Post on 09-Feb-2016
CEMENTACIÓN DE POZOS CEMENTACIÓN DE POZOS HORIZONTALESHORIZONTALES
Programa de Entrenamiento Aceleradopara Supervisores de Pozo
2Cementación Horizontal
Cementación en PozoHorizontal
u Requirimientos para Cementar Casingsu Desplazamiento de Lodou Diseño de Lechadau Accesorios de Casing y Herramientasu Casos Históricosu Claves para la Cementación de un Pozo Horizontal
3Cementación Horizontal
Diferencias con los pozo verticales
u Welbore es menoru Diseño de Remocion de Lodo es mas difícilu BHCT es mayor y puede acercarse de BHSTu Largos intervalos requiere buen control de filtradou Agua libre resultara en canales continuosu Decantaci{on de sólidos resulta en “Cutting Bed” (camas de recortes)
4Cementación Horizontal
Configuración de los pozos horizontales
Radio Corto Radio Medio Radio Largo
15o to 30o/10 ft
20 a 50 ft
1000 ft5000 ft
8o to 20o/100 ft
300 ft
3o a 8o/100 ft1000 a 2000 ft
> 10,000 ft
5Cementación Horizontal
Requirimientos para la cementación
l Mayoría de pozos horizontales son completados en agujero abierto:– Integridad del reservorio es buena– Completado con Liner Ranurado, Liner Pre-Perforado o Pre-Packed
Screen.– Casing anterior debe estar bien cementado
l Cementar Pozos Horizontales Si:– Formaciones débiles o inconsolidadas– Tratamiento de estimulacion son antecipados– Control direcional del welbore es inadequado– Pozo corta varias zonas– Problemas de cono agua/gas son antecipados– Tratamientos secundarios (squeeze) son antecipados
6Cementación Horizontal
b. Slotted Liner
Completacion Tipica
b. Slotted Liner Capa Gas
Tapon PolimeraCroslincado
Liner Cementado y Disparado
Liner CementadoFuera del FondoAislando Capa de Gas
7Cementación Horizontal
Completacion Tipica (2)
b. Slotted LinerZONA GAS
External Casing Packer
Slotted Liner
Swivel with Port Collar
Combination ranurado y liner cementado
b. Slotted Liner
ZONA GAS
Liner Ranurado
8Cementación Horizontal
Factores para Cementacion de Exito
l Geometria del Agujerol Propiedades del Lodol Remocion de Lodol Diseño Lechada Cementol Ejecucion del Trabajo
9Cementación Horizontal
Geometria del Agujero
Zig zag Espiralado Pata de Perro
EccentricidadCasing
Capa de Solidos DF
Keyseats and Washouts
ElipticalHole
10Cementación Horizontal
Propiedades del Lodo (1)l Escoja el Lodo para::
– Evitar Daño al Reservorio
– Asegurar Estabilidad del Agujerol Mantener Pozo Controladol Prevenir Colapso del Agujerol Mantener Pozo en Calibre
– Optimizar Transportes de los Ripiosl Bajar Casing sin Problemasl Minimizar Canalizacion del Cemento colocado al rededor del linerl Prevenir exceso de Torque y Dogleg
– Eficiencia de Desplazamientol Efectivo transportando Solidos
11Cementación Horizontal
Propiedades del Lodo (2)l Optimizar Ty y PV para controlar asentamiento de solidos
– Condiciones Estaticas:l Minimizar Periodos Estaticosl Limite Minimo Punto Cedente:
Deviacion Ty (lb/100ft2) 45 ° > 15 60 ° > 2085 ° > 2890 ° > 30
l Minimo Gel Strength (10 s / 10 m --> 1.0)– Condiciones Dinamicas:l Turbulent Flow Preferible Cuando Deviacion > 55o
l Ty/PV Ratio > 1.0 (Para Eficiencia Transporte)l Mantener Bajo Contenido de Solidosl Parametros de Perforacion Controlados
12Cementación Horizontal
Remocion de Lodol Limpieza del Hoyo:
– Propiedades del Lodo Controlada y Optimizada– Wiper Trips
l Condicionamiento del Lodo:– Romper Resistencia de Gel– Bajar Punto Cedente– < 10% de Solidos de Perforacion– Desgasificar– > 95% Total Volume Pozo en Circulacion
l Desplazar Lodo desde Anular:– Optimizar Colocacion (diseño WELLCLEAN*) – Centralizacion Optimizada– Mover Casing
13Cementación Horizontal
Mover Casingl ¿Por Que Mover Casing?
