cementacion primaria

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Cementacin de PozosOperacin en la cual una mezcla de agua y cemento se coloca a una profundidad determinada para que cumpla entre otros con los siguientes objetivos: * Excluir las aguas de las formaciones productivas * Proteger al revestidor de presiones externas ( formacin ) * Sellar zonas no productivas * Proteger la tubera de revestimiento de la corrosin * Evitar migracin de fluidos entre diferentes zonas * Controlar prdidas de circulacin * Sellar zonas de fluidos no deseables * Soportar el revestidor y todo el peso del equipo2

CEMENTACIN DE POZOSSECCIONES SIN PROTECCIN

YAC-1COMUNICACIN ENTRE FORMACIONES

DAO A LA FORMACIN

YAC-2

GARANTIZAR EL AISLAMIENTO ZONAL, NO SOLO POSTERIOR A LA CEMENTACIN, SINO TAMBIN EN EL TRANSCURSO DE LA VIDA PRODUCTIVA DE LOS POZOS

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Cemento:Mezcla de piedra Caliza y otros materiales ricos en Carbonato de Calcio con Arcilla y algo de Oxido de Hierro y Aluminio Materiales Iniciales

+

( 2600-3000 F )

Calor

Clinker + Yeso(4-8%)

CaO (Caliza)

SiO2 ( Slice ) Al2O3 ( Arcilla ) Fe2O3 ( Oxido Frrico )

Cemento Portland50% 25% 4% 13% 3% 3% Silicato Triclcico (3CaO.SiO2) Silicato Diclcico ( 2CaO.SiO2) Aluminato Triclcico (3CaO.Al2O3) Ferro Aluminato Triclcico o Tetraclcico ( 4CaO.Al2O3.Fe2O3) Sulfato de Calcio ( CaSO4) Otros (MgO, Cal libre, Alcalis, Anhidrido Sulfurico) 4

Propiedades del Cemento:Las propiedades de los cementos utilizados en las operaciones de cementacin, varan de acuerdo a lo siguiente:* * * * Ubicacin Geogrfica Condiciones de fondo de pozo (Temp., Prof., Presin, etc.) Tipo de Cementacin Tipo de agua a utilizar para la mezcla

Estas propiedades dependen de:* La relacin de agua de las lechadas ( Gal /sac) * Densidad de la lechada ( Lbs / Gal ) * Rendimiento de la lechada ( ft 3 / saco )

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Densidad de la lechada:Debe ser lo suficientemente alta como para mantener el control del pozo. En el campo se chequea mediante el uso de una Balanza de Lodos o con un Densistmetro

Si la densidad es incorrecta durante la cementacin, se pueden afectar propiedades de la lechada como:

* Tiempo de bombeabilidad * Caractersticas del flujo * Capacidad de desplazamiento del lodo

* Agua libre* Resistencia a la compresin * Prdida de fluido6

Relacin de agua de las lechadas:Es importante para determinar el tiempo de bombeabilidad y la resistencia a la compresin del cemento

Regla de campo:* Demasiado agua en la copa de muestra, aparecer agua en la parte superior de la lechada * Poca agua: lechada espesa y difcil de bombear

Rendimiento de la lechada:Es el nmero de pies cbicos por saco de cemento, mezclados con determinada cantidad de agua. Es preferible que sobre cemento y no que falte, especialmente cuando puede haber contaminacin con lodo, dilucin o canalizacin.7

Densidad normal de los cementosClase de cemento API A B C G H D,E,F

Agua MezcladaGal/Saco

% 46 46 56 44 38 38

Peso de la Lechada Lbs/Gal 15.6 15.6 14.8 15.8 16.4 16.4

Rendimiento de la lechada Pie3/Saco 1.18 1.18 1.32 1.15 1.06 1.06

5.2 5.2 6.3 5.0 4.3 4.3

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Tiempo de Bombeabilidad :Tiempo requerido para que un cemento comience a endurecerse o a formar resistencia de gel, o sea que sea bombeable bajo condiciones de fondo del pozoSe obtiene a travs de pruebas de laboratorio y con condiciones reales del pozo

LaboratorioMuestras de cemento + Aditivos + Agua de mezcla

Ensayo

Tiempo para lograr espesamiento

* Temperatura Esttica de Fondo ( BHST ) * Profundidad del pozo * Presin en el pozo9

Condiciones de pozo:

Tiempo de Espesamiento:Es el tiempo transcurrido desde que se aplica una presin y una

temperatura inicial al Consistmetro Presurizado hasta el tiempo enque se alcanza una consistencia de 100 BC BEARDEN ) Los resultados de estas pruebas son utilizados para determinar la ( CONSISTENCIA

concentracin de aditivos tales como aceleradores y retardadores

CONSISTOMETRO PRESURIZADO

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Viscosidad y Contenido de Agua:En las cementaciones primarias, las lechadas de cemento deben poseer una viscosidad o consistencia que ofrezcan un desplazamiento eficiente del lodo y permitan una buena adherencia del cemento con la formacin y el revestidor o liner. El tamao de la partcula, el rea superficial, y los aditivos, influyen en la cantidad de agua de mezclado requerida para lograr una viscosidad particular de la lechada.Se entiende por Agua Mxima de una lechada el volumen de agua de mezclado que separe como agua libre un mximo de 1.5 % del volumen total.El Agua Normal es el volumen de agua de mezclado que da una lechada de 11 uc, medidas en un consistmetro de presin atmosfrica despus de 20 min. de agitacin El Agua Mnima es el volumen de agua de mezclado que dan 30uc en el consistmetro de presin atmosfrica, despus de 20 min. de agitacin

