESADOS CAMPO PUNGARAYACU.

El pozo somero es un pozo donde se va a inyectar vapor para estimular la

formación y lograr que el pozo llegue a producir, consecuentemente el

revestimiento del casing de producción de 7” tiene que soportar el vapor que

ingresa a altas temperaturas.; por consiguiente, el diseño de la lechada de

cemento tiene que ser esbozada para contrarrestar la degradación del

cemento por efecto de la temperatura.

Como no existían experiencias previas con respecto a la estabilidad de los

revestimientos en razón de que en el pozo se va a inyectar vapor, en la

cementación la lechada de cemento debe ser completamente modificada

con respecto a las lechadas estándar, así también convendría ser acelerada

utilizando Cloruro de Calcio con una concentración de 2.5%BWOC,

obteniendo un tiempo de bombeabilidad de al menos 02:50 hr:mn (70

BC).También es muy recomendable centralizar completamente la tubería

para tener una buena cobertura de cemento y adherencia alrededor de toda

la tubería.

Page 24: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

2

1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

Los pozos somero IP-5Be IP 15B son pozos donde se va a inyectar vapor

para estimular la formación y lograr que el pozo llegue a producir,

consecuentemente el revestimiento del casing de producción de 7” tiene que

soportar el vapor que ingresa a altas temperaturas.; consecuentemente, el

diseño de la lechada de cemento tiene que ser diseñada para contrarrestar

la degradación del cemento por efecto de la temperatura.

1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

1.3.1 OBJETIVO GENERAL

Plantearlas técnicas a seguir durante el proceso de cementación de los

pozosIP-15By IP-5Bpara extender la vida operativa del pozo por la inyección

de vapor a la formación petrolífera.

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Explicar las propiedades básicas del cemento con relación a su

habilidad para soportar las tuberías de revestimiento (casing) tanto para

el pozo IP-5B e IP-15b.

Metodología del diseño para una óptima remoción de lodo, fuerzas

anulares de desplazamiento para los pozossomerosIP-15B e IP-5B,

Page 25: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

3

donde se va a inyectar vapor a altas temperaturas, para estimular la

formación para la producción de crudos pesados.

Chequear diseño con WELLCLEAN II Simulator, software” que calcula la

posición trasciende de fluidos miscibles en un anular excéntrico y

desviado.

Análisis de casos de campo, comparación de predicción de

desplazamiento con registros acústicos.

1.4 JUSTIFICACIÓN

Hoy en día la industria petrolera se ha desarrollado en gran magnitud, las

empresas de servicios disponen de líneas de investigación para dar

soluciones a las diferentes situaciones y problemas que se presenten en los

pozos.

Los análisis en el laboratorio y modelos matemáticos cada vez más

profundizan los conocimientos y desarrollan nuevas tecnologías que son

aplicadas a las operaciones de cementación extremas como la que señalo

en el objetivo general que es, soportar altas temperaturas generadas por la

inyección de vapor y sin permitir que los revestimientos y el cemento de

degraden y se destruyan ocasionando grave problemas al pozo e

interrumpiendo la producción del mismo.

Esta tesis mostrara a los profesionales de la industria del petróleo,

perspectivas adicionales de prevención a las situaciones operativas para

lograr una buena práctica en las operaciones de Cementación en los pozos

petroleros.

Page 26: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

4

1.5 IDEA A DEFENDER

Exponer los beneficios que conllevan el manejo integrado de las técnicas

operacionales aplicadas en la cementación de los pozos someros IP-5B,

diseñados para inyección de vapor, cuando se logra en el laboratorio una

buena Reología para la lechada de cemento.

Page 27: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

CAPITULO II

Page 28: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

5

CAPITULO II

2 MARCO TEÓRICO

Introducción

Para que la lechada de cemento al fraguar adquiera las propiedades que he

mencionado, es importante tener en cuenta varios factores que tienen por

objeto limpiar la superficie de la tubería de revestimiento (casing) y las

paredes del pozo, eliminando el revoque y la posibilidad de contaminación

del cemento con la inyección y sus aditivos.

La abundante literatura técnica para cementaciones de la Cía.

Schlumberger, señala que los principales aspectos que deben contemplarse

para asegurar una operación eficiente, son: La configuración del pozo, las

características de las paredes y de las superficies de las tuberías, los tipos

de inyección, las características de las lechadas de cemento, profundidad y

temperatura del pozo, el tiempo disponible para el bombeo de la lechada, la

velocidad del bombeo, etc.

Las características de las paredes del pozo varían según los distintos

estructuras que se han atravesado, por lo que es prudente destacar que el

hueco perforado no es un cilindro perfecto, el diámetro varia y el eje no

siempre coincide con la vertical, eso provoca que la tubería está en contacto

con las paredes del pozo, por lo tanto, el espesor del anillo de cemento

puede ser delgado en el sector en que es mayor. Este inconveniente se

soluciona en parte mediante el uso de centralizadores que se colocan

estratégicamente en conformidad con el perfil de calibración.

Luego de producida la mezcla, se producen reacciones químicas que

conducen al fragüe, y las propiedades de ese cemento una vez fraguado no

son uniformes, ya que el cemento seco no tiene una composición fija sino

Page 29: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

6

que varía según los materiales utilizados en su fabricación. Ello ha

determinado que se clasifiquen en “clases”, de las cuales las utilizadas en

nuestro medio y en especial por Petroproducción son las clases “A” y “G” y

esporádicamente el tipo “H”. Para cada una de esas clases, corresponden

determinadas propiedades, y en función de ellas su aplicación, ya sea para

pozos someros o de gran profundidad, elevada presión, elevada

temperatura, etc.

La bombeabilidad, es una propiedad que nos indica el tiempo que transcurre

desde que se hace la mezcla con agua hasta el fragüe inicial, o sea que

establece el tiempo disponible para colocar el cemento en espacio anular.

Depende de la composición química del cemento, la relación agua –

cemento, y de los aditivos agregados.

En el laboratorio de cementación, se simula las condiciones del pozo y se

miden o determinan parámetros como, el tiempo de bombeo, que se mide

con un aparato que se llama consistómetro, en el cual se simulan las

condiciones de presión y temperatura a las que corresponden al pozo. Se

considera el comienzo de fragüé, cuando se llega a una determinada

“consistencia” de la mezcla. Por otra parte, como las lechadas de cemento

pierden agua frente a las formaciones permeables, se forma un revoque de

cemento con fragüe deficiente. Esta dificultad, se resuelve con el agregado

de aditivos reductores de pérdida de filtrado.

2.1 DISEÑO DE REVESTIMIENTO Y CEMENTACIÓN DE

POZOS

2.1.1 FUNCIONES DE UNA TUBERÍA DE REVESTIMIENTO

Las funciones de una tubería de revestimiento son:

Soporta las paredes del pozo y detiene las tendencias de derrumbes de

las formaciones no consolidadas.

Page 30: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

7

Evitar contaminación de agua superficial.

Evita el escape de los fluidos de la formación a través del pozo de un

estrato a otro.

Sirve de punto de apoyo del equipo de trabajo.

2.2 SARTAS DE REVESTIMIENTO

El número de sartas de revestimiento que pueden introducirse en un pozo

depende de la profundidad del pozo y de las presiones que se esperan en el

subsuelo.

Generalmente se usan de dos a tres tipos de revestimiento más un tubo

protector en la parte más superficial. Estas tuberías se les conoce como:

Tubo Conductor o Protector

Revestimiento Superficial

Revestimiento Intermedio

Revestimiento de Producción

2.3 RAZONES PARA EL DISEÑO DE TUBERIAS DE

REVESTIMIENTO

Para diseñar la tubería de revestimiento deben conocerse los esfuerzos a la

cual estará sometida y las diferentes características del tipo de tubería a

usarse.

Al introducir una tubería en el hueco, estará sometida simultáneamente a

tres esfuerzos principales, los cuales son:

Esfuerzo a la Tensión, originado por el peso que ejerce la sarta.

Page 31: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

8

Esfuerzo al Colapso, originado por la presión de la columna hidrostática

ejercida hacia la tubería.

Esfuerzo al Estallido, originada por la presión del fluido en el interior de la

tubería.

2.4 PARÁMETROS QUE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DE

REVESTIMIENTO.

Entre los propósitos principales de la cementación se pueden mencionar los

siguientes:

Proteger y asegurar la tubería de revestimiento en el hoyo.

Aislar zonas de diferentes fluidos.

Aislar zonas de agua superficial y evitar la contaminación de las mismas por

el fluido de perforación o por los fluidos del pozo.

Evitar o resolver problemas de pérdida de circulación y pega de tuberías.

Reparar pozos por problemas de canalización de fluidos.

Reparar fugas en el revestidor.

2.5 CEMENTACIÓN PRIMARIA

La cementación de un pozo de petróleo es el proceso de colocar una

lechada de material cementante dentro del anular entre el exterior del

revestimiento y la pared del pozo. La colocación se hace mediante un

equipo de bombeo de alta presión.

Page 32: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

9

Fig. 1, Fuente: Schlumberger,2010, Condiciones de Fondos Ideales

2.5.1 OBJETIVOS BASICOS

Los objetivos fundamentales de la cementación primaria son los siguientes:

Fija las tuberías de revestimiento con las paredes del pozo.

Limita el movimiento de fluidos entre las formaciones.

Protege la tubería de revestimiento contra la corrosión del agua de la

superficie.

Sella la pérdida de circulación en zonas ladronas.

Aísla los intervalos de interés.

Page 33: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

10

2.5.2 FACTORES DE CONTROL

El éxito de toda operación de cementación radica en el control de factores

que se encuentran envueltos en tales operaciones. Los factores que

requieren atención son:

El diseño de la lechada.

La calidad del agua de mezclado

La mezcla de los materiales en la locación.

Mezclado de la lechada en la locación.

El desplazamiento de la lechada.

el acondicionamiento del lodo y del pozo

La bajada del casing, etc.

2.5.3 DISEÑO DE LA LECHADA DE CEMENTO

Se debe determinar la densidad máxima permisible en fondo de pozo para

evitar fracturar. Las temperaturas de fondo dadas por los perfilajes obtenidos

aproximadamente 24 horas después de haber finalizado la circulación.

La pérdida por filtrado debe ser diseñada a temperaturas de circulación de

fondo de pozo, excepto para el caso de prevención de canalización de gas.

Este último ensayo debe ser realizado a temperaturas estáticas de fondo.

Verifique la compatibilidad de la lechada de cemento, del lodo de perforación

y de los separadores a temperatura ambiente y a temperatura de circulación

de fondo.

Las propiedades requeridas para los espaciadores son:

• Compatible con todos los otros fluidos del pozo

• Estabilidad (buena capacidad de suspensión)

Page 34: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

11

• Densidad y reología controlable

• Buen control de pérdida de filtrado

• Medio ambientalmente seguro y fácil de manejar en el campo

Cuando las lechas sean mezcladas en baches, el ensayo de tiempo de

espesamiento debe simular el tiempo de mezclado en superficie antes de

seguir los programas de ensayo API para aumentar la temperatura y la

presión.

La lechada debe ser agitada en el consistómetro a temperatura de superficie

y a presión atmosférica durante el mezclado en baches y el tiempo de

mezclado estimado antes de bombear la lechada al pozo.

Debido a que algunas lechadas se mezclan inadvertidamente más pesadas

en el campo, se debe chequear su consistencia en el laboratorio cuando se

mezclen 0,5 lbs/gal más pesadas. Para hacer esto, se debe disminuir el

contenido de agua para aumentar la densidad en el laboratorio.

En el ensayo se debe usar la misma agua de mezclado que se vaya a utilizar

en el campo. El agua debe ser potable y libre de contaminantes. Verificar la

calidad del agua antes del mezclado en la locación.

Determine las propiedades físicas de la lechada, tales como la densidad, el

rendimiento y los galones de agua por bolsa de mezclado.

Con los datos del pozo, determine ítems tales como: número de sacos de

cemento, volumen total de agua de mezclado, presión en el cabezal y en el

fondo del pozo durante el desplazamiento, tiempo de mezclado, volumen de

desplazamiento de lodo, desplazamiento acumulativo para alcanzar el tapón

superior (presión de superficie), etc.

Page 35: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

12

2.5.4 REOLOGÍA

2.5.4.1 APLICACIÓN EN CEMENTACION

• Evaluar la mezclabilidad y bombeabilidad de la lechada

• Optimizar la remoción de lodo y colocación de la lechada

• Determinar la presión de fricción (tubería y anular)

• Evaluar la capacidad de transportar y suspender sólidos

• Predecir como la temperatura del pozo afecta a la lechada

• Predecir la temperatura del anular justo después del trabajo

2.5.4.2 FACTORES QUE AFECTAN LA REOLOGIA

• La relación cemento-agua

• Área de superficie del grano de cemento (tamaño y forma)

• Composición química del cemento

• Presencia de aditivos

• Mezclado y procedimientos en las pruebas de laboratorio

2.5.4.3 REGIMES DE FLUJO

Regímenes de flujo laminar y turbulento son encontrados en cualquier parte

(tubería, anular concéntrico o excéntrico)

Page 36: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

13

Fig. 2, Fuente: Schlumberger, 2011, FLUJO LAMINAR

• Movimiento armónico

• Velocidad en la pared = 0

• Velocidad máxima en el centro

• Vmax = 2 V

Donde V = Velocidad promedio de las partículas

Fig. 3, Fuente: Schlumberger,2009, FLUJO TURBULENTO

• Movimiento errático

• Promedio de velocidad de la partículas es uniforme

• Perfil de velocidad mas plano

2.5.4.4 MODELOS REOLOGICOS

Son usados para la representación matemática:

• No Newtonianos

• Bingham Plastic

• Power Law (Pseudo-Plastic)

• Herschel-Bulkley (‘Yield Power Law’)

Page 37: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

2.5.4.5

a) MODE

MODELO

Fue

ELOS REO

Fuent

OS REOLO

ente: Schlum

OLOGICOS

te: Schlumbe

OGICOS

mberger, 2009

S – CURVA

erger, 2009,

9, Modelo R

AS DE FLU

Curvas de

Reologicos

UJO

e flujo.

s.

14

Page 38: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

15

b. MODELO NEWTONIANO

Fuente: Schlumberger, 2009, Modelo Newtoniano.

• Fluye tan pronto como se aplica la fuerza

• Velocidad de Corte es proporcional al esfuerzo de corte

• Viscosidad constante

c) MODELO BINGHAM PLASTIC

Fuente: Schlumberger, 2009,Modelo Bingham Plastic.

drdV

Page 39: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

16

µa = La viscosidad del fluido medido a una velocidad de corte dada y a una

temperatura fija.

Para que la medida de viscosidad tenga sentido, la velocidad de corte debe

ser establecida o definida.

Fluido caracterizado por:

y : Punto Cedente

= y + µp dv

Dr

µp : Viscosidad Plástica

µ = + µp

dv/dr

d) MODELO DE LEY DE POTENCIA

Fuente: Schlumberger, 2009, Modelo de ley de Potencia.

Fluido caracterizado por:

Índice de Comportamiento, n’ :Desviación de Newtoniano (IOD) : n’ =

1 (Newtoniano)

Índice de Consistencia, K’ : Viscosidad de Fluido o ‘bombeabilidad’

Page 40: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

17

e) MODELO HERSCHEL-BULKLEY

Fuente: Schlumberger, 2009, Modelo Herschel-Bulkley

El mejor modelo para simular el flujo de lechada de cemento.

La predicción de la PRESION DE FRICCION es más precisa.

f) MODELO HERSCHEL-BULKLEY –a

Fuente: Schlumberger, 2009, Modelo Herschel-Bulkley-a

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650Shear Rate

175

150

125

100

7550

250

She

ar S

tres

s

Lab. dataHerschel Bulkley modelBingham plas tic modelPow er law model

@ Temperature : 80 degFTest F luid - Shear S tress Vs Shear Rate

Page 41: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

18

g) MODELO HERSCHEL-BULKLEY –b

Fuente: Schlumberger, 2009, Modelo Herschel-Bulkley-b

En general, el modelo Herschel-Bulkley se ajusta mejor a un amplio rango

de velocidades, especialmente a bajas velocidades.

2.5.4.6 LECTURAS DE LAS PROPIEDADES DEL FLUIDO

• Propiedades leidas:

Esfuerzo de Corte,

Velocidad de Corte,

Esfuerzo de Gel

• Equipo y procedimiento:

Fann ‘VG 35’ (6 o 12 velocidades)

Fann ’HPHT 70’ (no usado para lechadas de

cemento)

Chandler

Procedimientos de la pruebas de laboratorio

Page 42: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

19

Fig. No. 4, Fuente: Schlumberger, 2010, Viscosímetro tipo Cilindro Couette / Coaxial

Viscosímetros Fann VG

• La mayoría tienen 6 o 12 velocidades rotacionales.

• 3, 30, 6, 60, 100, 200, 300 y 600 rpm.

600 rpm – afectado por la fuerza centrifuga

3 and 6 rpm – afectado por transmisión de lectura

a bajas velocidades

• La velocidad rotacional (rpm) es proporcional a la Velocidad de

Corte, .

• La defleccion del Bob (angular) es proporcional al Esfuerzo de Corte,

.

• Punto Cedente es una fuerza de atracción entre las partículas de un

fluido bajo condiciones de flujo (es una propiedad dinámica)

• Esfuerzo de Gel es una medida de la fuerza de atracción entre las

partículas de un fluido en condiciones dinámicas.

Page 43: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

2.5.4.7

Comporta

2.5.4.8

1. Corra e

2. Anote

3. Grafiqu

4. Compa

reológico

ESFUER

Fuent

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• 10 se

• Thixot

PROCED

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Log-

Page 44: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

21

• Herschel-Bulkley

5. Calcule los parámetros de fluido.

Corrección de Esfuerzo y Velocidad de Corte

Factores de Corrección del resorte (SCF)

Relación Rotor-Bob (RBR)

Unidades (en oilfield)

Velocidad de Corte

Esfuerzo de Corte

Viscosidad Aparente

Índice de Consistencia

Calculo de la Propiedades del Fluido

2.5.5 MEZCLA DEL CEMENTO Y ADITIVOS

2.5.5.1 EN LA PLANTA DE CEMENTO

Como todo el material que sale de bodegas del Campo Base de recomienda

verificar lo siguiente:

La calibración del tanque de carga y de la balanza.