– > 50% Mejoramiento en Eficiencia en Desplazamiento– Ayuda Remover los Recortes– Romper Resistencia Gel del Lodo– Cambio Perfil Flujo Anular Alrededor del Casing
l Rotacion:– Rotar entre 10 - 20 rpm– Prevenir Sobre-Torque
l Reciprocacion:– 10 - 20 pies, Cada 1 - 2 min– Usar Cable Wipers/Rascadores– Determinar Swab y Limites de Presion Surgencia– Rotatar Casing Tambien, se es Possible
14Cementación Horizontal
Centralizacion del Casing
02468
101214161820
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
RH
RC
W
% STO = X 100RH - RC
WNR
eR
atio
API Standoff (%)
++
15Cementación Horizontal
Centralizadoresl Arco/Resorte:
– Arco Resorte Flexible – Centralizador OD > Diametro Pozo– Alto Arrastre cuando Bajando al Pozo– Instalado Sobre Stop Collars – Disponible para Low Running Force o High Restoring Force
l Rigido (Standoff Positivo):– Spiral o Recto– Rigido OD < ID Casing Anterior – Finito Stand-off en el Centralizador– Desliza en el Casing (Entre Stop Collars) – Disponible como Cuerpo Solido o Baras Rigidas
16Cementación Horizontal
Colocacion Centralizadoresl Centralizadores Rigidos:
– Secciones Pozo Abierto en Calibre– Translape Liner o adentro casing– Abajo del Colgador Casing
l Centralizadores Arco Resorte:– Secciones Pozo Abierto Alargadas– Pozo Abierto en Calibre o Casing
l Espacio entre Centralizadores:– Registro Caliper es Importante– ± 20 pies espacio en secciones horizontal– Flotacion Diferencial es Tomado en Cuenta– Puede Mezclar Rigido-Resorte– Optimizar usando programa CemCADE*
17Cementación Horizontal
Tecnicas de Desplazamientol Diseño Usando Programa CemCADE*:
– Gradiente de Fractura Puede Ser Diferente del Pozo Vertical.– Flujo Turbulento es el régimen de Flujo Preferido– Flujo Laminar Efectivo Puede ser Necesario
l Optimizar Standoff Para Régimen de Flujol Lavador Químico y/o Espaciadores MUDPUSH* l Optimizar reología del Lodo, Espaciadores y Cementol Limites Presión Porol Limites Presión Fractura
18Cementación Horizontal
Presion de Fractura11,000
10,000
9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
4,0000 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Borehole Inclination , β (o)
Bre
akd
ow
n p
ress
ure
gra
die
nt
(psi
)
α = 0o
α = 45o
α = 90o
19Cementación Horizontal
Lavadores y Espaciadores
l Flujo Turbulento:– Colchon Lavador Quimico– Espaciador MUDPUSH* XT/XS Adensado (si necesario)– 10 minutos Tiempo de Contacto
l Flujo Laminar Efectivo:– Espaciador MUDPUSH XL– 60 bbl o 500 pies de Longitud Annular– 10% Diferencial de Densidad entre Fluidos– 20% Diferncial Presion Friccion entre Fluidos– MPG y Criterio Velocidad Diferencial cumplido
* Mark of Schlumberger
20Cementación Horizontal
Diseño Lechada Cemento (1)l Reologia para Colocacion Lechada:
– Flujo Laminar Efectivo: l Criterio Presion Friccionl Viscosificar usando D20, D153, etc.