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Viscosidad y Contenido de agua:VISCOSIMETRO ROTACIONAL

CONSISTOMETRO ATMOSFERICO

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Calidad del agua de mezcla:Siempre es recomendable el uso de agua potable si est disponible. Sin embargo, en un taladro el agua se obtiene de una fosa abierta, un pozo perforado o una laguna. Esta agua puede contener contaminantes que pueden producir fallas en la cementacin. Entre estos contaminantes estn:.- Fertilizantes disueltos en el agua de lluvia .- Desperdicios en los causes .- Productos de agricultura solubles (caa de azucar, remolachas, etc ) .- Vegetacin descompuesta que produce cido Hmico, los cuales reducen el tiempo de espesamiento del cemento

Todas las pruebas de laboratorio al cemento a usar, deben hacerse con el agua de campo que ser utilizada al momento de la cementacin13

Resistencia a la Compresin:Es la fuerza de compresin requerida para triturar el cemento, dividida entre el rea seccional recta de la muestra. La resistencia compresiva del cemento es generalmente alrededor de 12 veces mayor que la resistencia a la tensin. Es por esto que siempre se reporta solamente la resistencia a la compresinCamara de Curado Analizador Ultrasnico de Cemento ( U.C.A )

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Permeabilidad:La permeabilidad de un ncleo de cemento fraguado, se determina midiendo la tasa de flujo a travs del ncleo, a un diferencial de presin dado a travs de la longitud del ncleo Equipo utilizado para medir la permeabilidad del cemento fraguado

PERMEAMETRO

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Calor de Hidratacin:Al mezclarse el cemento con el agua, ocurre una reaccin exotrmica con una considerable liberacin de calor. Mientras mayor sea la cantidad de cemento, mayor es la liberacin de calor.

Se ve influenciado por la fineza y por la composicin qumica del cemento, por los aditivos y por las condiciones del pozo

Mayor temperatura de fondo

Mayor velocidad de reaccin

Mayor cantidad de calor liberado16

Control de Filtrado:Es un factor muy importante en la cementacin de pozos profundos, Liners de produccin, tapones de cemento y cementaciones forzadas.

Alta perdida de filtrado a travs de un medio permeable puede causar un incremento en la viscosidad de la lechada y rpida disposicin del revoque, lo que puede producir fraguado prematuro de la lechada

Equipo especificado por la API para medir la filtracin de los fluidos de perforacin ( lodos y cemento ), en 30 minutos a un diferencial de 1000 lppc de presin. El volumen medido representa la tasa a la cual se pierde agua de la mezcla, cuando es expuesta a una diferencia de presin a travs de un medio permeable17

Firmeza:Porcentaje de expansin o contraccin lineal observada despus del curado en una Autoclave bajo vapor saturado a una presin de 295 Lbs / pulg2 por tres horas. Un cemento que cambia de dimensiones durante la cura, tiende a tener una mala adherencia al revestidor o a formar rajaduras o microfracturas

Fineza:Medida del tamao de las partculas de cemento obtenida durante la molienda. Se expresa en trminos de rea superficial total calculada de las partculas de cemento por gramo de cementoSe calcula de la tasa de asentamiento de las partculas de cemento suspendidas en Kerosene, medidas en un Turbidmetro Wagner18

Tipos de Cemento:ClaseA B C D E F G H

Profundidad6000 6000 6000 6000- 10000 6000- 14000 10000- 14000 8000 8000

Temperatura (F)170 170 170 230 290 320 200 200

Caractersticas

Sin condiciones especificas. Resistente a Sulfatos Rpida resistencia. Alta presin y alta temp Alta presin y alta temp Cond. Ext. presin y temp. Comp. Acelerad.y retard. Comp. Acelerad. Y retard.19

Tipos de CementoCementos Especiales:Micro cementosUtilizados para resolver problemas de cementacin primaria donde se requiere alta resistencia con baja densidad, para taponear zonas de prdida de circulacin o microanillos por donde el cemento normal no puede circular. Su composicin es igual a la del cemento Portland y se diferencia en que el tamao de partcula es de 10 micrones en promedio, siendo este 10 veces menor que el cemento clase A ( API )

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Cementos TixotrpicosSon lechadas dispersas y fluidas durante el mezclado, bombeo y desplazamiento; pero forman una estructura rgida cuando se detiene el bombeo y vuelve a ser fluida al continuarse la agitacin. Estas lechadas exhiben un punto cedente que dependen del esfuerzo de corte. Si se incrementa el perodo de tiempo esttico, un mayor esfuerzo que al inicio se requerir para poner el fluido en movimiento Son utilizados para cementar formaciones con problemas de prdida de circulacin, ideales para zonas lavadas, cavernosas y formaciones de fcil fractura.

Los sistemas tixotrpicos pueden ser formados con:.- Arcillas (cemento Portland+agua tratada con arcilla) .- Sulfato de Calcio (yeso) 8-12% .- Polmeros entrecruzados y solubles en agua

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