Los cálculos de peso, el peso y el nombre de cada aditivo que entra al

tanque de carga con la composición de diseño.

Cuente las bolsas de aditivo para cada mezcla.

No permita que se agregue una bolsa incompleta según el diseño.

Para asegurar un correcto mezclado, transfiera los materiales entre

tanques vacíos por lo menos dos veces antes de cargar los camiones

que irán a la locación.

Page 45: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

22

Tome una muestra de 5 galones del material por cada batch que va al

tanque de carga a medida que lo pasa al camión. Identifique cada

recipiente de muestreo con un marcador de tinta permanente.

Verifique visualmente cada tanque vacío antes de transferir la mezcla

para asegurarse de que esté vacío.

Haga un ensayo químico o de temperatura del tiempo de espesamiento

de cada muestra tomada para verificar la mezcla.

2.5.5.2 EN LA LOCACIÓN.

Verifique visualmente los tanques vacíos para asegurarse de que están

realmente vacíos antes de transferir el material mezclado. Transfiera la

mezcla seca para vaciar el tanque del camión y nuevamente al tanque

original justo antes del mezclado.

Tome una muestra de cada composición de cada camión e identifíquelas y

guárdelas para hacer análisis en caso de fallas.

2.5.6 CONTROL DE LA LECHADA

Controle la densidad de la lechada con una balanza presurizada.

Verifique la densidad con un dispositivo de NO radioactividad. Ubique el

dispositivo No radioactivo en la línea de descarga de la bomba.

Antes del mezclado, verifique la calibración de todos los accesorios de

densidad con agua dulce para asegurar su correcta calibración. También,

calibre los medidores, los manómetros, etc., antes de la operación.

Mantenga un registro de las operaciones que incluya el tiempo, las

mediciones de densidad, el caudal de mezclado o el caudal de

desplazamiento, el caudal de retorno del lodo, la presión en boca de pozo, la

Page 46: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

23

operación en proceso, el volumen de fluido bombeado, etc. Tome registro

de la velocidad de la bomba (emboladas por minuto) y del total de las

emboladas. Insista sobre la correcta operación del registrador de presión del

operador.

Utilice tapones barredores superior e inferior. Controle los tapones antes de

colocarlos. Invierta los tapones inferiores e inspecciones la parte central

hueca. Asegúrese de que no haya goma de más, suciedad, etc., por detrás

del diafragma de goma. Verifique el orden de carga. El tapón inferior es rojo

(o negro) y se carga primero; luego se carga el tapón superior, el cual es

negro y macizo.

Use una cabeza de cementación de dos tapones. Verifique siempre la

correcta operación de la cabeza en la base de operaciones y en la locación.

Desplace el tapón superior de la cabeza de cementación, sin parar las

operaciones. No abra la cabeza de cementación para dejar caer el tapón

superior, porque esto permitirá que el pozo tome aire.

Bombee el preflujo o los separadores antes del tapón inferior. Lo ideal es

usar dos tapones inferiores, uno adelante del preflujo y el lodo y, el cemento.

Use un volumen de preflujo o de separador igual a 500-800 pies de anillo.

Asegúrese de realizar ensayos de compatibilidad con el preflujo, el lodo y el

cemento.

Mezcle en baches, todas las lechadas de cemento, si fuese posible

utilizando tanques de 40 a 250 barriles, tales como los blenders a paleta.

Alternativamente, utilice accesorios de mezclado continuo más estos

blenders como vasijas para promedios. Esta operación es extremadamente

importante para asegurar un buen control de las propiedades de la lechada.

Tome una muestra de 3 galones del agua de mezclado. Guárdela para el

caso de futuros ensayos por fallas que se produzcan. Verifique la calidad

del agua de mezclado en la locación para ver si es la apropiada.

Si se utilizan aditivos líquidos en el agua de mezclado, haga un muestreo del

agua antes y después del mezclado.

Page 47: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

24

Use solamente aditivos líquidos al pre-mezclar los aditivos en el agua. Los

aditivos secos o en polvo no se mezclan satisfactoriamente. Si se están

midiendo aditivos líquidos, verifique la calibración del accesorio medidor.

Acople los tanques bulk al mezclador de cemento, para permitir el envío al

mezclador a un caudal suficiente como para mantener el caudal de bombeo

en el anillo del casing al caudal del diseño.

Cuando se esté mezclando sobre la marcha, corte el mezclado de cemento

apenas se observe aire proveniente de los camiones bulk.

Al terminar la operación, hacer un balance del agua utilizadas y del cemento

utilizado, para confirmar que este último fue mezclado según el diseño

aprobado.

2.5.7 BOMBEO DE LA LECHADA DE CEMENTO

Es importante tener en cuenta varios factores que tienen por objeto limpiar la

superficie del casing y las paredes del pozo, eliminando el revoque y la

posibilidad de contaminación del cemento con la inyección y sus aditivos.

Es opinión bastante generalizada de los técnicos en cementación, de que se

consigue la limpieza del pozo desplazando la lechada de cemento a régimen

turbulento. Cuando se bombean en esas condiciones se producen “elevadas

pérdidas de carga, debido a la fricción.

Page 48: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

25

2.6 FLUJO LAMINAR EN CemCADE

SCHLUMBERGER.- Deepwater fluid displacement needs special approaches09/25/2006 - SPE

21594

Técnicas que consideran todos los aspectos químicos y mecánicos para

desplazar el fluido, que pueden beneficiar considerablemente la economía y

la eficacia de las completaciones de pozos.

Una operación de desplazamiento correctamente diseñado y ejecutado evita

tener que repetir el proceso para rectificar problemas mecánicos y químicos

que pueden ocurrir durante las transiciones correctamente diseñadas.

2.6.1 METODOLOGÍA DE DISEÑO Y REGLAS DE ACEPTACIÓN

Se basa en las siguientes reglas de aceptación:

• Jerarquía de densidad

• Jerarquía de presión de fricción

• Gradiente mínimo de presión (wallshear stress),

• Velocidad diferencial

2.6.2 JERARQUÍA DE DENSIDAD

Por cuanto la naturaleza del fluido toma la ruta más fácil, el programa

CemCADE toma una medida cuantitativa de agitación del fluido donde el

fluido desplazante necesita ser más fuerte. Además toma en consideración

ciertos parámetros que son explicados a continuación:

Page 49: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

26

2.6.3 JERARQUIA DE PRESION DE FRICCION

Prevenir el fenómeno de canalización.

Considera los fenómenos de Bingham y PowerLaw.

Debe ser el 20% de la presión de fricción entre el fluido desplazante y el

desplazado, así:

Qmin es 20 % más alto que la intersección menor

Qmax es menor que la intersección superior

2.6.4 JERARQUIA DE LA DENSIDAD

Asume una interface plana en tubería concéntrica.

Todos los fluidos fluyen en el pozo

El programa calcula para el lado angosto del pozo

Qmin para que empiece a fluir

Para que ocurra el flujo Ty del lodo tiene que ser menor que el WSS (Wall

shear stress)

2.7 VELOCIDAD DIFERENCIAL

El fluido tiene preferencia en moverse por el lado ancho.

Un promedio del 75% del desplazamiento reúne el criterio y se refiere a los

régimes de flujo en el anular solamente.

El volumen efectivo es análogo al tiempo de contacto.

Page 50: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

27

2.8 CONSIDERACIONES PARA UNA BUENA OPERACIÓN

Los aspectos vitales para asegurar una operación eficiente, son los

siguientes:

La configuración del pozo

Las características de las paredes y de las superficies de las tuberías

Los tipos de inyección

Las características de las lechadas de cemento

Profundidad y temperatura del pozo

El tiempo disponible para el bombeo de la lechada

La velocidad del bombeo.

Cabe destacar que, un pozo no es un cilindro perfecto, el diámetro varia y el

eje no siempre coinciden con la vertical, eso provoca que una vez colocada

la tubería en su lugar, quede fuera del centro y por lo tanto, el espesor del

anillo de cemento puede ser delgado en el sector en que la tubería está en

contacto con las paredes. Este inconveniente se soluciona en parte,

mediante el uso de centralizadores que se colocan estratégicamente en

conformidad con el perfil de calibración.

Las características de las paredes del pozo varían según las distintas

estructuras que se han atravesado. A su vez las tuberías se comportan de

modo diferente desde el punto de vista de la adherencia del cemento, según

su rugosidad y la limpieza.

A mayor profundidad significa mayor presión y una temperatura más

elevada. Las condiciones mencionadas, aceleran el fragüe del cemento, por

lo que la lechada de cemento requiere aditivos especiales para afrontar esa

situación.

Luego de producida la mezcla, se producen reacciones químicas que

conducen al fragüe, y las propiedades de ese cemento una vez fraguado, no

Page 51: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

28

son uniformes, ya que el cemento seco no tiene una composición fija, sino

que, varía según los materiales utilizados en su fabricación. Ello ha

determinado que se clasifiquen en “clases”, de las cuales las utilizadas en

nuestro medio y en especial por Petroproducción son las clases “A” y “G” y

esporádicamente el tipo “H”.

Para cada una de esas clases, corresponden determinadas propiedades, y

en función de ellas su aplicación, ya sea para pozos someros o de gran

profundidad, elevada presión, elevada temperatura, etc.

La bombeabilidad, es una propiedad que nos indica el tiempo que transcurre

desde que se hace la mezcla con agua hasta el fragüe inicial, o sea que

establece el tiempo disponible para colocar el cemento en espacio anular.

Depende de la composición química del cemento, la relación agua –

cemento, y de los aditivos agregados.

El tiempo de bombeo, se mide con un aparato que se llama consistómetro,

en el cual se simulan las condiciones de presión y temperatura a las que

corresponden al pozo. Se considera el comienzo de fragüé, cuando se llega

a una determinada “consistencia” de la mezcla.

“Por otra parte, como las lechadas de cemento pierden agua frente a las

formaciones permeables, se forma un revoque de cemento con fragüe

deficiente. Esta dificultad, se resuelve con el agregado de aditivos reductores

de pérdida de filtrado”

.

Como ya he mencionado, que la inyección es un enemigo de una buena

cementación, por lo que, previo al bombeo de las lechada propiamente

dicha, se bombea al pozo un pre flujo, que por sus características de diseño,

es un colchón lavador o también denominada lechada removedora.

Para optimizar la ubicación de la lechada de cemento aprovechamos las

opciones que nos ofrece el CemCADE el cual nos presenta las siguientes

opciones:

Page 52: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

29

Flujo turbulento de preferencia o

La técnica de Flujo Laminar Efectivo.

También Schlumberger recomienda el uso de lavadores químicos como pre

flujos y una recomendación importante, controlar las propiedades del

espaciador Mudpush / lechada de cemento (mezcla por batches) y la prueba

de compatibilidad entre lodo / cemento / espaciador y finalmente pruebas de

laboratorio de campo.

2.8.1 PROPIEDADES REQUERIDAS PARA ESPACIADORES

SCHLUMBERGER, Curso de cementación – Remoción de lodos. Mayo, 2002

Debe ser compatible con todos los otros fluidos del pozo.

Presentar estabilidad (buena capacidad de suspensión)

Buen control de pérdida de filtrado

Medio ambientalmente seguro y fácil de manejar en el campo.

2.9 CEMENTOS PARA POZOS PETROLÍFEROS

API SPEC. 10 A

A continuación se describen las clases de cementos comúnmente usados en

las cementaciones en el país.

CLASE A: Apropiado para ser usado desde superficie hasta 6000 pies de

profundidad, cuando no se requieren propiedades especiales. Disponible

sólo en el tipo ordinario de resistencia a los sulfatos (similar al ASTM C150,

Tipo I).

CLASE G: Apropiado para ser usado como un cemento básico desde

superficie hasta 8000 pies de profundidad como está elaborado, o puede ser

Page 53: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

30

usado con aceleradores y retardadores para cubrir un amplio rango de

profundidades y temperaturas de pozos. No se agregarán otros aditivos más

que el sulfato de calcio o agua, o ambos, que deberán ser molidos o

mezclados con el clinker durante la fabricación del cemento Clase G.

Disponible en los tipos de moderada y alta resistencia a los sulfatos, de

acuerdo al manual de Cementación de Pozos Petroleros, SCHLUMBERGER

CLASE H: Apropiado para ser usado como un cemento básico desde

superficie hasta 8000 pies de profundidad, tal como está elaborado, o puede

ser usado con aceleradores y retardadores para cubrir un amplio rango de

profundidades y temperaturas de pozos. No se agregarán otros aditivos más

que el sulfato de calcio o agua o ambos, que deberán ser molidos o

mezclados con el clinker durante la fabricación del cemento Clase H.

Disponible en los tipos de moderada y al (tentativo) resistencia a los sulfatos.

Los límites de profundidad están basados en las condiciones impuestas por

los ensayos de simulación de cementaciones de tuberías de revestimiento

(esquemas 1 a 9 inclusive, Norma API RP10B) y deberán ser considerados

como valores aproximados.

Page 54: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

CAPITULO III

Page 55: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

31

CAPITULO III

3 METODOLOGÍA

3.1 FACTORES QUE AFECTAN EL DISEÑO DE UNA

LECHADA

Los factores que afectan el diseño de una lechada de cemento son los

siguientes:

Influencia de la temperatura y presión del pozo

Presión hidrostática de la columna de lodo

Viscosidad y contenido de agua de la lechada.

Tiempo de bombeabilidad.

Resistencia requerida del cemento

Calidad del agua de mezclado disponible

Tipo de fluido de perforación y aditivos del fluido

Densidad de la lechada

Calor de hidratación

Permeabilidad del cemento fraguado

Control de filtración

3.2 INFLUENCIA DE LA PRESION Y TEMPERATURA DEL POZO

El tiempo de bombeabilidad y la resistencia a la compresión de las lechadas

de cemento son afectadas por la presión y la temperatura.

Page 56: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

32

La temperatura tiene mayor influencia, a medida que aumenta, la lechada de

cemento se deshidrata y se fragua más rápidamente, ocasionando que el

tiempo de bombeabilidad disminuya.

Los datos de resistencia del cemento están basados en las temperaturas y

presiones a que está expuesta la lechada en el fondo del pozo, e indican el

tiempo requerido para que el cemento resulte suficientemente fuerte para

soportar la tubería de revestimiento (casing).

El tiempo que transcurre para que la lechada de cemento alcance el fondo

dependerá de la medida del casing y del caudal de desplazamiento.

3.3 TIEMPO DE BOMBEABILIDAD (Thickenig time)

El tiempo mínimo de bombeabilidad es el tiempo requerido para mezclar y

bombear la lechada dentro del pozo y hacia el anillo entre la casing y el

pozo.

En el consistómetro, mientras a la lechada de cemento se aplica calor y

presión continuamente se lee y registra en un gráfico la consistencia de la

misma. El límite de la bombeabilidad ha sido establecido cuando la lechada

requiere 70 Bc (unidades de consistencia).

Page 57: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig. 5 FFuente: Schluumberger, 20009, Pruebaas de laborratorio

33

Page 58: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

34

3.4 RECOMENDACIONES ESPECÍFICAS DEL TIEMPO DE

BOMBEABILIDAD

Las recomendaciones dependen del tipo de trabajo, condiciones de pozo y

del volumen de cemento que se desea bombear.

En cuanto a la profundidad, el tiempo de bombeabilidad varia, asi para un

pozo somero es considerablemente largo. Pero cuando la profundidad a

cementar está entre los 6000 a 10000 Ft, el tiempo de bombeabilidad

generalmente previsto en el diseño de lechada será de 3 a 3 ½ horas. Este

período permite un factor de seguridad adecuado..

Las interrupciones del bombeo en las cementaciones a presión

(cementaciones correctivas) con hesitación reducen significativamente el

tiempo de bombeabilidad de una lechada. Aunque estas interrupciones no se

consideran en los ensayos de laboratorio, éstas pueden influir para dejar el

cemento fraguado en el tubing antes de finalizar la cementación a presión.

El tiempo de bombeabilidad para ubicar un tapón de cemento no deberá

exceder a una hora.

3.5 LA VISCOSIDAD Y CONTENIDO DE AGUA DE LAS

LECHADAS.

En las cementaciones primarias, las lechadas de cemento deben tener una

viscosidad o consistencia para que ofrezcan un desplazamiento eficiente del

lodo, y permitan una buena adherencia del cemento con la formación y la

tubería de revestimiento. Para lograr estos objetivos, las lechadas son

mezcladas con una cantidad de agua que proveerá un volumen de cemento

fraguado igual al volumen de lechada sin separación de agua libre.

Page 59: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

35

El tamaño de la partícula, el área superficial, y los aditivos, todos influyen en

la cantidad de agua de mezclado requerida para lograr una viscosidad

particular de la lechada.

El exceso de agua siempre nos producirá un cemento de poca resistencia al

esfuerzo y a la corrosión.

3.6 TIEMPO DE FRAGUE DEL CEMENTO (WOC)

Al decidir cuánto tiempo deberá esperarse para que el cemento fragüe, es

importante conocer la resistencia del cemento antes de que la re-perforación

pueda continuar y conocer las características del desarrollo de la resistencia

de los cementos en uso.

3.7 LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

El cemento requiere una determinada resistencia a la compresión para

soportar a la tubería de revestimiento. Las resistencias elevadas del

cemento no son siempre requeridas para soportar el casing durante la

perforación.

Investigaciones muestran que la resistencia a la compresión de los

cementos para soportar la tubería de revestimiento está basada en

experiencias de campo:

La densidificación incrementa la resistencia y el calor de hidratación del

cemento.

Las lechadas de cemento con excesiva relación de agua, dan por resultado

cementos débiles y por consiguiente deberán evitarse en los extremos de la

tubería de revestimiento.

Page 60: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

36

Las resistencias elevadas del cemento no son siempre requeridas para

soportar el casing durante la perforación.