l Control de Perdida de Filtrado:– < 50 mL/30min
l Densidad Lechada:– Densidad Normal API Utilizada– Hidrostatica Cemento - Minimo efecto
21Cementación Horizontal
Diseño Lechada Cemento (2)l Estabilidad Lechada:
– Agua Libre Zero– No Sedimentacion
l Resistencia Gel:– Minima– Transmision Presion Atraves de Seccion Horizontal
l Tiempo Espesamiento:– Minimo Tiempo de Transicion
l Resistencia Compresiva:– Optimo para tipo de Sistema de Cemento Usado– Cemento Espumado o LITEFIL* si Sistema Liviano es Utilizado
* Mark of Schlumberger
22Cementación Horizontal
Temperatura en Pozo Horizontal150
145
140
135
130
125
120
115
1100 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
9000’
6500’
Tiempo (min)
Tem
pera
tura
(o F)
23Cementación Horizontal
Ejecucionl Fuerza para Bajar Casing (CemCADE*)l Movimiento Tuberia (torque and drag)l Swab and surge (CemCADE)l Centralizacionl Control Densidadl Energia Mezcla
* Mark of Schlumberger
24Cementación Horizontal
Friccion en Pozos Desviados
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8Coefficient of Friction
Water Based Mud
Oil Invert Mud
Plain
Treated
Additives
Plain
Treated
Additives
90o 80o 70o 60o 50o
Inclination at Which Sliding Stops
Cased Hole Open Hole
25Cementación Horizontal
Accesorios Casing y Equiposl Colgador Linerl Equipo Flotacionl Packer Zapatal Cement Filled Packerl External Casing Packerl Collar Etapas Inflablel Herramienta p/ Rotar Columna Casing
26Cementación Horizontal
Mid-Continent, USA
Casing 7” en Campo de Gas
l Datos Pozo: TVD 2550 piesMD 3870 piesLateral 642 piesOH 10.8” promedioLodo Polimero
l Cementacion: Centralizacion 2 doble arco por juntaMovimiento Tub. RotacionPre-colchon 80 bbl CW7 y aguaLechada Classe C con fumed silica @ 12 ppg
Agua Libre - -0-Filtrado - 88 mL/30 min24 hr RC - 630psi / 72 hr CS - 1300 psi
l Resultados Estimulación Fractura en 3 stapas sincomunicación
27Cementación Horizontal
San Joaquin Valley, USALiner 5 1/2” cruzando formacion con Declive Acentuado
l Datos Pozo: TVD 7336 piesMD 9365 piesLateral 1750 piesOH 8.9” promedioLodo 9.1 ppg LVT base aceite
l Cementacion: Centralizacion 2 espiral rigido por juntaMovimiento Tub Rotacion y Reciprocation SimultaneaPre-colchon trem Espaciadores of LVT, CW101,
MUDPUSH*XTO, CW, MP, CWLechada GASBLOK* @ 15.8 ppg
Agua Libre - -0-Filtrado - 22 mL/30 min
l Resultados Produccion +1000 BOPD, sin produccion agua
28Cementación Horizontal
CongoLiner 7” en welbore invertido
l Datos Pozo: TD 4265 pies (102o inclinacion)13 3/8 zapata 2362 pies (91o inclinacion)Max Inclinacion 107o
OH 9 1/8 - 9 5/8 pulgadasLodo 8.5 ppgCentralizador 2 arco rsorte por junta
Calculos de Running Force predice pegamiento.