3.8 EL AGUA PARA MEZCLAR EL CEMENTO

El agua para mezclar el cemento debe ser razonablemente limpia y libre de

productos químicos solubles, materia orgánica, álcalis, y otros materiales

contaminantes. El agua más utilizada en la cementación se obtiene del

yacimiento, o de un río. Esta agua es satisfactoria para la mezcla con el

cemento, particularmente cuando es relativamente clara y posee un

contenido de sólidos menor a 500 ppm.

3.8.1 EFECTOS DE LOS MATERIALES INORGANICOS MEZCLADOS EN

EL AGUA

Los materiales inorgánicos (cloruros, sulfatos, hidróxidos, carbonatos y

bicarbonatos) dependiendo de la concentración en que están presentes,

aceleran el fragüe del cemento. Estos productos cuando están mezclados

con el agua en pequeñas concentraciones, tienen un efecto dañino en los

pozos no profundos.

Esta misma agua si se utiliza en pozos profundos con alta temperatura,

causara un fragüe prematuro de la lechada del cemento, particularmente si

el agua contiene ciertas cantidades de carbonatos y bicarbonatos.

Page 61: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

37

3.9 REMOCION DEL LODO DE PERFORACIÓN

El reto en la cementación del pozo es la remoción efectiva del lodo de

perforación durante el desplazamiento de la lechada de cemento. La

contaminación por dilución del lodo pueden dañar los sistemas de

cementación. La mejor forma de combatir las contaminaciones de lodo y los

efectos de los aditivos del lodo, es la utilización de tapones en la tubería de

revestimiento y entre los fluidos y pre flujos lavadores, a la cabeza de la

lechada que puede ser del tipo de lechadas removedoras, colchones

químicos y colchones mecánicos.

3.10 DENSIDAD DE LA LECHADA

La densidad de una lechada en todos los trabajos de cementación, excepto

en las cementaciones correctivas, debe ser lo suficientemente elevada para

controlar el pozo.

En las operaciones de campo, la densidad se controla con equipos

electrónicos, en tiempo real y en forma continúa durante la operación.

3.11 CONTROL DE LA FILTRACIÓN

El control de la filtración de las lechadas de cemento es muy importante en

cementaciones primarias de pozos y cementaciones correctivas a presión

(Squeeze).

La pérdida por filtrado a través de un medio permeable puede causar un

aumento de la viscosidad de la lechada y un rápida deposición de revoque

del filtrado, restringiendo el flujo.

Page 62: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

38

Los factores que influyen en la pérdida por filtrado de las lechadas son: el

tiempo, la presión, la temperatura y la permeabilidad.

Las Compañías de Servicios para diseñar una lechada de cemento

adecuada, cuentan con laboratorios especializados para realizar los ensayos

simulando las condiciones de fondo de pozo.

El API ha especificado un ensayo para medir la filtración en 30 minutos con

100 a 1000 psi de presión en un aparato llamado filtro prensa.

3.12 PROGRAMAS DE CEMENTACION

El Departamento de perforación requiere y solicita a la compañía contratista,

un programa preliminar para la cementación para la tubería de revestimiento

superficial y posteriormente para el revestimiento de producción. La

compañía de servicios presenta su programa y usualmente en el programa

hace varias recomendaciones,

Finalmente, el documento de la compañía de servicios ofrece los reportes de

laboratorio, el diagrama del pozo y el programa de simulación con los

volúmenes a utilizar.

Page 63: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

39

3.12.1 PROGRAMA PARA CEMENTACION CemCADE DE

SCHLUMBERGER

Introducción

El programa CemCADE, ayuda a simular las condiciones reales de la

operación de cementación, En el programa se ingresan los siguientes datos

reales:

reología de fluidos de perforación,

Diámetro promedio del hueco (proveniente del registro caliper),

Profundidades y geometría de la tubería de revestimiento y,

Desviación direccional del hueco.

Con el mismo CemCADE, evalúa y recomienda el número de

centralizadores para asegurar que la excentricidad no exceda el25% (stand-

off).

EL CemCADE también simula las presiones a ser generadas durante el

bombeo de los fluidos de la cementación.

Los volúmenes del pre flujo, son ajustados para cumplir con los criterios y

regímenes de flujos necesarios para obtener una buena remoción de lodos

y de la costra del mismo. El colchón lavador químico, es diseñado para ser

desplazado en flujo turbulento con un tiempo de contacto mínimo de 10

minutos y el espaciador en flujo efectivo laminar.

Page 64: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

40

3.13 CEMENTACIÓN DEL POZO IP-15B DE IVANHOE

3.13.1 RECOMENDACIONES PARA LA CEMENTACIÓN DEL POZO IP-

15B DE IVANHOE

Las recomendaciones preliminares para Ivanhoe son realizadas en base a

observaciones realizadas en el campo de Chevron, en Bakersfield California.

3.13.2 CASING SUPERFICIAL @ 364FT

En esta sección utilizar agua como espaciador delante de la lechada.

Se utiliza un tipo de lechada para todo el trabajo, la densidad depende

del peso del lodo y control del pozo.

35% de silica en el blend del cemento para evitar retrogresión del

cemento con la temperatura al inyectar vapor.

Lechada es tixotrópica para evitar controlar zonas de posibles

pérdidas en superficie.

Si hay riesgo de migración de gas o fluidos utilizar GASBLOCK.

Utilizar el mínimo tiempo de bombeabilidad de la lechada en lo

posible, para que el cemento fragüe rápidamente.

Antes de empezar la cementación, circular el pozo reciprocando la

tubería y acondicionar el lodo si es necesario.

Poner exceso sobre la broca por encima del 50%, para obtener

retornos de cemento puro en superficie.

Sin importar si hay pérdidas de circulación durante la perforación, el

cemento debe tener material para evitar pérdidas de circulación. Si es

que existe perdidas durante la perforación, adicionar en mayor

concentración la cantidad de material contra perdidas de circulación.

Page 65: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

41

En caso de no tener retornos de cemento puro a superficie, realizar

top job para garantizar una buena cobertura de cemento en superficie.

Centralizar desde el primero al último tubo, todo el casing para tener

un buen stand off en toda la tubería.

Utilizar centralizadores bowspring en pozos sin mayor desviación. Si

existe desviación severa utilizar centralizadores rígidos.

3.13.3 CASING INTERMEDIO @ 1048FT

En esta sección utilizar MUDPUSH II como espaciador delante de la

lechada y utilizar el agente de peso utilizado en el lodo de perforación.

El espaciador debe ser al menos 0.5 lb/gal más pesado que el lodo de

perforación.

Se utiliza un tipo de lechada para todo el trabajo, la densidad depende

del peso del lodo y control del pozo.

35% de silica en el blend del cemento para evitar retrogresión del

cemento con la temperatura al inyectar vapor.

Lechada es tixotrópica para evitar controlar zonas de posibles

pérdidas en superficie.

Si hay riesgo de migración de gas o fluidos utilizar GASBLOCK.

Utilizar el mínimo tiempo de bombeabilidad de la lechada en lo

posible, para que el cemento fragüe rápidamente.

Antes de empezar la cementación, circular el pozo reciprocando la

tubería y acondicionar el lodo si es necesario.

Poner exceso sobre la broca por encima del 50%, para obtener

retornos de cemento puro en superficie.

Sin importar si hay pérdidas de circulación durante la perforación, el

cemento debe tener material para evitar pérdidas de circulación. Si es

que existe perdidas durante la perforación, adicionar en mayor

concentración la cantidad de material contra perdidas de circulación.

Page 66: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

42

En caso de no tener retornos de cemento puro a superficie, realizar

top job para garantizar una buena cobertura de cemento en superficie.

Centralizar desde el primero al último tubo, todo el casing para tener

un buen stand off en toda la tubería.

Utilizar centralizadores bowspring en pozos sin mayor desviación. Si

existe desviación severa utilizar centralizadores rígidos.

3.13.4 CASING DE PRODUCCIÓN @ 1610FT

En esta sección utilizar MUDPUSH II con solvente mutual y

surfactante como espaciador delante de la lechada debido a la

presencia de aceite en la formación lo cual impide la mojabilidad de la

formación. Utilizar el agente de peso utilizado en el lodo de

perforación. El espaciador debe ser al menos 0.5 lb/gal mas pesado

que el lodo de perforación.

Se utiliza un tipo de lechada para todo el trabajo, la densidad depende

del peso del lodo y control del pozo.

35% de silica en el blend del cemento para evitar retrogresión del

cemento con la temperatura al inyectar vapor.

Lechada es tixotrópica para evitar controlar zonas de posibles

pérdidas en superficie.

Si hay riesgo de migración de gas o fluidos utilizar GASBLOCK.

Utilizar el mínimo tiempo de bombeabilidad de la lechada en lo

posible, para que el cemento fragüe rápidamente.

Antes de empezar la cementación, circular el pozo reciprocando la

tubería y acondicionar el lodo si es necesario.

Poner exceso sobre la broca por encima del 50%, para obtener

retornos de cemento puro en superficie.

Sin importar si hay pérdidas de circulación durante la perforación, el

cemento debe tener material para evitar pérdidas de circulación. Si es

Page 67: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

43

que existe perdidas durante la perforación, adicionar en mayor

concentración la cantidad de material contra perdidas de circulación.

En caso de no tener retornos de cemento puro a superficie, realizar

top job para garantizar una buena cobertura de cemento en superficie.

Centralizar desde el primero al último tubo, todo el casing para tener

un buen stand off en toda la tubería.

Utilizar centralizadores bowspring en pozos sin mayor desviación. Si

existe desviación severa utilizar centralizadores rígidos.

3.13.5 INFORMACIÓN ADICIONAL

Gradiente de temperatura 3.7 F/100ft.

Los aditivos son sólidos y mezclados en la planta de cemento.

Únicamente se adiciona aditivos líquidos al agua de mezcla si se

desea aumentar el tiempo de bombeo o si hay problemas de mezcla.

SLB tiene carta del cliente y excepción aprobada para bombear

lechadas que no cumplen con los KSQR en cuanto al tiempo

bombeable de la lechada.

Tiempo estimado de un pozo sin completar entre 4-5 días y el taladro

demora 1 día en movilizarse a otro lugar.

Page 68: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

44

Fig. 6, Fuente: Schlumberger, 2011, POZO IP-15B DE IVANHOE

Page 69: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

45

3.14 PROGRAMAS DE SIMULACION REVESTIMIENTOS DE

10 ¾” Y 7”

3.14.1 RECOMENDACIÓN PARA CÉMENTACIÓN DEL TR DE 10 ¾”

CemCADE well cementing for 10 ¾” Conductor

Operator : IVANHOE Well : IP-15B

Country : Ecuador Field : Ivanpug

Preparedfor : IVANHOE Location : El Coca

Proposal No. : Ver Final Service Point :

Date Prepared : 12-28-09 Business Phone :

FAX No. :

Prepared by : xxxxxxxx

Phone : xxxxxxxx

E-Mail : xxxxxxxx

Descripción del Pozo

Configur

ation

Stab In Stage : Single RigType : Land

Csg/Line MD : 120.0 ft OD : 10 3/4 in Weight : 40.5 lb/ft

Drill

Pipe

MD : 80.0 ft OD : 3 1/2 in Weight : 13.3 lb/ft

Stab In Collar MD 80.0 ft

Casing/linerShoe MD 120.0 ft

Mud Line 0.0 ft

Total MD 120.0 ft

BHST 82 degF

Bit Size 13 3/4 in

Page 70: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

46

Mean AnnularExcess 100.0 %

Mean OH

EquivalentDiameter

16.204 in

3.14.2 LA OPERACION DE CEMENTACION REVESTIDOR 10 3/4”

La cementación del casing superficial 10 ¾” se realiza de acuerdo al

programa preliminar presentado al cliente. Las presiones desarrolladas

durante la operación fueron también similares a las establecidas por el

programa CemCADE.

3.14.2.1 INFORMACIÓN HOYO

La sección superficial fue perforada con una broca de 13 ¾ in. La

profundidad alcanzada fue 129 ft. Esta sección fue perforada sin problemas.

El exceso anular usado en este pozo como contingencia, fue 100% sobre la

broca, debido a la poca experiencia en este campo. Lo que corresponde a

un diámetro del hoyo equivalente a 16.204”.

Page 71: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

47

3.14.2.2 INFORMACIÓN TUBERÍA

Se corrió un casing de 10 ¾”, 40.5 lb/ft, K-55, rosca STC. El zapato quedo a

129 ft. Se utilizo una cementación “stab in” para esta sección y el equipo de

flotación fue proveído por Weatherford.

El taladro tuvo dificultades para correr el casing y el trabajo de cementación

se retraso.

Centralización

La centralización fue diseñada con dos centralizadores tipo “Bow Spring”,

usando un anillo de fijación por centralizador. Esto daba un “stand off” mayor

al 90% en toda la tubería.

3.14.2.3 OPERACIÓN DE CEMENTACIÓN

Las líneas de cementación fueron conectadas y probadas con 3000 psi. Se

circulo un fondo arriba para limpiar el pozo antes de la operación.

La secuencia de bombeo fue la siguiente:

Agua @ 8.32 ppg 40 bbl @ 4 bpm

Lechada Tail @ 15.0 ppg 31 bbl @ 4 bpm

Bombear lechada de COLA “tail” hasta que retornen 5 bbl de cemento a

superficie.

Desconectarse del zapato “stab in” y circular para limpiar la tubería.

. La presión final de bombeo fue 100 psi y retornaron 5 bbl de cemento a

superficie.

100% de circulación fue observada durante toda la operación de

cementación.

El equipo de flotación funciona correctamente.

Page 72: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

48

Trabajo de Top job fue inevitable debido a las pérdidas estáticas observadas

después de que el cemento estuvo situado en el lugar. No se observo un

influjo de agua después de la cementación.

Las presiones en el cabezal del pozo coinciden estrechamente a las

presiones diseñadas y esperadas. La presión siempre iba en aumento

según diseño que no muestra pérdidas mientras se bombea la lechada de

cemento.

Page 73: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig. NNo.7, Fuente: Schlumberger, 2010, Revestido

Reporte dor 10 3/4”

de Trabajo Cementac

49

ción

Page 74: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

50

3.14.3 RECOMENDACIÓN PARA CÉMENTACIÓN DEL TR 7”

3.14.3.1 DATOS DEL POZO

Configuración Casing Stage :

Single

RigType : Land

Prev.String MD : 120.0 ft OD : 10 3/4

in

Weight : 40.5

lb/ft

Csg/Liner MD : 1342.0 ft OD : 7 in Weight : 23.0

lb/ft

Landing Collar MD 1303.2 ft

Casing/linerShoe MD 1342.0 ft

Mud Line 0.0 ft

Total MD 1343.0 ft

BHST 99 degF

Bit Size 8 1/2 in

Mean OH Diameter 9.884 in

Mean AnnularExcess 75.0 %

Mean OH EquivalentDiameter 11.584 in

Total OH Volume 159.4 bbl (includingexcess)

3.14.3.2 FLUID SEQUENCE

Original fluid Mud 9.30

lb/gal

Pv : 15.000

cP

Ty : 17.00

lbf/100ft2

DisplacementVolume 51.3 bbl

Total Volume 201.3 bbl

TOC 0.0 ft

Fuente: Schlumberger, 2010, Secuencia de Fluido.

Page 75: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

51

SECUENCIA DE FLUIDOS (Fluid Sequence)

Name Volum

e

Ann.

Len

Top Densit

y

Rheology

(bbl) (ft) (ft) (lb/gal)

MUDPUS

H II

40.0 0.0 11.50 Pv:28.990 cP Ty:27.37

lbf/100ft2

Tail Slurry 110.0 1342.0 13.00 k:2.08E-1

lbf.s^n/ft2

n:0.23

0

Ty:0.66

lbf/100ft2

Water 51.3 0.0 8.34 viscosity:1.000

cP

Fuente: Schlumberger, 2010, Secuencia de Fluido.

Static Security Checks :

Frac 13 psi at 120.0 ft

Pore 22 psi at 120.0 ft

Collapse 2904 psi at 1303.2 ft

Burst 4360 psi at 0.0 ft

Csg.Pumpout 7 ton

Fuente: Schlumberger, 2010, Static Security Checks.

Page 76: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig.

Como se

contamin

cobertura

50%.

8, Fuente: S

e puede v

nada de 13

a de ceme

Schlumbergecentraliza

ver en la

342 a 750

ento es ma

er, 2011, Coación ejecu

figura, ha

pies; pero

ala un pro

obertura deutada en e

ay buena

o de: 750

omedio de

e cemento l campo

cobertura

pies a 250

e cemento

prevista c

a de ceme

0 pies mu

contamina

52

con

ento no

estra la

ado del

Page 77: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

53

Las zonas con problemas de limpieza previstas coinciden con los resultados

que mostraron los registros de cemento. No es la única causa de la mala

cobertura de cemento en superficie puesto que fue identificada una zona de

fractura a 500 pies causando pérdida y afectando la integridad de cemento

500 pies arriba.

PROGRAMACION DE LA OPERACIÓN DE BOMBEO

Pozo: IP-5B

Cliente: Ivanhoe ZAPATO FLOTADOR: 783 ft

OperaciónCementacion casing 7 " COLLAR FLOTADOR: 745.3 ft

Fecha: 12 de julio 2010 HANGER (COLGADOR):

Volumen Fluido Caudal Tiempo Comentarios

BBL BPM min

Circular Pozo 6 Hasta que no haya retorno de solidos

Colocar cabeza de cementacion

Reunion de seguridad 10Reunion de seguridad (safety Meeting all Crew)

3 Fresh Water llenado de lineas 2 1,5Bombeo de Agua (Pump Water To fill Lines)

Pause 5Prueba de linea ( pressure Test line) 2000 psi

Premezclar lechada 13.5 ppg 60 Cemento clase G + Silica

10 Silicato 5 2 9.9 ppg

30 MUDPUSH II 4 7,5 Agente de peso carbonato , 10.8 ppg.

PAUSA 10 Lanzar tapon Suave

80 Lechada Tail 13.5 ppg 4 20 Cemento clase G + Silica

PAUSA 10 Lanzar tapon Duro (Lavar Lineas WS)

3 MUDPUSH II, 12 ppg 3 1 Bombea WS

21 Agua fresca 8.3 ppg 6 3,5 Bombea WS

6 Agua fresca 8.3 ppg 3 2 Bombea WS

Fin Operacion 54 00:54 (hh:mm) tiempo de operacion

SIMULACION - PROGRAMA DE BOMBEO

(Pumping Schedule)

DESPLAZAMIENTO 30 bbl

Thickening Time Tail: 03:15 hr:mn 70 Bc

Máxima presión de trabajo calculada a 6 bpm es 150 psi.

No sobrepasar los 500 psi, para evitar pérdidas de circulación.

Page 78: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

54

Si no asienta tapón, con autorización del CompanyMan, sobre desplazar

medio “shoetrack”. (0.7 bbl).

Si hay pérdidas de circulación durante el desplazamiento, reducir el caudal

máximo hasta 1 bpm y lo que el tiempo de bombeabilidad de la lechada lo

permita.

3.14.3.3 PRUEBAS DE LABORATORIO DE LA LECHADA DE CEMENTO

Y EL ESPACIADOR

Informe de pruebas de laboratorio para el espaciador

Laboratory Spacer Test Report

IP-15B, LRb Spacer 7 Liner, 9-Ene-10

Fluid No. QEC IVA2010-001 Client: IVANHOE Location /Rig

:

Date: Well Name: IP-15B Field: Land

Job Type 7 Liner Depth 1330.0 ft TVD 1324.0 ftBHST 100 degF BHCT 85 degF BHP 862 psiStarting Temp.

80 degF Time to Temp. 00:11 hr:mn Heating Rate

0.27 degF/min

Starting Pressure

266 psi Time toPressure

00:11 hr:mn Schedule 9.14-5

COMPOSICIÓN

Density 11.50 lb/gal Type MUDPUSH II Water/Spacer (vol) 76.9 %

Porosit 76.9 % Solid Vol. Fraction 23.1 %

Page 79: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

55

Code Concentration Component Lot Number

Fresh water

D047 0.020 gal/bbl of spacer Antifoam TU9D0212A5

D182 4.500 lb/bbl of spacer Turb. Spacer 10090901

D151 208.97 lb/bbl of spacer weight agent RIG-325/100

Rheología (Lecturas promedio)(rpm) (deg) (deg)

300 98.0 84.0

200 75.5 72.5

100 53.5 54.5

60 39.0 45.5

30 30.0 36.0

6 25.0 26.5

3 17.5 22.0

10 sec Gel 19 24

10 min Gel 42 38

1 min Stirring 28 27

Temperatura 80 degF 81 degF

Pv : 168.398 cP Pv : 115.520 cP

Ty : 25.55

lbf/100ft2

Ty : 36.62

lbf/100ft2

Tiempo de BombeabilidadConsistencia Tiempo

30 Bc 02:30 hr:mn

70 Bc 03:15 hr:mn

Fluido libre0.0mL/250mL in 2 hrs

No Sedimentación

Commentario

Thickening Time Comment : Celda 216

Other test Comment : Realizar los calculos en base a la cantidad de cemento no a la cantidad del Blend.

No control de filtrado.

Lechada fácil de mezclar.

Fann Reading Comment : Arreglo R1B5.

At 80 degF and 0 deg incl.

Fuente: Schlumberger, 2010, Pruebas de Laboratorio.

Page 80: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig.

No. 9, Fuennte: Schlumbberger, 20100, Fuerza ccompresivaa del ceme

56

ento

Page 81: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig. N

No. 10, Fueente: Schlummberger, Añoo 2011, Ensaayo en el CConsistóm

57

etro

Page 82: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

58

3.14.4 CEMENTACION DEL REVESTIMIENTO DE 7'

La cementación de la tubería de revestimiento de 7” se realiza de acuerdo al

programa preliminar presentado al cliente. Las presiones desarrolladas

durante la operación fueron similares a las establecidas por el programa

CemCADE.

El equipo de flotación requerido para esta operación fue proporcionado por

Schlumberger y las sus profundidades quedaron en:

Profundidad alcanzada del hueco: 1343 pies

Zapato guía asentado @ 1343 pies

3.14.4.1 DATOS DE LA TUBERIA DE REVESTIMIENTO

Se corrió tubería de revestimiento buttress de 7in, 23#/ pies, K-55, sin

problemas hasta la profundidad total (TD) de @ 1343ft y la circulación fue

estable y se observo una presión uniforme y estable en superficie así como

retornos limpios a los agitadores.

La presión de circulación fue la simulada por el programa CemCADE.

3.14.4.2 LA CENTRALIZACIÓN

La centralización fue recomendada, así: Correr un centralizador por cada

parada de tubería en pesando desde abajo a la superficie ya que este pozo

Page 83: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

59

fue seleccionado para la inyección de vapor y una cobertura de buen

cemento hasta la superficie es requerido.

Puesto que no existe ningún dato anterior sobre la estabilidad de agujero y

corrida del revestimiento, el cliente decidió correr sólo 9 centralizadores

siguiendo su propio programa de centralización.

El cliente fue informado de la falta de centralización en superficie ejecutada

con el programa de centralización de IVANHOE, sin embargo no usa la

recomendación hecha por la compañía de servicios.

3.14.4.3 SECUENCIA DE LA OPERACION DE CEMENTACION

Las líneas para cementar fueron conectadas y probadas con 3000 Psi. Se

circulo el pozo antes de la operación. La presión de circulación fue similar a

las obtenidas en la simulación.

La secuencia de bombeo fue como sigue:

MUDPUSH II @ lpg 11.5 bbl 40 @ 5 bpm

Lechada tixotrópico @ lpg 13.0 110 bbl (270 sks) @ 5 bpm

El desplazamiento se inició con 51 bbls de agua fresca como sigue:

Agua fresca 40 bbl @ 7 bpm

Agua fresca 11 bbl @ 7 bpm

Se asienta el tapón superior con 1400 psi

El equipo de flotación trabajó sin problemas y se observó flujo de retorno de

2 bbls.

El equipo de flotación trabajó sin problemas y se observó flujo de retorno de

2 bbls.

La presión final de bombeo fue de 680 psi.

Page 84: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

60

Se observo retorno a superficie de 32 bbls de lechada tixotrópica. El 100%

de la circulación fue verificado durante toda la operación de cementación.

Sin embargo, un trabajo en superficie (Top Job) fue necesario debido a la

pérdida de altura de la columna de cemento en el anular después de la

cementación. No se observó ningún flujo a superficie.

Fig. 11, Fuente: Schlumberger, 2010, REPRODUCCIÓN CON 0% DE EXCESO ANULAR

La presión calculada por el programa CemCADE (Curva azul) tiene la misma

tendencia que la curva roja (presión adquirida durante la operación), esto

indica que no hubo empaquetamientos del pozo y estuvo limpio antes de

iniciar la operación de cementación. Además durante el desplazamiento la

presión tiende a subir durante todo el intervalo tal como la hidráulica

predicha por CemCADE, lo cual indica que no hubo pérdidas de circulación.

Page 85: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

61

Esto se confirmo también, porque nunca hubo pérdidas de circulación en

zarandas.

En la parte inferior del grafico, la curva azul (Caudal de bombeo entrada) y la

curva verde (Caudal del fluido a la salida). En la primera parte el caudal de

salida es superior al caudal de entrada por la caída libre del cemento “Efecto

de tubo en U”. Posteriormente son iguales las curvas porque tanto el casing

por dentro y el anular (Casing-Hueco abierto) estaban llenos de cemento.

Page 86: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

62

3.14.4.4 VISUALIZACIÓN DE PARÁMETROS: PRESIÓN, CAUDAL Y

DENSIDAD

Fuente: Schlumberger, 2010, PRESIÓN, CAUDAL Y DENSIDAD

Page 87: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

CAPITULO IV

Page 88: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

63

CAPITULO IV

4 ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1 EL REGISTRO DE ADHERENCIA DE CEMENTO (CBL)

Introducción

El propósito de utilizar el registro CBL es el determinar la presencia o

ausencia de cemento en ciertos intervalos de profundidad y si el cemento

está adherido a la tubería, a la formación o las dos.

4.2 EL SISTEMA DE MEDICIÓN ACÚSTICA

El transmisor es el corazón del sistema. Este es apagado y encendido

alternativamente con cadencia fija. “Cuando es energizado por un

convertidor que causa un cambio de tamaño físico súbito, el transmisor

vibra, lo que a su vez produce ondas de compresión elásticas. Estas ondas

de vibración están acopladas acústicamente desde el transmisor por medio

de un fluido especial a una camisa especial de retención, la cual traslada la

energía al hueco del pozo, propagando ondas esféricamente en todas las

direcciones desde el transmisor.

Para efectos de registros CBL, el frente de onda que se moviliza

directamente hacia la cubierta es de interés principal. Cuando este impacta

sobre el casing, un poco de energía se refleja, mientras la restante es

trasladado al interior o sea al revestimiento de cemento y a la formación.

Page 89: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

64

4.2.1 AMPLITUD DE TUBERÍA

En términos del oído humano, amplitud significa “cuan ruidosa”. En el caso

del registro CBL la medición de amplitud de tubería representa la cantidad

de energía recibida en el receptor, la cual es una distancia fija (usualmente 3

pies (1metro) desde el transmisor.

El término “atenuación” significa la pérdida de energía durante la

transmisión. Es la medición desde la cual los números cuantitativos de

resistencia del cemento a la compresión y el índice de adhesión son

derivados.

La interpretación cualitativa generalmente aceptada de la curva de amplitud

es como sigue:

1.- La amplitud alta indica que la tubería es relativamente libre de vibrar; sin

embargo, está pobremente adherida o sin soporte.

2.- La amplitud inferior indica que la cubierta está más confinada o adherida.

El confinamiento causa absorción de la energía de onda y por lo tanto menor

amplitud.

3.- Lecturas de amplitud entre valores máximos y mínimos son funciones

logarítmicas del porcentaje de adhesión. Esta única medición y la

interpretación sobre simplificada de ella es el origen de la mayoría de los

cuentos creados acerca del registro de adherencia de cemento CBL.

Un número de condiciones físicas pueden conducir a interpretaciones

erróneas de amplitud. Algunas de estas, junto con las fuentes de referencia

que se relacionan con ellas, son como sigue, de acuerdo al manual wire line

Formation Testing and Sampling, SCHLUMBERGER .

Método de detección de amplitud-entrada fija o entrada flotante.-

Erróneamente, las amplitudes pueden ocurrir con entradas flotantes.

Formación rápida.- Esta condición ocurre más temprano o al mismo tiempo

que la llegada del casing. La lectura de amplitud es muy cuestionable.

Page 90: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

65

Excentricidad de la herramienta.- Esta condición reduce la amplitud.

Tiempo de curado de cemento insuficiente.- Esta condición incrementa la

amplitud.

Revestimiento de cemento.- <1/2 pulgada (<2 cm.). Con casing sea bien

centrado o pobremente centrado, esto incrementará la amplitud.

Micro-anillo. Esta condición incrementa la amplitud.

Burbujas de gas.- Burbujas de gas en el fluido del orificio disminuirán la

señal acústica.

Espacios muertos en el revestimiento de cemento.- estos incrementarán la

amplitud.

Espesor del casing.- Cambios en el espesor del tubo de un tubo a otro

causarán valores diferentes mínimos y/o máximos de amplitud.

Cemento.- El cemento puede ser adherido al tubo, pero no a la formación:

esto resulta en baja amplitud de tubo pero pobre integridad de cemento.

“Además de estos factores, la comparación con CBL de pozos adyacentes

puede ser confusa porque:

El equipo (tipo de transductor, espaciamiento entre el transmisor-

receptor, las frecuencias de transmisor, etc., varían) y,

Las técnicas de operación, el centrado de la herramienta, la velocidad

de la corrida del registro, calibraciones, etc., varían.

4.2.2 TIEMPO DE TRÁNSITO O RECORRIDO AL RECEPTOR ÚNICO

Simplemente es el primer tiempo detectado para la primera llegada de

amplitud en el receptor, por medio de la medición de una entrada flotante.

“Esto significa que el ingeniero de “registros” debe establecer físicamente un

nivel de detección de entrada. El inicio es usualmente detectado mientras

desciende al hueco, en tubería libre, mediante el chequeo de la primera

llegada de la máxima amplitud.

Page 91: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

66

El nivel de detección es normalmente establecido en menos de 50% de la

amplitud máxima de tubería libre.

La entrada flotante permanece abierta a través del espectro acústico hasta

que el pulso de amplitud de suficiente “tono alto” acciona la medición.

Obviamente, el arreglo de orientación del ingeniero es importante.

Si la herramienta de adhesión está bien centrada en la tubería libre sin

adherir, la curva de tiempo de recorrido debería leer un valor

razonablemente preciso, el cual puede ser calculado multiplicando el tramo

del receptor del transmisor por el tiempo de tránsito

del tubo y agregando el diámetro interno del tubo (ID) (en pies) multiplicado

por el tiempo de tránsito de fluido.

La señal de la tubería está bien definida como 57 µseg/pie (17 µseg/metro).

El espacio de receptor transmisor es usualmente 3 pies (1 metro).

El diámetro interno de la tubería (casing) es fácilmente determinado si el

tamaño del alojamiento y el peso son conocidos, pero se debe convertir a

valores fraccionales o decimales de pies.

El espectro de energía acústica se ofrece por las empresas de servicio. Las

dos miden lo mismo, usualmente con una extensión transmisor a receptor de

5 pies (1.5 m).

4.2.3 DESPLIEGUE DE LA DENSIDAD VARIABLE

Esta es una señal de intensidad modulada de eje Z, que exhibe amplitud en

sombras variadas de negro a blanco, junto con la escala de tiempo versus

profundidad.

La ventaja de esta presentación es que permite una vista más panorámica

del contorno del pozo, es decir, las características que no pueden ser

fácilmente reconocibles en una sola forma de onda pueden ser seguidas

arriba y abajo del hueco del pozo para reconocer si representan el casing,

Page 92: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

67

formación o llegadas de la costra de lodo. Un inconveniente es la dificultad

en la reproducción de varias sombras entre blanco y negro efectivamente, lo

que limita la capacidad de analizar las amplitudes de pulso individuales.

4.2.4 INTERPRETACIÓN CUALITATIVA

Varios autores han presentado ejemplos de juntas de adhesión de cemento

que muestran tubo libre sin cemento o condiciones de buena adhesión.

Ilustraciones de micro anulo, canalización, formación rápida y entrabada

antes de que las curaciones de cemento están bien documentadas.

El propósito de este documento es ilustrar los efectos en los registros de

adherencia de cemento a partir de condiciones tales como excentricidad de

tubería, adherencia a la tubería pero no a la formación y una depositación de

cemento demasiado delgada y como estos pueden ser reconocidos, de

modo que el usuario pueda hacer interpretaciones racionales.

4.3 EL REGISTRO DE DENSIDAD VARIABLE

Esta es una señal intensa modulada que continuamente detalla la amplitud

en varias matrices desde blanco al negro versus la profundidad. El tiempo de

escala es similar para la señal detallada de acuerdo al manual, wire line

Formation Testing and Sampling, SCHLUMBERGER .

Page 93: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig. 12.,

La venta

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68

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Page 94: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

69

4.3.1 INTERPRETACIÓN DE LA FORMACIÓN DE LA ONDA

Para estudiar las características de una sola onda, la teoría puede ser poco

útil, para aplicaciones prácticas sin embargo es necesario examinar las

profundidades verticales de los intervalos adyacentes para formaciones

geológicas críticas.

Las características pueden ser reconocidas en una onda que es a menudo

poco identificable cuando varias ondas son examinadas simultáneamente.

Para evaluaciones con cemento usando VDL un tiempo aproximado de

formación en los arribos será suficiente. Las amplitudes compartidas

deberían ser bajas ya que son provocadas por arribos de compresión

tardíos, particularmente cuando el transito en la formación es más grande

que 100 microsegundos, de acuerdo al manual wire line Formation Testing

and Sampling, SCHLUMBERGER.

4.3.2 RECEPCIÓN COMBINADA Y REGISTRO DE DENSIDAD

VARIABLE

También es posible presentar la densidad variable con una señal de onda

completa, la recepción investigada es normalmente presentada a intervalos

de profundidad de 5 a10 pies para evitar muchas aproximaciones en la

pantalla. Software de computadores son requeridos para proveer de una

presentación combinada.

La localización de los collares es asumida en la mitad de cada respuesta,

estos proveen una verificación de las conexiones entre collares y sus

profundidades.

Page 95: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

70

4.4 MEDICIONES COMBINADAS CON REGISTROS DE

CEMENTO

4.4.1 CALIPER E INFORMACIÓN LITOLÓGICA

La información del Caliper define el tamaño, forma y rugosidad de la pared

del hueco que está detrás de la tubería que siempre es importante en el

tema de un registro de cementación.

Conocimiento de la litología detrás de la tubería también es importante. El

Caliper y datos de litología ayudan a explicar los datos del CBL.

Los datos de formación y tubería tomados por el VDL son relativamente

bajos y caracterizan la salinidad de los intervalos ilustrados. Los intervalos

de anhidrita presentan respuestas en amplitudes que no toman en cuenta a

la tubería. Las formaciones de sal son dificultosas para ser cementados ya

que el agua en la lechada tiende a disolver la sal y agrandar el hueco.

4.5 CUANTIFICACIÓN DE CEMENTO

4.5.1 EFECTOS DE TIEMPO DE FRAGUADO

La lechada es diseñada para proveer un sello hidráulico en el anular

suficiente para soportar completaciones y operaciones de producción.

El tiempo de fraguado requerido para la compresibilidad está en función de

temperatura de fondo, presión y aditivos usados en la mezcla. Algunos

aditivos aceleran el proceso mientras que otros lo retardan los procesos de

Page 96: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

71

fraguado, mientras que otros necesitan más de dos semanas para obtener

una dureza deseada.