Resultados Esquema Tuberias Revisado:
Actual SimulacionArriba 72T 79TAbajo 34.5T 38T
29Cementación Horizontal
Trayectoria Pozo Congo 0
250
500
750
1000
1250
15000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Horizontal Displacement (ft)
TVD
(ft
)
30Cementación Horizontal
Forza con Coluna Original22.5
20
17.5
15
12.5
10
7.5
5
2.5
0
-2.5
-5
0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400
Hookload Up
Weight
HookloadDown
Drag Force
Casing Shoe MD While Running (ft)
Wei
gh
t (t
on
ne)
31Cementación Horizontal
Forza con Columna Modificada90
80
70
60
50
40
30
20
10
00 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400
Casing Shoe MD while running (ft)
Wei
gh
t (S
ho
rt T
on
)
Hookload Up
Weight
Hookload Down
Drag Force
32Cementación Horizontal
Caso Historico - Alemania7" Liner with 660 ft horizontal hole section
l Well Data: TVD 6,275 ftMD 8,200 ftKOP 1,500 ftLiner length 4,200 ftOH Size 8 1/2"Mud type Salt saturated @ 12.5 ppgComplete mud lossesMassive plastic salt zones
l Cementing: Centralization 1/jt for deviation < 75°, none belowPipe movement NonePreflush 38 bbl brineSpacer 1000 31 bbl @ 13.7 ppgLead slurry 88 bbl SALTBOND* @ 15.8 ppgTail slurry 50 bbl HMR cement @ 15.9 ppgDisplacement 8 bpm (Turbulent flow)
l Results CBL-VDL/CET logs showed good bonding where centralized Poor bonding with channels where not centralized.
33Cementación Horizontal
Caso Historico - Inglaterra5-1/2" Liner
l Well Data: TVD 3,235 ftMD 5,135 ftKOP 330 ft Horizontal 1830 ft (82o - 90o)OH 8-1/2"Formation Eagle sandstone (49 ft thick)
Mud type KCl Polymer @ 9.6 ppgl Cementing: Centralization 3 per 2 joints
Preflush 60 bbl Chemical WashSlurry 111 bbl Class G + D603 @ 16.4 ppg
Batch mixedLab Data TT = 6 hr, 24 hr CS = 2390 psi,
Fluid Loss = 27 mL/30minFW = 0,
PV = 168 cP, Ty = 3 lb/100ft2
Displacement 3 bpml Results: CBL Very Good
CET Excellent
34Cementación Horizontal
Caso Historico - Malasia5-1/2" Liner with 2,300 ft horizontal (>82o)
l Well Data: TVD 7,015 ftMD 11,050 ftKOP 2,128 ft OH 10.5”Mud type Oil Based @ 10.2 ppg
PV = 34 cP, Ty = 13 lb/100ft2
l Cementing: Centralization 2 per jtCasing Movement Rotated at 10 - 20 RPMPreflush 20 bbl Oil SpacerChemical Wash 20 bbl CW 7Scavenger slurry 50 bbl @ 13.5 ppgCement: GASBLOK* - 192 bbl @ 15.8 ppg
Batch mixedLab Data TT = 3:22, Fluid Loss = 18 mL/30min,
FW = 0, PV = 34 cP, Ty = 4 lb/100ft2
Displacement 10 - 15 bpml Results : CBL Excellent 80% of interval < 2.5 mV* Mark of Schlumberger
35Cementación Horizontal
Caso Historico - Offshore Dinamarca5-1/2" Liner with 1,800 ft horizontal holel Well Data: TVD 6,490 ft
MD 9,520 ft KOP 1,000 ftOH 8 1/2”Displacement 5,700 ftMud type Oil Based @ 11.3 ppg
PV = 16, Ty = 12l Cementing: Centralization 2 per joint (STO > 67%)
Pipe Movement Rotated @ 20 rpmPreflush 10 bbl Oil
40 bbl Chemical WashCement slurry WELBOND* @ 16.0 ppgLab Data PV = 28, Ty = 8, FW = Nil,
24 hr CS = 5,200 psi (170°)TT 4:20, Fluid Loss = 30 mL/30 min
Displacement 10-11 bpml Results CBL/CET average
5 Intervals acid fractured* Mark of Schlumberger
36Cementación Horizontal
Caso Historico - Dinamarcal Second and Third Wells