El tiempo de fraguado es importante en la determinación del tiempo

apropiado para correr un registro acústico. Si un registro es corrido antes del

fraguado, no será útil para monitorear la calidad de la cementación. Las

medidas de amplitud en la tubería son tomadas para cálculos de

compresibilidad del cemento.

Para que estas medidas sean adecuadas para los respectivos cálculos. Es

un requisito conocer el apropiado tiempo de fraguado antes de correr el

registro (esto es un pre requisito) varios factores deben considerarse, antes

de aceptar la medida de la amplitud como:

Asumir el 100 % de la distribución del cemento.

Instrumentos centralizadores

Presencia o ausencia de micro ánulos

Espacio anular de cemento mayor a ¾ de pulgada

El tiempo de retorno de la formación vs. el tiempo de arribo del casing

4.5.2 EFECTOS DE LAS DIMENSIONES DEL CASING

Los efectos de la dimensión del casing, pared, espesor diámetro son

independientes de cada uno y pueden ser aislados. El diámetro no tiene

efecto en la rata de atenuación ni influencia a la amplitud.

Page 97: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

72

4.6 CEMENTACIÓN DEL POZO IP-5B DE IVANHOE

4.6.1 REVESTIMIENTO DE PRODUCCIÓN DE 7”

Para la cementación del nuevo pozo, también para inyección de vapor el

IP-5B y en razón de la importancia del mismo, WellServices de

Schlumberger realizo evaluaciones de las cementaciones anteriores y de los

resultados obtenidos, para ejecutar los ajustes correspondientes en cuanto

al diseño de las lechadas de cemento a bombear para el recubrimiento de 7”

de Producción.

El Plan de acción se compone de los siguientes puntos que serán tomados

en cuenta:

Lecciones aprendidas y recomendaciones del pozo IP 15

Plan de acción para el IP 5B

Geometría del pozo IP 5B y razones del diseño

Secuencia de los fluidos y cronograma del bombeo

Programa de centralización Vs. Análisis de la remoción del lodo

Diseño de la lechada

Resumen del análisis de CemSTRESS

4.6.2 LAS LECCIONES APRENDIDAS Y RECOMENDACIONES

a. Identificar y curar las zonas fracturadas antes de la cementación (cementar

como un último recurso)

b. Utilizar fibras de CemNET por delante del cemento en la píldora carbonato

(CemNET MUDPUSH II) para mitigar las pérdidas potenciales

c. Utilizar una solución de CemNET en la lechada de cemento para aminorar

las pérdidas.

Page 98: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

73

d. Pre-flujo de silicato para utilizarse por delante del cemento para ayudar a

acelerar la cementación.

e. Reciprocar la tubería es recomendado para mover el lodo incluso si se

producen pérdidas.

La operación de reciprocar, es probablemente el tipo más común de

movimiento de la tubería de revestimiento por lo fácil que es realizar. Para

obtener integridad de buen cemento y mejorar la adherencia del cemento a

la tubería, reciprocar la tubería provoca una tensión de corte entre la tubería

(casing) y el lodo para conseguir una mejor acción de la erosión. Tener en

cuenta que, la tensión de corte esta al máximo en la superficie de la tubería

y se reduce linealmente hacia la formación.

El movimiento es vertical y como todo movimiento debe hacerse desde el

momento que comienza la circulación hasta el final del desplazamiento. Esto

es para asegurar que si cualquier cosa que va a ser liberado, sea liberado

pronto, antes de que el cemento en el espacio anular y no se bloquea más

arriba de la tubería. El movimiento se realiza en un tramo de 20 a 40 pies de

1 a 5 minutos por ciclo (un ciclo es, uno hacia arriba y un movimiento hacia

abajo). Para ser eficaz, la operación de reciprocar, necesita raspadores

(scratchers) a instalarse en la tubería de revestimiento, que rasque la torta

de barro y el lodo gelificado.

Pueden encontrarse algunos problemas como que la tubería puede atorarse

durante el movimiento y podría situar en el lugar equivocado. Otros factores

limitantes son las presiones en aumento que se generan durante el

movimiento de la tubería. También, la mencionada presión ejercida en el

movimiento descendente pueden causar la fractura de la formación

(pérdidas)

Otro tipo de problema que puede ocurrir es el pandeo de la tubería. El

movimiento de la tubería no ser considerado para ser el único método de

eliminación del lodo - se han visto buenos resultados pero en combinación

con otras prácticas de eliminación de lodo.

La rotación es otro método de movimiento de tubería pero donde esta esté

causando remolinos de barro a su alrededor.

Page 99: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

74

Como el reciprocar, la rotación debe ser al inicio y fuera de la circulación y

continuar hasta el final del desplazamiento. Esto es para asegurar que

cualquier filtro cake de barro gelificado, etc. que se quitará, antes que el

cemento sea colocado en el espacio anular, evitando posibles bloqueos.

Normalmente la tubería de revestimiento debe girarse entre 10 a 40 rpm con

el torque supervisado muy de cerca.

Los raspadores mejoran la eficiencia de la rotación, pero son menos

necesarios que cuando se realiza la operación de reciprocar y, de hecho,

algunos centralizadores están fabricados para facilitar el movimiento de

remolino de barro.

La rotación provoca menos problemas con la tubería, el principal problema

es el torque si no es bien controlado, porque se podría torcer la tubería. La

principal dificultad de rotación es que requiere equipos especiales superficie

f. El 75% Stand Off, recomienda centralización para asegurar el completo

aislamiento zonal.Stand off se define como la relación entre la menor anular

brecha (W) a la diferencia de anular brecha entre dos tuberías de diámetro,

si uno era completamente centrado en el otro.

Fig. 13, Fuente: Schlumberger, 2010, Casing Centralizatión

Page 100: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

75

El gráfico muestra la relación de caudales en el lado ancho sobre el lado

estrecho frente a la posición de la tubería. Por encima del 75%, puede verse

que hay muy poca diferencia en la relación entre las tasas de flujo. A

alrededor del 35%, la proporción de la tasa de flujo cambia casi linealmente

a aproximadamente 5 veces más rápido en el lado amplio que en el lado

estrecho. Por debajo de 35% independientes, la proporción de la tasa de

flujo comienza a aumentar exponencialmente.

g. El registro de adherencia de cemento del revestimiento de 7” del pozo IP 15

concuerda con las recomendaciones del simulador WELLCLEAN II y deben

ser consideradas las recomendaciones para la remoción del lodo de

perforación.

h. Las funciones Claves WELLCLEAN II Simulator son las siguientes:–

2D computational fluid dynamics (CFD) software, que calcula la posición

trasciente de fluidos miscibles en un anular excéntrico y desviado.

Variables computacionales promediadas a través del espacio anular, se

asume lubricación

Algoritmos de explícita diferencia finita para el campo de velocidades y el

transporte de especies.

Todos los fluidos son descritos por el modelo reológico Herschel-Bulkley

La geometría es un anular excéntrico con una tubería estacionaria, donde

tanto desviación como excentricidad varían con la profundidad

El efecto de caída libre – o U-tubing – se toma en cuenta

Situaciones de flujo inestable (tales como inestabilidad de Rayleigh-

Taylor) son simuladas y dibujadas en un cuadro de dos dimensiones que

muestra concentración de fluido

Una característica específica de operaciones de cementación es

implementada, apuntada para predecir la eventual presencia de una

película de fluido desplazado dejado en la pared del casing

Tiempo de contacto (tiempo turbulento acumulado) es predicho para

desplazamiento turbulento.

Page 101: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

76

RESULTADOSPRINCIPALES

A cada paso de la simulación

Mapa 2D de Velocidades del fluido

Mapa 2D de Concentración de fluidos a través del

anular

Mapa 2D de “Riesgo de dejar una capa de lodo

en las paredes”

Mapa 2D de Tiempo de contacto acumulativo en

flujo turbulento

Mapa 2D de Régimen de flujo

Curvas de Geometría y desviación del pozo

Curvas de Concentración de fluidos en los

lados delgado y ancho

Al final de la simulación

Curva de cobertura de cemento vs. profundidad

i. Asegurar una densidad constante de la lechada. Se recomienda el uso

del Batchmixer.

j. Ejecutar prueba UCA suponiendo cierto % de contaminación de lechada

de cemento-lodo para optimizar el tiempo de fraguado del cemento WOC

4.6.3 ACCIONES A IMPLEMENTARSE PARA EL POZO IP 5B

1) SQM con Ivanhoe – Opiniones, comentarios del cliente.

2) Revisión conjunta con el distrito de cementación de Bakersfield

3) Un Supervisor de campo de Schlumberger - Bakersfield para

supervisar la operación de cementación.

Page 102: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

77

4) Un operador FE de WellService se enviará a una locación de

Schlumberger-Estados Unidos para que se familiarice con los trabajos

de cementación en pozos de inyección de vapor.

5) Reunión conjunta entre técnicos de Ivanhoe y WellServices, para la

revisión del diseño:

Diseño del revestimiento de 7” (Temperatura, centralización, Pre flujos)

Capacidad de rig Ejecutar análisis de CemSTRES del recubrimiento de cemento

4.6.4 IP-5B – GEOMETRIA DEL POZO Y DISENO

Datos del Pozo :

TD = 1094ft

OHD = 9 7/8in

XS = 75%

EOHD = 11.58in EOHD = Diámetro Exterior del Hueco

BHST = 95 degF BHST = Temperatura Estática de Fondo de Pozo

BHCT = 80degF BHCT = Temperatura Circulante de Fondo de

Pozo

Page 103: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

4.6.5 GE

Fuen

4.6.6 SE

Fluido Or

Fluidos d

Vol. desp

Caudal d

MD (ft)

130

MD (ft)

1094.00

EOMETRIA

nte: Schlumb

EQUENCIA

riginal: WB

e desplaza

plazamiento

e bombeo

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0.0 1

OD (in)

7

A DEL PO

berger, 2009

A DE FLUI

BM @ 9.3p

amiento: A

o: 40.0 bbl

: 4 to 5 bp

evious StrinD )

We(lb

0 3/4

Joint (ft) 40.0

OZO IP-5B

9, Geométr

IDOS Y CR

pgPv =10c

AGUA – KC

l

m

ng eight b/ft)

40.5

CaWeight (lb/ft)

23.0

Y DISEÑO

rica del Poz

RONOGRA

cP; Ty = 15

CL

ID (in)

10.050

asing/LinerID (in)

G

6.366

O

zo IP-5B Y

AMA DE B

5 lbf/100ft2

Grade

Co

K-55

Y DISEÑO

BOMBEO

2

ollapse (psi)

3270

78

Burst (psi)

Th

4360

hread LTC

Page 104: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Caudal d

Fig.1

Nam

ZO

MU

CemNET MU

Nuevo 13.

e bombeo

14, Fuente: S

me Vo(

Water ONELOCK

Water UDPUSH II

UDPUSH II

0 LC D174

Water

: 1:20hr:m

Tabla N

Schlumberge

olume bbl)

Ann. Le(ft)

5.0 010.0 0

5.0 025.0 0

25.0 0

90.0 1094

39.9

n

Nº 1 Secu

er, 2009, Re

Fluid en Top

(ft) D(

0.0 0.0 0.0 0.0

0.0

4.0

0.0

encia de fl

elación Fric

Sequence Density

lb/gal) 8.32 visc9.98 visc8.32 visc

10.50

10.50

13.00 k:2.08

8.32 visc

luidos.

cción presi

cosity:5.000 cP cosity:3.000 cP cosity:5.000 cP

Pv:28.990 cP

Pv:28.990 cP 8E-1 lbf.s^n/ft2

cosity:5.000 cP

ión Vs Ánu

Rheology

T T

n:0.230

79

ulos

Ty:27.37 lbf/100ft

Ty:27.37 lbf/100ft

Ty:0.66 lbf/100ft

t2

t2

t2

Page 105: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Tabla Nº

Nam

Z

MCemNET M

Nuevo 13

Fig.15

2 Secuen

me

(bPause Pause Water

ZONELOCK Water

UDPUSH II MUDPUSH II

Pause 3.0 LC D174

Pause Water Water

Shut-In

Fuente: Sch

ncia de flui

Flow Rate

bbl/min)

Volu(bb

0.0 0.0 4.0 4.0 14.0 5.0 25.0 20.0 5.0 90.0 5.0 32.0 0.0

To

hlumberger, 2

dos y cron

Pumpme

bl) Stage T

(min)

0.0 0.0 5.0

10.0 5.0

25.0 25.0 0.0

90.0 0.0

30.0 9.9 0.0

otal 00:53 h

2009, Secue

nograma de

ping ScheduleTime )

Cum.V(bbl).

0.0 0.0 1.3 2.5 11.3 5.0 25.0 25.0

18.0 95.0 6.0 35.0 33.0

hr:mn 199.9 b

encia de F

e bombeo

e Vol .

Inj. Temp(degF)

0.0 0.0 5.0 0.0 5.0

25.0 25.0 0.0

90.0 0.0

30.0 39.9 0.0 bl

Fluidos

p.

80 Conduct o80 Pressure T80 Pump Fres80 Pump Zon80 Pump Fres80 Pump MUD80 Pump Cem80 Shut Down80 Pump Cem80 Shut Down80 Start Displ80 Lower Rat80 Bump Plug

80

Comments

n location JSA Test Lines sh Water

ne Lock sh Water DPUSH spacer

mNET Spacer n Drop Bottom Pment Slurry n Drop Top Pluglacement te To Bump Plugg / Check Floats

Plug

g

Page 106: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig. 16

6 Fuente: Sc

Fuente: Sc

chlumberger,

hlumberger,

, 2009, Prom

2009, Tiem

medio de V

mpo vs Pres

Velocidad d

sión.

de Flujo Ve

81

ertical

Page 107: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig. 117, Fuente: SSchlumbergeer,2010, CeSimulada

ntralizaciódel Lodo

n Planead

a y Remoc

82

ción

Page 108: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fi

Fluid NoRheo. MAt temp

DESIGNBLEND Name Dry DenSack WBASE FType

Code D047 S001 D167 D202 D174

ig. 18, Fuen

o: 4 Model : HERS. : 85 deg

N

: A Ecc nsity : 2.88 SG eight : 94 lb

FLUID : Fresh wate

Conc. 0.050 gal/sk c2.500 %BWO0.200 % BWO0.600 %BWO3.000 %BWO

Tabla N

nte: Schlumb

SCHEL_B. gF

SLURMix FlYieldSolid F

er Densit

Additives Fu

cement AnOC AcOC FluOC DisOC Ex

Nº 3 Diseñ

berger, 201

RY uid : 12.721 gal/

: 2.49 ft3/sk Fraction : 31.8

ty : 8.32 lb/gal

unction ntifoam ccelerator uid Loss Control spersant

xpanding ce

ño de la le

0, Ensayo

Density : 1k : 2n : 0

Ty : 0Gel Strength : 3

/sk Job Qua

8 % Base

chada

en el Con

13.00 lb/gal2.08E-1 lbf.s^n/ft20.230

0.66 lbf/100ft2 39.49 lbf/100ft2

volume : 90.0 bbantity : 202.60

e Fluid : 11.671

sistómetro

2

l sk

gal/sk

83

o

Page 109: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig.

Crush CS Cube No.

1 2 3

Average

Brazilian TCore No.

1 2 3

Average

19, Fuente

Cured CubedCube

Weight (grams)

CuVolu(m

328.6 20320.8 20320.2 20323.2 20

Tensile StrengDiameter of C

(in.) 2.090 2.090 2.090 2.090

e: Schlumber

d @ 90F ube ume Ls)

Crush Force (lbf)

8.0 4856 3.8 4834 3.3 5073 5.0 4921

gth Cured @ 9Core Length

(0000

rger, 2011, R

Cube Density

(ppg) H

(i1.58 1.57 1.58 1.58

90F h of Core (in.)

M

.950

.915

.913 0.93

Relación Te

Cube Height nches)

CubeArea (in2)

13.14 2.0513.09 2.0213.10 2.0913.11 2.05

Maximum Failure (lbf) 442 373 484 433

emperatura

CompressivStrength

(psi) 1478 1516 1473 1490

Load Br

a Vs. Tiem

ve Young’s Modulus

(psi) 453,843 281,671 416,030 383,848

razilian Tensile S(psi) 142 124 161 142

84

po

Poisson’s Ratio

0.2433 0.1800 0.2332 0.2188

Strength

Page 110: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

85

4.6.7 ANÁLISIS DE INTEGRIDAD DEL REVESTIMIENTO DE CEMENTO

Análisis de esfuerzo @ arenisca Hollin

cambio en presión de fondo = 400 psi: cambio instantáneo

cambio de temperatura de fondo = 600 degF: aumento

constante 24 horas

4.6.8 Fuente: Schlumberger, 2009, Análisis De Integridad Del Revestimiento De

Cemento

Formation Material Name: Hollin Sandstone Density: 142.3357 lbm/ft3 Young Modulus: 3.92 Mpsi Poisson Ratio: 0.2 Thermal Conductivity: 1.0574 Btu/h.degF.ft Specific Heat Capacity: 0.1696 Btu/(lbm.degF) Thermal Exp. Coefficient:

7.2222 1E-6 1/degF

Well Pressure Change. Base case value 100.0 %. Variation from 75 % to 125 %. Default Min: 75%, Max: 125% of current profile

Well Temperature. Base case value 100.0 %. Variation from 75 % to 125 %. Default Min: 75%, Max: 125% of current profile

Weight of Inner Casing. Base case value 23.0 lbm/ft. Variation from 16.1 lbm/ft to 29.9 lbm/ft. Default Min: Weight - 30%, Max: Weight + 30%

Young Modulus of Formation. Base case value 3.9 Mpsi. Variation from 1.96 Mpsi to 5.88 Mpsi. Default Min: YM - 50%, Max: YM + 50%

Young Modulus of Inner Cement. Base case value 0.4 Mpsi. Variation from .29 Mpsi to .48 Mpsi. Default Min: YM - 25%, Max: YM + 25%

Compressive Strength of Inner Cement. Base case value 1490.0 psi. Variation from 1266.5 psi to 1713.5 psi. Default Min: CS - 15%, Max: CS + 15%

Page 111: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

86

Cement Sheath Integrity Analysis

Análisis de esfuerzo @ arenisca T

cambio en presión de fondo = 400 psi: cambio instantáneo

cambio de temperatura de fondo = 600 degF: aumento

constante 24 horas

Fuente: Schlumberger, 2009, Análisis de Esfuerzo.

Formation

Material Name: Consolidated Sandstone (typical value)

Density: 142.3357 lbm/ft3 Young Modulus: 3.4899 Mpsi Poisson Ratio: 0.25 Thermal Conductivity: 1.0574 Btu/h.degF.ft Specific Heat Capacity: 0.1696 Btu/(lbm.degF) Thermal Exp. Coefficient:

7.2222 1E-6 1/degF

Well Pressure Change. Base case value 100.0 %. Variation from 75 % to 125 %. Default Min: 75%, Max: 125% of current profile

Well Temperature. Base case value 100.0 %. Variation from 75 % to 125 %. Default Min: 75%, Max: 125% of current profile

Weight of Inner Casing. Base case value 23.0 lbm/ft. Variation from 16.1 lbm/ft to 29.9 lbm/ft. Default Min: Weight - 30%, Max: Weight + 30%

Young Modulus of Formation. Base case value 3.5 Mpsi. Variation from 1.74 Mpsi to 5.23 Mpsi. Default Min: YM - 50%, Max: YM + 50%

Young Modulus of Inner Cement. Base case value 0.4 Mpsi. Variation from .29 Mpsi to .48 Mpsi. Default Min: YM - 25%, Max: YM + 25%

Compressive Strength of Inner Cement. Base case value 1490.0 psi. Variation from 1266.5 psi to 1713.5 psi. Default Min: CS - 15%, Max: CS + 15%

Page 112: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

87

4.6.9 ANÁLISIS DE INTEGRIDAD DEL REVESTIMIENTO DE CEMENTO

Análisis de esfuerzo @ M1 Limestone

cambio en presión de fondo = 400 psi: cambio instantáneo

cambio de temperatura de fondo = 600 degF: aumento

constante 24 horas

Fuente: Schlumberger, 2009, Análisis de integridad del revestimiento de cemento.

Formation Material Name: Limestone (typical value) Density: 159.8156 lbm/ft3 Young Modulus: 4.1898 Mpsi Poisson Ratio: 0.3 Thermal Conductivity: 0.9649 Btu/h.degF.ft Specific Heat Capacity: 0.215 Btu/(lbm.degF) Thermal Exp. Coefficient:

7.2222 1E-6 1/degF

Well Pressure Change. Base case value 100.0 %. Variation from 75 % to 125 %. Default Min: 75%, Max: 125% of current profile 300psi to 500psi

Well Temperature. Base case value 100.0 %. Variation from 75 % to 125 %. Default Min: 75%, Max: 125% of current profile 450degF to 750degF

Weight of Inner Casing. Base case value 23.0 lbm/ft. Variation from 16.1 lbm/ft to 29.9 lbm/ft. Default Min: Weight - 30%, Max: Weight + 30%

Young Modulus of Formation. Base case value 4.2 Mpsi. Variation from 2.09 Mpsi to 6.28 Mpsi. Default Min: YM - 50%, Max: YM + 50%

Young Modulus of Inner Cement. Base case value 0.4 Mpsi. Variation from .29 Mpsi to .48 Mpsi. Default Min: YM - 25%, Max: YM + 25%

Compressive Strength of Inner Cement. Base case value 1490.0 psi. Variation from 1266.5 psi to 1713.5 psi. Default Min: CS - 15%, Max: CS + 15%

Page 113: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

88

4.7 REPORTE DE TRABAJO DE CEMENTACION - REVESTIDOR 7”

CemCADE WELL CEMENTING RECOMMENDATION FOR 7 IN. CASING

Operator : Ivanhoe Well : IP-5B

Country : Ecuador Field : Ivanpung

State :

Preparedfor : Ivanhoe Location : El Coca

Proposal No. : Final Service Point : Quito

Date Prepared : July 11

2010

Business Phone :+593 2 297 6900 –

Ext 1361

FAX No. : + 593 2 297 6995

Prepared by : xxxxxxxxx

E-Mail : xxxxxxxxx

WELL DESCRIPTION

Configura

ción

Casing Stage : Single RigType : Land

Prev.Strin

g

MD : 132.0 ft OD : 10 3/4 in Weight : 40.5 lb/ft

Csg/Liner MD : 783.0 ft OD : 7 in Weight : 23.0 lb/ft

Landing Collar MD 741.0 ft

Casing/linerShoe MD 783.0 ft

Mud Line 0.0 ft

Total MD 785.0 ft

BHST 88 degF

Bit Size 9 7/8 in

Mean OH Diameter 10.293 in

Page 114: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

89

Mean AnnularExcess 0.0 %

Mean OH

EquivalentDiameter

10.293 in

Total OH Volume 67.2 bbl (includingexcess)

Tabla N. 4 Sección 1: secuencia fluidos

Original fluid Mud- KALYSTOP 9.50 lb/gal

k :1.22E-2 lbf.s^n/ft2 n :0.527 Ty :2.43 lbf/100ft2

DisplacementVolume 29.2 bbl

Total Volume 152.2 bbl

TOC 0.0 ft

Fluid Sequence

Name Volume

(bbl)

Ann.

Len

(ft)

Top

(ft)

Density

(lb/gal)

Rheology

Water 3.0 0.0 8.32 viscosity:5.000

cP

ZONELOCK B 10.0 0.0 9.98 viscosity:3.000

cP

CemNET

MUDPUSH II

30.0 0.0 10.80 k:2.13E-2

lbf.s^n/ft2

n:0.502 Ty:5.53

lbf/100ft2

Nuevo 13.5

LC

80.0 783.0 13.50 k:3.09E-2

lbf.s^n/ft2

n:0.553 Ty:13.91

lbf/100ft2

MUDPUSH II 3.0 664.8 10.80 Pv:35.306 cP Ty:19.27

lbf/100ft2

Water 26.2 0.0 8.32 viscosity:5.000

cP

Page 115: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig

4.8 RES

Esta secc

de 9.8 p

presencia

hacer un

silica y 15

El diámet

Static

Frac

Pore

Collaps

Burst

Csg.Pu

g. 20 Fuent

SUMEN E

ción fue pe

pg. La pro

a de un a

tapón bala

5.8 ppg.

tro obtenid

Security C

se

umpout

e: Schlumbe

EJECUC

erforada co

ofundidad

acuífero ac

anceado h

do por un c

Checks :

12 psi

34 psi

3051 psi

4360 psi

4 ton

erger, 2009, S

CION DEL

on una bro

final de e

ctivo debaj

asta los 68

caliper de 6

i

i

Secuencia

L TRABA

oca de 9 7/

sta secció

jo de la z

83 ft. Se u

6 brazos fu

at 132.0 ft

at 132.0 ft

at 741.0 ft

at 0.0 ft

a de los flui

AJO

/8 “y con u

ón fue 108

zona de in

tilizo una l

ue 10.293”

t

t

t

idos Csg 7

un lodo bas

80 ft. Debi

nterés, se

echada cla

.

90

7”

se agua

do a la

decidió

ase G +

Page 116: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

91

Se perforo el tapón hasta 783 ft y esta fue la nueva profundidad para el

casing de 7”. El peso del lodo quedo en 9.5 ppg antes de la operación de

cimentación.

El exceso anular usado en este pozo como fue 100% sobre la broca, para

asegurar retornos de cemento a superficie y tener buen cemento desde el

zapato hasta superficie. Esto correspondió a un diámetro equivalente del

hoyo de 12.758”.

El hoyo presentaba “washouts” entre 380 ft y 480 ft. El resto del hoyo

presentaba un diámetro similar al de la broca usada durante la perforación.

4.8.1 INFORMACION TUBERIA

Se corrió una tubería de 7”, 23 lb/ft, K-55, rosca BTC. La tubería fue corrida

sin problemas a la profundidad prevista @ 783 ft.

Se circuló hasta que el hoyo este limpio (Retornos limpios en zarandas) y

exista una presión de circulación estable. Las presiones de circulación

estuvieron de acuerdo a la simulación con CemCADE.

4.8.2 CENTRALIZACION

Se corrieron un total de 20 centralizadores. Fue uno por cada casing (frente

a los “WashOuts” no se colocaron centralizadores”) y dos centralizadores por

cada casing en las zonas de interés. Los centralizadores utilizados fueron

Weatherford -Turbulizer (Max OD = 10.75”, Min OD = 8”).

Page 117: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

92

4.8.3 MEZCLA CEMENTO

La lechada de cemento utilizada para el casing de producción, fue una

lechada clase G + silica + acelerante y 13.5 ppg.

La lechada fue premezclada durante 1 hora en el recirculador y para evitar

pérdidas de circulación se le puso 1 lb/bbl de CemNET.

La lechada contenía dos tamaños de partícula de Silica en la mezcla:

D166 es una partícula de tamaño medio y fue utilizada con una

concentración de 15% BWOC.

D154 es una partícula de tamaño pequeño, fue utilizada con una

concentración de 25% BWOC, ayuda especialmente a elevar el

esfuerzo a la compresión y a extender la lechada.

La concentración total de Silica excedió el 35% BWOC, recomendado para

este tipo de pozos.

El esfuerzo a la compresión obtenido con este sistema fue 2300 psi después

de 90 horas.

La lechada de cemento fue acelerada utilizando Cloruro de Calcio con una

concentración de 3%BWOC, obteniendo un tiempo de bombeabilidad de

03:15 HR: mn (70 BC) y con dos horas de pre mezcla (Laboratorio).

4.9 OPERACION DE CEMENTACION

Las líneas de cementación fueron conectadas y probadas a 3000 psi.

El pozo fue circulado un fondo arriba antes de la operación de cementación.

Las presiones estaban de acuerdo a la simulación de CemCADE.

La secuencia de bombeo fue la siguiente:

Zone lock B @ 9.98 ppg 10 bbl @ 4bpm

MUDPUSH II @ 10.8 ppg 30 bb @ 4 bpm

Lechada Tail @ 13.5 ppg 80 bbl @ 5 bpm

Page 118: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

93

Desplazamiento con 30 bbls :

MUDPUSH II 3 bbl@ 6 bpm

Agua 21 bbl@ 6 bpm

Agua 6 bbl@ 3 bpm

El tapón de fondo asentó con 2000 psi.

El equipo de flotación funciono sin problemas, en la prueba de “back

flow” retorno 1 bbl.

La presión final de bombeo fue 400 psi antes de asentar tapón.

40 bbls de lechada retornaron a superficie peso 13.5 ppg.

100% de circulación fue observada durante toda la operación de

cementación.

No se requirió un “Top Job”. No se observó un influjo después de la

operación.

Page 119: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

Fig

g. 21, Fuennte: Schlumbberger, 2009,CEMENT

REPORTTACION

E DEL TRAABAJO DE

94

E

Page 120: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

95

4.9.1 REPORTE DE PRUEBAS DE LABORATORIO DEL ESPACIADOR

IP-5B, LR Spacer Production csg,

Fluid No : QEC

IVA2010-013c

Client : Ivanhoe Location /

Rig

: Land

Date : Jul-06-2010 WellNa

me

: IP-5B Field : IP

Job Type 3-1/2 Csg Depth 1094.0 ft TVD 1094.0 ft

BHST 91 degF BHCT 81 degF BHP 747 psi

StartingTem

p.

80 degF Time

toTemp.

00:05

hr:mn

HeatingR

ate

0.06

degF/min

StartingPres

sure

255 psi Time

toPressure

00:05

hr:mn

Schedule 9.2-2

COMPOSICIÓN

Densit

y

10.80 lb/gal Type MUDPUSH

II

Water/Spac

er (vol)

80.6 %

Porosit

y

81.9 % Solid Vol.

Fraction

18.1 %

Page 121: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

96

Tabla N. 5 Aditivos

Code Concentration Component LotNumb

er

Freshwater

D112 1.000 lb/bbl of spacer Fluid loss WF2555S

674

D182 3.500 lb/bbl of spacer Turb. Spacer 030410-

01

F103 0.500 gal/bbl of spacer Surfactante SLB2010

D047 0.010 gal/bbl of spacer Antifoam TU0C003

67A0

D151 162.64 lb/bbl of spacer weightagent 325

Tabla N. 6 Reologia

(rpm) (deg) (deg)

300 49.0 53.0

200 40.0 43.5

100 30.0 33.0

60 24.5 27.0

30 19.5 21.0

6 12.0 12.0

3 10.0 10.0

10 sec Gel 10 10

10 min Gel 16 14

1 min Stirring 12 12

Temperatura 80 degF 81 degF

Presión 15 psi 15 psi

Pv: 32.305 cP

Ty : 17.70 lbf/100ft2

Pv: 35.306 cP

Ty : 19.27 lbf/100ft2

Page 122: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

97

Comentarios

General Comment : Facil de mezclar

Fann Reading Comment : Arreglo R1B1

Other test Comment : EL F103 AGREGAR JUSTO ANTES DE BOMBEAR.

Fuente: Schlumberger, 2009,Reporte de pruebas de Laboratorio.

4.9.2 REPORTE DE LABORATORIO DE PRUEBAS DE FLUIDO DE

LAVADO

IP-5B, LR SilicatePILL

Tabla Nº 7 Production csg,

Fluid No : QEC IVA2010-

012c

Client : Ivanhoe Location / Rig : Land

Date : Jul-01-2010 WellName : IP-5B Field : Pungaraya

Job Type

7in Csg

Depth

1094.0 ft

TVD

1094.0 ft

BHST 91 degF BHCT 81 degF BHP 747 psi

StartingTemp. 80 degF Time toTemp. 00:05

hr:mn

HeatingRate 0.06

degF/min

StartingPressur

e

255 psi Time toPressure 00:05

hr:mn

Schedule 9.2-2

COMPOSICIÓN

Density 10.10 lb/gal Type Water Water / Wash (vol.) 50.0 %

Code Concentration Component Lot Number

Freshwater

D075L 21.000 gal/bbl of wash Antigel SLB2010LOCAL

Page 123: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

98

Tabla Nº 8 Reologia

(rpm) (deg) (deg)

300 3 3

200 2 2

100 1 1

60 0 0

30 0 0

6 0 0

3 0 0

10 sec Gel 0 0

10 min Gel 0 0

1 min

Stirring

0 0

Temperatura 80 degF 81 degF

Presión 15 psi 15 psi

Pv: (cP)

Ty : (lbf/100ft2)

Pv: (cP)

Ty : (lbf/100ft2)

Page 124: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

99

4.9.3 REPORTE DE LABORATORIO DE PRUEBAS DE CEMENTO

IP-5B, LR Production Csg, 5-Jul-10

Job Type 7in Csg Depth 1094.0 ft TVD 1094.0 ft

BHST 91 degF BHCT 81 degF BHP 747 psi

StartingTe

mp. 80 degF

Time

toTemp. 02:05 hr:mn

Heating

Rate

0.01

degF/min

StartingPre

ssure 255 psi

Time

toPressure 02:05 hr:mn

Schedul

e 9.2-2

Tabla Nº 9 Composición de la lechada

SlurryDensity 13.50 lb/gal Yield 2.27 ft3/sk Mix Fluid 11.482 gal/sk

Solid Vol.

Fraction

33.9 % Porosity 66.1 % Slurrytype Conventional

Code Concentrati

on

Sack Reference Component BlendDensity Lot

Number

G 94 lb of CEMENT Blend 3.17 SG

Freshwater 11.150 gal/sk Base Fluid

D112 1.000 %BWOC Fluid loss WF2555S6

74

S001 3.000 %BWOC Accelerator 2010LOCA

L

D047 0.050 gal/sk Antifoam TU0C0367

A0

B159 0.100 %BWOC FLEX-S SA2755S6

P4

D154 25.000 %BWOC Extender 2010SLB

D166 15.000 %BWOC Weightingag 2010SLB

Page 125: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

100

Tabla Nº 10 Reologia (lecturas promedio)

(rpm) (deg) (deg)

300 108.0 108.0

200 88.0 88.0

100 66.5 65.0

60 53.0 52.5

30 41.5 41.5

6 26.5 26.5

3 19.0 19.0

10 sec Gel 21 20

10 min Gel 42 38

1 min

Stirring

28 26

Cont..... REOLOGIA

Temperatur

a

80 degF 81 degF

Pv: 160.461 cP

Ty : 40.04

lbf/100ft2

Pv: 163.416 cP

Ty : 38.74

lbf/100ft2

Thickening Time

Consistency Time

30 Bc 01:40 hr:mn

70 Bc 03:15 hr:mn

Batch Mix Time : 02:00

hr:mn

at 80 degF

Fluido Libre

0.0mL/250mL in 2 hrs

At 80 degF and (deg) incl.

Perdida de Fluidos

API Fluid Loss 34 mL

17 mL in 30

min

at 81

degF

and 1000 psi

Page 126: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

101

COMENTARIOS

General Comment : Lechada fácil de mezclar

Fann Reading Comment : Arreglo R1B5

Thickening Time Comment: Se realiza 120 minutos de pre mezcla.

Other test Comment : El D154 y D166 ya se encuentran en el Blend, Para

los cálculos de agua de mezcla y aditivos realizarlos tomando en cuenta la

cantidad de cemento y no a la cantidad de Blend;

Fuente: Schlumberger, 2009, Thickening Time.

Page 127: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

F

Fig. 22, Schlumberger, 2010, Rela

Csg

ación Temp

7”

peratura Vss. Tiempo

102

Page 128: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

103

Playback con 0% de exceso anular

Fig. 23 ,Schlumberger, 2009, IP-B15, UCA Production Liner, 28- Jun-10UCA a 13.5 ppg – ACUSTIC IMPEDANCE @ 72 HOURS = 4.2 MRAYLS

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CHANDLER Test File Name: IP-5B, UCA Production Csg, 28-Jun-10.tst Page 1

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104

Fig.24, Schlumberger, 2010, Presión adquirida durante la operación

Por el programa CemCADE

La presión calculada por el programa CemCADE (Curva azul) tiene la misma

tendencia que la curva roja (presión adquirida durante la operación), esto

indica que no hubo empaquetamientos del pozo y estuvo limpio antes de

iniciar la operación de cementación. Además, durante el desplazamiento la

presión tiende a subir, lo cual indica también que no hubo pérdidas de

circulación. Esto se confirmo también, porque nunca hubo pérdidas de

circulación en zarandas.