Liner Increased to 7” & 65/8” Open Hole 8 1/2”3000 ft lateralTo Put cement in Turbulence @ 11 bpm
l Cementing:10 bbl Clean Oil30 bbl CW-845 bbl Spacer 3001160 bbl WELBOND* Slurry @ 16.0 ppgDisplacement 12 bpmPipe movement Rotation @ 20 rpm
2nd Job stop at end due to torque3rd Job Unable to rotate due to mechanical problems
l Results7 stages acid fractured
* Mark of Schlumberger
37Cementación Horizontal
Caso Historico - Mar del Norte7 inch Liner
l Well Data: TVD 6815 ftMD 12,025 ftLateral 4905 ftOH 8 1/2 inchMud 10.5 ppg KCl-PHPA
l Cementing: Centralization 3 per 2 joints Preflush Wash/Spacer train
170 bbl CW100 80 bbl MUDPUSH* XT (15 ppg)
Slurry GASBLOK* SlurryFree water - -0-; Fluid Loss - 21 mL/30 min
Displacement 14 bpm (turbulent)l Results CBL Good
Stimulation Fractured with no communication between intervals
* Mark of Schlumberger
38Cementación Horizontal
Caso Historico - Alasca (2 Pozos)5-1/2" Liners with 1,500 ft horizontal hole sections l Well Data: TVD 9,050 ft
MD 12,360 and 10,000 ft OH Size 9.9"Mud type Oil Based @ 9.0 lb/gal
l Cementing: Centralization Free floating rigidPipe Movement 1st Job: Rotation and Reciprocation
2nd Job: Reciprocation onlyPreflush 20 bbl diesel oil
100 bbl Chemical Wash40 bbl Spacer 3001 @ 12.5 lb/gal
Slurries: Job 1: 1.1% D60 + 5% KClJob 2: 1.75 gps D600 + 0.25% D65 + D135
Lab Data Fluid Loss: 77/36 mL/30minFW(45°) = 1.3 mL, FW(API) = 0.5 mL
l Evaluation: CBL/CEL Excellent (liner top test positive)
39Cementación Horizontal
Tapon de Cemento
l Considerar Angulo de la Colocacion
l Cambio Densidad No Ocurre en Pozo Horizontal
l Estudios de Halliburton/Mobil muestra mas suceso que vertical
l Colocacion controlada po PPT
l Rotatar DP para Asegurar Cimento Capaz
l Consideracion para Diseño espaciadores/Lavadores
l Halar Despacio Mientras Rota
40Cementación Horizontal
Cementacion Squeeze
l Mismos Principios Aplicados a Taponl Considerar flujo de cemento al Punto de Entradal Aislar para proteyer resto del wellborel Control de Colocacion con Liner Rañurado es difficult
41Cementación Horizontal
Claves para Cementar Pozo Horizontall Prevenir Decantacion de Solidos en el Hoyo
- Ratas de Flujo en el Anular Efectivas- Controlar Reologia Lodo,, densidad y Regimen Flujo- Buenas Practicas de Perforacion
l Mejorar Remocion de Lodo- Circular para Condicionar Lodo- Centralizacion- Movimiento Casing- Lavadores/Espaciadores Efectivos- Enginaria de Desplazamiento (CemCADE*)
l Maximizar claro del Anular (GAP)- Ideal 11/2” minimo- Cambiar tamaño casing si necesario
l Propiedades Cemento Consistente:- Lechada Estable (Zero AL & no Decantacion)- Filtrado < 50 mL/30min- Baja Resistencia de Gel- Batch o mesclador Controlado
42Cementación Horizontal
Otras Consideracionesl LCM Flotal Acumulacion de Gas en altos puntosl Pozo Calibradol Wash-out mas perjudicial que en pozo verticall Movimentar Tuberia si possiblel Centralizacion is possiblel Arrastres son reducidos por rotacion y circulacionl Circulacion y condicionamiento lodo es importantel Temperatura es mas alta que predicta por APIl Fluidos Delgados - NO PARAR o Disminuyer Velocidadl Heramientas REgistros
– Longitud vs curvatura del tuberia– Caida Libre de Herramienta– Centralizacion Herramienta