En la parte inferior del grafico, la curva azul (Caudal de bombeo entrada) y la

curva verde (Caudal del fluido a la salida). En la primera parte el caudal de

Page 130: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

105

salida es superior al caudal de entrada por la caída libre del cemento “Efecto

de tubo en U”.

Posteriormente, son iguales las curvas, porque tanto el casing por dentro y el

anular (Casing-Hueco abierto) estaban llenos de cemento.

4.10 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL REGISTRO CBL / VDL

Pozo IP-5B

Interpretando de los resultados del registro de adherencia del cemento, se

tienen los siguientes valores:

Sección de TD A 440 Ft,

En la parte inferior del intervalo de 590 ft a 780 ft, se aprecia buena

cementación. Con sello competente desde: 695 ft a 740 ft, (por encima de la

zona a probar).

La adherencia hacia la formación, muestra arribos de formación, que ocurren

en frente de una zona en calibre, así que la adherencia a la formación es

buena.

La alta actividad en los mapas de impedancia y SLG y la cantidad de flags

de gas se deben probablemente a un micro anillo seco que afecta más las

medidas ultrasónicas que las medidas sónicas, sin embargo se muestra una

correlación buena entre CBL e IBC.

La presencia de silica en principio no debería afectar la respuesta de los

registros de cementación.

Page 131: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

106

El registro de Cemento CBL mostró una amplitud de menos de 10 mV

debajo de 750 ft MD.

Fig. No. 25, Schlumberger, 2011, Registro CBL del Pozo IP-5B Evaluación del cemento después de 3 días

Page 132: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

107

Fig.26, Schlumberger, 2009, Registro CBL

De superficie a 440’:

La calidad de la cementación es regular y constante a partir de 440’

en donde los registros de open hole muestran una caverna desde

320’ hacia 440’, por consiguiente, la adherencia hacia la formación es

tolerable.

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Page 134: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

109

4.11 EQUIPOS DE CEMENTACION

Todo el equipo de cementación y las herramientas especiales de

Schlumberger son operados por personal de servicio capacitado, con la

supervisión por gente con muchos años de experiencia en el campo. Todo

esto está respaldado por la organización de investigación más completa en

la industria petrolera, de acuerdo al manual de equipos, DOWELL –

SCHLUMBERGER.

Fig. No 28, Fuente: Schlumberger, 2011, Equipos para la cementación del pozo IP-15

Page 135: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

110

4.11.1 EQUIPO DE CEMENTACIÓN

La mayoría de las compañías de servicios fabrican el equipo adecuado para

el trabajo que deben realizar. Puede usarse de varias maneras como: de

acuerdo al manual de Especificaciones de Equipo de Cementación,

Schlumberger,

En la cementación de sartas de revestimientos superficiales,

intermedias y de producción.

Para la cementación forzada.

En el taponamiento con cemento para evitar el agua del fondo del

pozo y para operaciones de desvío.

En el taponamiento de fracturas naturales, cavidades, fugas y

formaciones absorbentes que causan pérdida de circulación.

En tareas de bombeo a presión para:

Pruebas de tubería de revestimiento, conexiones y tuberías en

general.

Ubicar las fugas (liqueos) en las tuberías de revestimiento rajadas.

Neutralizar (Controlar) pozos descontrolados.

Establecer la circulación alrededor de la tubería de revestimiento o

tubería de perforación atascada.

Circular fluidos.

Apagar incendios de campos petroleros.

Mezcla de los materiales de fluidos de perforación con los aditivos del

cemento.

La cementación de fugas de la teoría del revestimiento.

La consolidación de formaciones de arena floja.

Estimulación química.

Fracturamiento de formaciones.

Aplicación de cemento para consolidación

Page 136: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

111

El equipo de cementación está diseñado y construido para funcionar y

prestar servicio en condiciones de campo cubriendo excesos de altura,

temperatura y humedad.

El equipo es evaluado técnicamente, seleccionado y ensamblado en

unidades de varios tipos que se requiere para las difíciles condiciones

encontradas en los campos petroleros. Además, cada unidad se prueba

completamente antes de entregarla al campo.

4.11.2 MONITORES ELECTRÓNICOS

Toda operación de Cimentación es monitoreada y controlada por equipos

electrónicos que sirven para visualizar en tiempo real la secuencia operativa

de una operación de cementación.

Fig.29, Fuente: Schlumberger, 2011, Monitores Electrónicos

Estos monitores están conectados a las bombas de las unidades de bombeo

mediante magnetic pick ups como también a consolas de control que están

ubicados así: una en la caseta del jefe del pozo y otra para el Ing. de

cementación de la compañías de servicios, y son quienes visualizan los

parámetros del programa de cementación que se esta ejecutando.

Page 137: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

112

4.11.3 UNIDAD DE BOMBEO PSM

Fig. No.30, Fuente: Schlumberger, 2009, Equipo De Cementación

Las unidades móviles de cementación vienen en varios tipos generados para

satisfacer los diferentes requisitos de la industria del petróleo, el más común

es “el camión de cementación con unidades de bombeo gemelas”; las

presiones máximas llegan a 14.000 lbs, dependiendo del tipo de mezclador,

pueden mezclarse y desplazarse hasta 15 pies de lechada normal por

minuto siempre que haya suficiente cemento y agua disponible. Cada una de

las dos bombas de desplazamiento positivo es impulsada por un motor

diesel de 335 hp; un motor adicional impulsa el chasis, de acuerdo al manual

de cementación, Schlumberger.

La fuerza es transmitida por un convertidor de torsión o transmisión. El

equipo adicional es un tanque de 20 bls., para mezcla, el sistema de mezcla

por recirculación PSM, la tubería de alta presión y el equipo electrónico de

monitoreo.

Page 138: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

113

Estas unidades móviles de bombeo son las de más rendimiento, disponibles

en el campo y se diseñan para satisfacer las necesidades de cementación y

bombeo requeridas en las zonas de alta presión.

La unidad de mezcla es parte esencial del equipo de bombeo, es mezclar

continuamente las composiciones secas de cemento con el fluido de

acarreo. Al lograr esto, el resultado es una lechada de cementación con

propiedades predecibles que se proporcionan a la velocidad deseada. “El

sistema normal de mezcla a chorro, hidráulico de alta presión a

revolucionado el tratamiento de cementación de pozos petrolíferos. Consiste

de una tolva en forma de embudo, un tazón mezclador, tubo de descarga,

sumidero y líneas del abastecimiento de agua.

La unidad funciona por medio de una corriente de agua forzada por la

tobera, a través del tazón a una línea de descarga, luego dentro del

sumidero donde las bombas de cementación toman la lechada de cemento.

4.12 PERSONAL DE OPERACIONES DE LA COMPAÑÍA DE

CEMENTACION

4.12.1 SUPERVISOR DE OPERACIONES

Es un técnico con muchos años de experiencia en lo relacionado a

cementación o, también puede ser un Ing. de Cementación ya formado para

este tipo de servicios.

La función del supervisor de operación es planificar y ejecutar la operación

de cementación.

Coordina con el Ing. de la compañía (cliente), los detalles técnicos mas

importantes para la cementación y finalmente, revisan en conjunto los

programas de cementación. Luego pide autorización para planificar el área

Page 139: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

114

de trabajo en la locación del pozo, para ello dialoga o se pone en contacto

con el jefe de Pozo y, propone un plan tentativo de ubicación de todos los

equipos en el pozo. También coordinan actividades con el jefe de

Cementación, los dos charlan con el jefe del taladro para coordinar los

asuntos técnicos concernientes a la conexión de tuberías de alta presión

entre los equipos de cementación, la torre de perforación y el cabezal del

pozo.

Recibe la orden de trabajo del cliente. Organiza y clasifica al personal

operativo de cementación y logística quienes a su vez se encargan de

escoger los equipos necesarios como también los productos y materiales

para la cementación. Otro grupo de personal se dedica a la verificación de

las unidades y a seleccionar las herramientas necesarias para la operación.

El Supervisor de operaciones tiene varias charlas con el personal operativo,

para ejecutar la operación asignada. Durante la operación, el supervisor de

operaciones dirige la operación de cementación coordinadamente con el Ing.

de Pozo, Jefe de taladro y su personal de cementación.

Al final de la operación, el Supervisor de operación es el encargado de

preparar el reporte de operaciones tanto para el jefe de pozo como para el

gerente de operaciones de su compañía.

4.12.2 INGENIERO DE CEMENTACION

El Ingeniero de Cementación es la persona de contacto entre la compañía y

el cliente. Durante la perforación del pozo, el Ingeniero de cementación,

visita y toma información como tipo de lodo, tamaño del hueco; además,

estudia el lugar para tener una idea donde ubicar los equipos de

cementación. Está en contacto con los técnicos o ingenieros de Perforación

y es él quien canaliza la información del pozo a cementarse. y obtiene el

programa de perforación del pozo, como el tamaño de los huecos para las

Page 140: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

115

diferentes tuberías sea estas para el revestimiento superficial y de

Producción.

Con la información obtenida, prepara el programa de cementación

preliminar, el mismo que es entregado al Departamento de Perforación, que

se encargaran del estudio del mismo. Este programa reúne todos los datos

técnicos de perforación y cementación también menciona los equipos a

utilizar los tipos de productos químicos y materiales para la cementación y

los diferentes tipos de cemento y por último el equipo de flotación ej. Zapato

guía, collar flotador, rascadores, divertool, centralizadores y otros.

Posteriormente, se encarga de la elaboración y ajuste del programa

definitivo, valiéndose de datos de las secciones reales del hoyo perforado

(registro Caliper).

Mediante registros adicionales evalúa las zonas de pérdida, la temperatura

del pozo, los topes para el cemento, el agua que se va utilizar para la

preparación de la lechada, etc son de utilidad para el Ingeniero de

Cementación, para realizar las pruebas en el laboratorio de cementación y

medir parámetros como:

Resistencia a la Comprensión

Tiempo de fragüe

Densidad del fluido

Cantidad exacta para la preparación de la lechada.

Cuando el programa está listo, entrega al Cliente para la aprobación y la

orden de ejecución del mismo. Este programa entrara en ejecución el día de

la operación. Él supervisara para que se cumpla lo establecido.

Al final de la operación, prepara un informe (PostJobReport) para entregar al

cliente. Este informe contiene la secuencia operativa desarrollada y

observaciones de las actividades de cementación más relevantes.

El Ingeniero de Cementación se reúne con el operador de cementación o

jefe de Operaciones, el Laboratorista y planifican la operación a realizarse.

Page 141: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

116

4.12.3 OPERADOR DE CEMENTACION

Es un técnico de mucha experiencia en el campo, que conoce los servicios

de cementación primara, Secundaria, Herramientas, Estimulaciones, etc. El

se encarga de la operación. Ordena el movimiento de los equipos a la

locación del pozo hasta el retorno de los mismos a la base de operaciones

de la contratista. Sus actividades son las siguientes:

Identificar el tipo de trabajo a ejecutarse.

Selecciona al personal necesario y requerido para la operación.

Escoger los equipos y misceláneos a utilizarse.

Con referencia al personal seleccionado, el asigna obligaciones a cada uno

de ellos, así: verificar el estado de las unidades y realizar las pruebas a las

mismas. Este personal tiene que pasar un reporte antes de salir a la

operación.

En cuanto a los equipos a utilizarse, a su criterio y disponibilidad, selecciona

las unidades de cementación que de acuerdo al tipo de cementación puede

ser 1 o 2 unidades.

Escogen los misceláneos de alta presión como:

Cabezas de cementación

Swages

Swivels

Chicksans

Tuberías de alta presión

Un set de válvulas de diferentes diámetros

También este operador se encarga de buscar personal de soporte como:

Mecánicos

Técnico electricistas

Técnico electrónico

Page 142: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

117

Con todo este personal y equipos, él estará muy activo en la operación que

se está realizando en el pozo. El operador es el que opera la unidad de

cementación en coordinación con otros operadores. El éxito de la operación

depende de la habilidad del operador y su equipo.

4.12.4 OPERADOR DE BULKS(Transportador de Cemento más Aditivos)

Su función es transportar el cemento más los aditivos, desde la planta de

cemento de la compañía de servicios, hacia la localización del pozo a

cementarse. Su trabajo se inicia, cuando recibe órdenes del operador o

ingeniero de cementación.

Cuando la unidad esta lista "en condiciones de operación " solicita el jefe de

laboratorio las órdenes de transporte, las minas que son canalizadas con el

jefe de la planta.

La unidad de transporte es cargada mediante compresores neumáticos, una

vez terminado el llenado de la carga, son sellados para evitar pérdidas de los

materiales e inmediatamente se dirige al pozo.

Durante la operación, el operador del Bulks inicia la descarga del cemento y

los químicos. Cuando el operador de cementación ordena el inicio de la

operación a todo el personal que está a cargo de los equipos, empieza la

descarga del Bulk hacia la unidad mezcladora "BatchMixer" o al PSM. La

descarga se realiza mediante un compresor que se encuentra junto a los

trompos de cemento de la unidad.

Terminada la operación, desconectan líneas de la unidad Bulk y retorna

hacia la base de operaciones, para un control mecánico de la unidad y

también para preparar su reporte de operaciones.

Page 143: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

118

4.12.5 TÉCNICO ELECTRÓNICO

La calibración de los equipos de monitoreo es fundamental para la operación

y para cada trabajo, pues de ella depende el éxito de la cementación.

La buena operación de estos equipos son esenciales pues se logra detectar

cualquier anomalía como: fallas de los equipos de bombeo, problemas en los

mezcladores para la lechada, problemas en el flujo de la lechada hacia el

pozo cualquier variación de inyección hacia el pozo.

Esta información es muy útil para el análisis que realizara el Ingeniero de

Cementación.

4.12.6 LABORATORISTA

El éxito de la operación depende de la pericia de este técnico. El trabajo

directamente con el Ingeniero de Cementación.

Es un tecnólogo es especializado en cementación y está a cargo del el

diseño de las lechadas de cemento, para las diferentes tuberías de

revestimiento. Su trabajo lo realiza en un laboratorio y equipos básicos son:

los consistómetro, balanzas, blender, hornos, prensas, etc.

4.12.7 COMPANY MAN O SUPERVISOR DE PERFORACIÓN

El CompanyMan (Jefe de Pozo), o también Supervisor de perforación, es la

persona directamente responsable de las operaciones en la perforación de

un pozo y es el representante del Cliente.

A su cuidado esta, desde que se coloca y cementa el tubo conductor hasta

que se entrega el pozo produciendo / abandono.

Page 144: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

119

Todos los procesos en la perforación de un pozo, el Jefe permanece las 24

horas en el lugar de trabajo (locación) hasta que es reemplazado por otro

profesional.

Todas las operaciones del día las resume en el “Daily Drilling Report” (API),

el que es remitido a su inmediato superior. Supervisa los fluidos de

perforación, las propiedades físico químicas, avance de la perforación con

las brocas a usarse, registro eléctricos, diseño y bajada de casing, coordinar

diseños de casing que sin duda es la parte más crítica en toda la operación

ya que una cementación deficiente puede ser muy costosa en la

productividad del pozo y hasta puede dar como resultado un pozo no

comercial. Sin descuidar la provisión de partes, cuidar el eficiente

funcionamiento de todo el equipo, controlar que personal sea siempre el

idóneo, como la seguridad y control ambiental. Por lo mencionado, es un

profesional con experiencia.

Si bien es cierto que todos estos trabajos los realizan compañías contratistas

especializadas, la misión del Jefe de pozo es la de estar preparado para,

planificar y analizar la buena ejecución de los mismos, sin olvidar que,

tiempo es igual a costos por lo que necesita coordinar, asignado y

modificando a las compañías contratistas para su ejecución dentro de los

cronogramas establecidos y así conseguir la productividad deseada.

Además tiene funciones adicionales como: Supervisar al personal de

compañías contratistas encargadas de las operaciones de Perforación y

Reacondicionamiento. Realizar reconciliaciones de tuberías, sal, químicos y

materiales utilizados en complementaciones de producción. Elaborar

diagrama final, tally de tubería y herramientas de la complementación

definitiva bajada en cada pozo. Cumplir con las demás funciones y

responsabilidades compartibles con su actividad que le sean asignadas por

a autoridad competente.

.

Page 145: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

CAPITULO V

Page 146: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

121

CAPITULO V

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES:

Las condiciones operativas dentro de la cementación son

complicadas, pero muchas de ellas son predecibles, siempre y cuando se

apeguen estrictamente a los procesos establecidos previamente, para

alcanzar el objetivo final, que es: la productividad del pozo. Para ello tiene

que haber una total coherencia, compatibilidad y comunicación entre los

diferentes actores, que intervienen en la construcción del pozo, y actuar con

un solo criterio; por lo tanto, el presente estudio se enfoca hacia la

administración del mismo, utilizando las herramientas modernas, sin perder

de vista la tecnología.

De la evaluación realizada a los registros internos de la compañía de

cementación y preparado por el ingeniero de cementación, concluyo que, la

cementación de la tubería de producción del pozo IP-15B, se realizó sin

anormalidades de presiones de desplazamiento, sin embargo, no he logrado

determinar si hubo o no perdidas de circulación durante esta operación,

puesto que, al ir adicionando los fluidos de cementación por falta de espacio

físico en el sistema de tanques de lodo del taladro, el lodo de perforación

que retornaba a las zarandas, no intentaron cuantificar y lo enviaba hacia la

piscina de ripios.

Los volúmenes de las lechadas de cemento fueron re-calculados

mediante el programa de cementación CemCADE de SCHLUMBERGER y

confirmadas en el pozo, utilizando el registro de hueco abierto (caliper), el

Page 147: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

122

cual mostró un hoyo de 16.2 pulgadas en promedio y añadiendo el100% de

exceso, como recomiendan los manuales técnicos de cementación.

La tubería de revestimiento de 7 pulgadas, fue corrida utilizando 9

centralizadores, aunque el diseño final sugería cubrir toda la tubería de

revestimiento. Esta decisión, considero lo tomo el cliente dueño del pozo,

que con certeza considero no necesarios.

Analizados ciertos registros de información de la compañía de

perforación, concluyo que, las reologías del lodo de perforación, no fueron

acondicionadas a valores requeridos para la cementación, posiblemente

para no alterar la “estabilidad” del hueco abierto. Simplemente el pozo fue

circulado.

Analizada la información del Reporte de operación, la tubería de

revestimiento, si fue reciprocada durante la circulación del pozo y mientras

se realizó el bombeo de los fluidos de cementación. El movimiento de la

tubería (reciprocación) ayuda a incrementar la eficiencia de desplazamiento

y también mejora la remoción de lodos, rompe los geles formados en las

cavernas, ayuda en la remoción de ripios, etc.

Del análisis realizado al registro eléctrico CBL correspondiente a la

zona de interés, no hay buena adherencia del cemento a las paredes de la

tubería de revestimiento como tampoco a la formación. Una cementación

remedial se intentó a 350 pies pero no hubo inyectividad y sólo la mitad un

bbl fue inyectado detrás de la tubería de revestimiento.

El pozo quedo con lodo de perforación (10.5 lpg) y al ser remplazado

por agua fresca (8.3 lpg) para correr registros de adherencia del cemento,

causo un micro anillo. El registro CBL/VDL fue corrido con 500 psi de

presión, lo cual no es suficiente para contrarrestar el diferencial de presión

de 1000 psi creado al remplazar el fluido en el pozo.

Page 148: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

123

Todas estas pruebas fueron corridas antes de la cementación y se

volvieron a comprobar los resultados con las mezclas realizadas en la

locación. Los resultados fueron los siguientes:

Primera Etapa Segunda Etapa

Remov. Relleno Cola Remov. Relleno Cola

Densidad (lb/gal): 13,65 0 15,9 13,5

Rendimiento (cu ft/sk): 2,21 1,53 1,79

RequerimienAgua

(gal/sk):

11,21 6,10 9,4

BHST a fondo (ºF): 239 208

BHCT (ºF): 182 157

Tiempo Espes.

(hr:min):

0,167 0,153

Pérd. Filtrado (mL/30

min):

22

Agua Libre (%): 0 0

Resis. Comp. (psi/24

hrs):

1912 915

Los resultados del registro de adherencia coincidieron con la

cobertura de cemento pronosticado por el simulador WELLCLEAN antes del

trabajo. La herramienta simuladora WELLCLEAN debe ejecutarse antes de

cada trabajo de cementación a fin de evaluar la propuesta de la

centralización y mejorar la cobertura de cemento como demostró en el

análisis presentado al cliente antes de la tarea.

También del estudio del pozo concluyo que desviaciones en tramos

cortos y con ángulos menores a 2 grados, tiene mucha incidencia en la

centralización de la tubería de revestimiento y consecuentemente se logra

una buena cementación. Este argumento es válido, por cuanto, el tener a la

tubería centralizada en el hueco, permite un buen llenado de lechada de

cemento en el espacio anular casing-hueco.

Page 149: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

124

En cuanto a la revisión y análisis de los reportes del pozo en estudio,

los pesos de las lechadas se bombearon de acuerdo a lo especificado. Los

datos fueron relativamente similares a los datos de reología, que fueron

aplicados en la operación del pozo tipo. Las presiones desarrolladas son

similares al programa CemCADE, existiendo correlación en la simulación.Se

tomaron las medidas de seguridad indispensables para el normal desarrollo

de la operación.

En el Revestidor de 7”, las presiones adquiridas fueron casi las

calculadas y esperadas de acuerdo al diseño. La presión siempre tuvo una

tendencia a subir de acuerdo al diseño, lo que indica que no hubo pérdidas

durante el bombeo y desplazamiento del cemento. No hubo problemas

durante la mezcla y bombeo del cemento. El cemento fue bombeado de

acuerdo a la densidad diseñada.

5.2 RECOMENDACIONES

Del análisis de las operaciones de perforación del pozo IP-15B,

percibo que, el éxito de un trabajo de cementación, depende mucho de la

verticalidad del hueco y la homogeneidad del diámetro del mismo,

especialmente en las zonas productoras, pues son requisitos fundamentales,

porque se consigue que la tubería de revestimiento este bien centrada y

consecuentemente la lechada de cemento este muy bien repartida en el

espacio anular casing-hueco; por consiguiente, se logrará un buen

aislamiento de las formaciones de interés.

En la fase de perforación, una zona fracturada fue identificada a la

profundidad de 500 ft MD., ante esta situación se prevé y se recomienda

usar una lechada tixotrópica que ayuda a curar algunas de las fracturas,

pero se recomienda utilizarlo junto con CemNET en el espaciador

Page 150: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

125

MUDPUSH, así como la lechada de cemento. No hubo ningún problema

durante la mezcla y el bombeo de cemento. El cemento fue inyectado a la

densidad diseñada.

Dado que este pozo es un candidato para inyección de vapor se

recomienda insistentemente a centralizar la sarta completa de la tubería de

revestimiento para poder tener buena cobertura de cemento y adherencia

alrededor de la tubería de revestimiento. 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.

Se recomienda durante la circulación del lodo de perforación, añadir

material colorante o marcador para poder calcular el volumen del hueco, y

así evitar retornos de cemento excesivos.

Continuar trabajando con el 100% de exceso anular, para obtener

retornos y buen cemento en todo el casing.

Continuar utilizando CemNET (1 lb/bbl) a pesar de no existir perdidas

durante la perforación. En caso de perdidas aumentar la concentración

de CemNET y utilizar Zonelock.

Como es un pozo donde se va a inyectar vapor, es muy recomendable

centralizar completamente la tubería. Para tener una buena cobertura de

cemento y adherencia alrededor de toda la tubería.

Utilizar silica en el blend de cemento para evitar retrogresión del

cemento, durante la inyección de vapor en el pozo.

Page 151: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

126

Continuar utilizando programa CemCADE para diseño de cementación

utilizando: sus simuladores, cálculos de presión, contaminación del

cemento y centralización.

Debido a que no hubo pérdidas con un caudal de 6 bpm, se recomienda

en este pad intentar aumentar el caudal a 8 bpm, para mejorar remoción

del lodo de perforación.

La temperatura generada por el recirculador es superior a la simulada por

el laboratorio, por lo tanto en el campo no es posible re circular por dos

horas como indica el laboratorio, únicamente mezclar hasta alcanzar el

peso de la lechada y bombear al pozo.

Page 152: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

127

BIBLIOGRAFIA

SCHLUMBERGER,(2001)- Online Interactive learning (Schlumberger

CD from drilling and measurements) ,http.//www.slb.com.

SCHLUMBERGER, (1998), -Manual de Operadores, Tulsa,

Schlumberger.

HALLIBURTON ,(1997), Técnicas de Cementación, México, Curso de

Cementación Halliburton,

SCHLUMBERGER, (1998), Fundamentos de Cementación para

Pozos, Tulsa, Schlumberger

SCHLUMBERGER, (1997), Curso Fundamentos de Cementación,

Tulsa, Schlumberger

DOWELL, (1996), Curso Fundamentos de Cementación de Pozos

Petroleros, Dowell, Tulsa, Schlumberger

SCHLUMBERGER, (1995), Manual, Diseño de Lechadas de

Cemento. Tulsa, Schlumberger

DOWELL –SCHLUMBERGER, (1998), Manual de Equipos. Tulsa,

Schlumberger

Page 153: UNIVERSIDAD TECNO LÓGICA EQUINOCC IAL

128

GLOSARIO

Aditivos

Son compuestos que se agregan a las mezclas con el fin de afectar las

propiedades físicas de la los diferentes mecanismos a ser utilizados y sirven

para variar las funciones para las que fueron diseñadas.

Agitadores.

Dispositivos para mezclar que se utilizan para provocar contacto entre

líquidos o soluciones de sólidos disueltos o para mantener sólidos

suspendidos en líquidos

Agua de formación.

Agua mezclada con el petróleo que proviene de los yacimientos

subterráneos; puede venir mezclada en forma de emulsión o sola.

Aguas residuales.

Aguas resultantes de la utilización de las actividades humana. domésticas o

industriales, que se vierten como efluentes.

API.

(American Petroleum Institute) “API” es la organización de mayor autoridad

normativa de los equipos de perforación y de producción petrolera. Publica

códigos que se aplican para todas estas materias. Patrocina divisiones de

transporte, refinación y mercadeo.

Arena productiva.

Capa de arena o arenisca donde se encuentra acumulación de

hidrocarburos, a profundidades superiores a los 5,000 pies en el Oriente

Ecuatoriano.

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BAPD o BAD.

Barriles de agua producidos por día.

Barril.

Unidad de medida de volumen para petróleo; equivale a 42 galones

americanos o 158.98 litros medidos a 60 grados Fahrenheit (15.5

centígrados) y a nivel del mar.

Barriles por día de operación.

Barriles diarios de petróleo bruto o neto producidos por un pozo o

yacimiento.

Batch.

Tratamiento químico en el cual se adiciona una gran concentración en el

menor tiempo posible.

Biocida.

Químico que elimina o mata una gran variedad de bacterias presentes en el

agua.

Bomba.

Máquina que aumenta la presión sobre un líquido y de este modo lo hace

subir a mayores niveles. La bomba alternante tiene un pistón que produce

acción recíproca en un cilindro, gracias a una válvula de entrada (succión) y

una de salida (descarga)

Bomba booster.

Bomba que incrementa la presión. Hidrostática en un recipiente, a valores

mayores, que son necesarios para la operación de una segunda bomba

colocada en serie.

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Bombeo.

Acción de elevar o impulsar los hidrocarburos del yacimiento a la superficie

por medios artificiales. En transporte de hidrocarburos significa enviar por

oleoductos los fluidos impulsados por bombas.

BPPD o BPD.

Barriles de petróleo producidos por día.

Cementación.

Acción de colocar cemento en el espacio anular entre la tubería y la pared

del pozo, para prevenir el movimiento de fluidos entre zonas permeables y

para soportar el revestimiento.

Carbonatos de calcio.

Compuesto inorgánico producto de la reacción entre los bicarbonatos y el

calcio disuelto en las aguas de formación, cuando se presentan las

condiciones de presión y temperatura adecuadas; se conoce también como

“escala”.

Corrosión.

Proceso de reacciones químicas o electroquímicas que destruye el metal. El

conocido estrato de herrumbre que recubre el acero, es el producto más

común de corrosión.

Demulsificante.

Compuesto de varios productos que rompe la mezcla del agua salada y el

petróleo.

Diferencial de presión.

Diferencia de presión entre la entrada y salida de un 1uipo o proceso;

normalmente la presión de entrada es mayor a la salida.

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Dispersantes.

Químico surfactante que disminuye la tensión superficial del agua y

mantiene ese estado de suspensión a los sólidos orgánicos o inorgánicos,

para evitar la precipitación de los mismos.

Emulsión.

Es una mezcla estable de dos o más líquidos inmiscibles, que se mantienen

en suspensión gracias a la presencia de pequeñas cantidades de

compuestos llamados emulsionantes.

Emulsión de agua en petróleo.

Emulsión de agua en petróleo, no separados.

Emulsión de petróleo en agua.

Emulsión de petróleo en agua, no separados.

Escala.

Sólidos formados por la mezcla de carbonatos de calcio y magnesio.

Filtración.

Es el proceso de separación de sólidos en suspensión mediante el uso de un

filtro. Se utiliza para preparar las aguas residuales para tratamientos

posteriores o para su reutilización directa. El medio filtrante retiene los

sólidos en suspensión y elimina el agua y reduce el volumen de lodos.

Floculación.

Es el proceso de tratamiento de aguas residuales, en el cual los sólidos en

suspensión son agrupados, por el uso de un agente químico en partículas

más grandes o floculas que pueden ser separados fácilmente por la acción

gravimétrica.

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Floculantes.

Es una sustancia que induce la agrupación de partículas sólidas presentes

en un líquido, para formar un floculo.

Flóculos.

Pequeñas masas formadas en un líquido mediante coagulación,

aglomeración o acción química de partículas finas de sólidos en suspensión.

Grado API.

Universalmente utilizado para medir la gravedad o densidad relativa de los

crudos y productos de petróleo, cuyos valores se relacionan con la gravedad

específica mediante la siguiente ecuación: API = (141.5 / Gravedad

específica aceite) - 13 1.5

Gradiente de Fractura y Porales.

La presión de fractura de la formación que provocará la ruptura de

determinado estrato o formación a cierta profundidad, difiere de la poral en

que esta es la presión ejercida por los fluidos contenidos en la perforación.

Gravedad (SG)

Fuerza gravitacional de la tierra. La gravedad específica (peso específico) es

la relación entre el peso de una sustancia y el peso de un volumen igual de

agua, los dos a 60 grados de temperatura. La gravedad específica de un gas

se establece con relación al aire o al hidrógeno. La SG del petróleo indica en

términos de gravedad API.

Inhibidor.

Cualquier agente que, en operaciones de perforación o producción, previene

de la corrosión de equipo metálico expuesto a gas de hidrógeno sulfurado o

agua sajada. En algunos casos el inhibidor de corrosión se agrega al fluido

de perforación para proteger la Sarta de perforación.

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Limpiador mecánico.

Conocido generalmente como lanzador de chancho o marraneador, es un

dispositivo de caucho que se introduce en una tubería o línea mediante un

mecanismo de válvulas, para raspar y limpiar las paredes internas

generalmente recubiertas de parafina u otros componentes.

Lechada.

Mezcla de cemento que se bombea en el pozo y que al endurecerse o

fraguarse proporciona sustentación a la tubería de revestimiento.

Lodo de perforación

Material fluido de composición química variable, que se hace circular en el

agujero durante la perforación rotatoria y que sirve para enfriar la broca,

mantener el peso de la columna hidrostática para controlar la presión de las

formaciones perforadas, limpiar el pozo y arrastrar el material cortado por la

broca a la superficie.

Línea de flujo.

Tubería que va desde el cabezal de un pozo hasta la estación de colección.

Su objetivo es transportar el fluido que sale del pozo hasta los separadores

de la estación de recolección.

Nafténicos.

Hidrocarburos cíclicos también llamado ciclo parafina y ciclo alcano.

Se encuentran también miembros poli cíclicos en las fracciones de petróleo

de altos puntos de ebullición. La fórmula general de los naftenos es CnH2n.

Overhaul.

Mantenimiento programado de un equipo o maquinaria cada cierto tiempo,

generalmente recomendado por el fabricante; luego de este mantenimiento

el equipo adquiere un tiempo de vida mayor.

Parafina.

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Cualquiera de las substancias blancas, inodoras, insípidas e inertes,

compuestas de hidrocarburos saturados obtenidos del petróleo; producen

depósitos microcristalinos a temperaturas menores a 150 F y se disuelven

fácilmente en solventes como gasolinas o jet fuel.

Permeabilidad.

Facilidad de flujo de los líquidos o gases para transportarse a través de los

canales de las rocas o yacimientos.

Petróleo.

Mezcla predominante de hidrocarburos que existe en la naturaleza en las

fases gaseosa, líquida o sólida. Sustancia natural existente en la corteza

terrestre. Se compone de mezclas de compuestos químicos de carbono e

hidrógeno con o sin otros elementos no metálicos tales como azufre,

oxígeno, nitrógeno, etc.

Porosidad.

Porcentaje del volumen total de una roca, constituido por espacios vacíos

que representa su porosidad absoluta. La porosidad efectiva es el volumen

total de los espacios porosos, interconectados de manera que permiten el

paso de fluidos a través de ellos.

PPM.

Partes por millón, forma de expresar pequeñas concentraciones, equivalente

a microgramos de una sustancia en un litro de disolvente; ejemplo: 100 ppm

de Biocida es equivalente a 100 litros de Biocida en un millón de litros de

agua.

Sedimentación.

Es la separación por gravedad de partículas suspendidas más pesadas que

el agua en el seno de la misma. Es una de las operaciones unitarias de

amplia aplicación en el tratamiento de aguas residuales. Los tanques de

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sedimentación se diseñan para producir un efluente clarificado y un lodo

concentrado.

Separación sólido-liquido.

Es un grupo simple y relativamente barato de procesos de tratamiento de

flujo residuales, diseñados para separar físicamente los componentes

sólidos y líquidos de los flujos residuales. Estas técnicas son usadas para

eliminar los sólidos suspendidos y sedimentables de los líquidos de desecho

previo a su descarga o para su tratamiento posterior. El proceso no separará

sólidos disueltos á menos que vaya precedido de un proceso de

precipitación. Los principales tipos de separación Sólidos-líquido son:

sedimentación, flotación, filtración y centrifugación.

Sólidos disueltos.

Son los materiales que permanecen en el agua disueltos en forma iónica.

Estos materiales quedan como residuo luego de la evaporación del agua.

Son el resultado de la acción solvente de agua sobre los sólidos. Son de

naturaleza orgánica o inorgánica.

Sólidos suspendidos.

Son partículas finas no sedimentables de algún sólido contenido en un

líquido o gas. Las partículas son la fase dispersa mientras que el medio es la

fase continua. En la industria el medio de suspensión es, usualmente, el

agua residual de la planta y los sólidos suspendidos son una medida de la

cantidad total de los sólidos separados por filtración de una muestra de agua

residual. Son sustancias de naturaleza orgánica o inorgánica.

Tubería de revestimiento superficial

La primera columna de tubería para entubar un pozo. Su principal función es

la de proteger las arenas de agua dulce y proporcionar una ancla para el

equipo Preventor de reventones. La longitud varía en diferentes zonas, de

unas pocas decenas de metros hasta más de mil metros.

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ANEXOS

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ANEXO 1

DIMENSIONES Y CAPACIDADES DE TUBERIAS

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ANEXO 2

CALCULO DE BOMBEABILIDAD DE PISTONES