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CEMENTACIONES DE ETAPAS MULTIPLES
Una cementación múltiple es una operación de cementación primaria,ejecutada en
dos o.tres- operaciones o etapas. Este proceso permite realizar una cementación
primaria convencional en la parte más baja del revestidor. Y luego realizar una o
más cementaciones en las partes superiores del revestidor,a través de herramien
tas especiales conteniendo oriñcios hacia el anular. Estas herramientas denomi
nadas cuellos de etapas contienen camisas deslizantes que abren y cierran los
orificios antes n:tencionados.Veáse a continuación,los detalles del proceso.
Cadnlia.dor 1To.peclo .
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'·Torpedo
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CEMENTACIÓN DE POZOS
Con los orificios abiertos, el lodo y el cemento pueden ser circulado a través del
anular hasta la superficie. La mayoría de las cementaciones primarias con columna
de cer:nent? muy alta se realizan en dos etapas, aunque algunas veces se utilizan
un mayor número de etapas. Las cementaciones de etapas múltiples son usadas
cuando existen las siguientes situaciones:
1. Sí se requiere una extensa columna de cemento par.a proteger el pozo y las for
maciones de fondo no soportan la presión hidrostática ejercida por la columna
de cemento.
2. Sí existe una extensa separación entre dos intervalos que no requieren cemento.
3. Sí las zonas superiores requieren cementarse con una lechada de alta resisten
cia a la compresión.
La mayoría de las cementaciones múltiples se realizan cuando las formaciones de
fondo no soportan la presión hidrostática ejercida por la coh.1mna de cemento. Es
una práctica común cementar cada revestidor hasta la superficie, o hasta el re
vestimiento anterior para protegerlo de la corrosión y controlar el flujo de fluidos
de las zonas superiores. Frecuentemente, en la perforación de un pozo pueden
ocurrir pérdidas de circulación en las zonas inferiores, debido a que se encuentran
fracturadas naturalmente o son poco consolidadas. Estas condiciones general
mente, evitan que la columna de cemento alcance la superficie. La metodología
tratada aquí, permite cubrir con cemento hasta el tope-de las zonas débiles con
la primera etapa, y con la segunda etapa se puede cementar hasta la superficie
o hasta el último revestidor sin problemas.
Las herramientas de etapas . son instaladas en puntos específicos en la sarta del
revestidor. a profundidades superiores o por encima de las formaciones débiles o
fracturables. Existen tres tipos de cementaciones múltiples:
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CEMENTACIÓN DE POZOS
1. Regular de dos etapas, donde cada una se efectúa en operaciones separadas.
2. Cementación continuas en dos etapas donde ambas se realizan en operaciones. ·-
ininterrumpidas.
3. Tres cementaciones, donde cada etapa es realizada en operaciones separadas.
CEMENTACIÓN EN DOS ETAPAS
l. Equipos
Gran variedad de equipos están disponibles y varían dependiendo del tipo de tra
bajo a realizar. El requerimiento básico consiste en una zapata guía o zapata flo
tadora en el fondo, un cuello flotador asentado como mínimo dos tubos por encima
de la zapata y un "By Pass", colocado por encima del cuello flotador, un cuello
asentador colocado por lo menos una junta por encima dei"By Pass" y un cuello o
herramienta de etapas. Los centralizadores deben instalarse_ lo mas cerca posible
de los extremos de la herramienta para permitir una adecuada centralización y
mejorar la eficiencia del desplazamiento. Una cesta de cementación es colocada
debajo del -cuello de etapa para ayudar a prevenir la caída del cemento debido a
pérdidas · de circulación.. Adicionalmente. centralizadores de turbulencia y
raspadores pueden ser corridos de la misma manera como se realizan las cemen
taciones convencionales en una sola etapa.
Los tapones de cementación para esta clase de operación deben ser medidos,
marcados y colocados en el piso del taladro en un orden adecuado para prevenir
confusiones y errores. Hay una secuencia lógica para realizar un trabajo de cemen
tación en dos etapas. En primer lugar se usa, el tapón inferior, luego el tapón de
desplazamiento de la primera etapa. después el torpedo en caída libre,el cual abre
la herramienta o cuello de etapa y luego el tapón de cierre. También, todos los
equipos deben ser compatibles para asegurar una operación exitosa. Los cuellos de
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etapa.flotadores ytapones de diferentes fabricantes nunca deben ser mezcladosy usados en esta clase de
t'rabajo.
Se debe tener cuidado en la corrida y utilización de los equipos ya que el cuello de
etapas contiene una camisa deslizante interna y se debe considerar ciertas pre
cauciones cuando se instala en la sarta de revestimiento. Las llaves de apretar el
revestidor deben colocarse solamente en las últimas 6 pulgadas de los extremos
de la herramienta. Estas llaves nunca deben colocarse en el medio de la her
ramienta, ya que puede deformar la parte exterior del revestidor y causar un mal
funcionamiento de dicha herramienta en su parte interna.
Primera etapa de cementación
Justamente como una cementación convencional, después de lanzar el tapón infe
rior (By Pass plug), se mezclan y bombean los espaciadores, lechadas de la primera
etapa.se suelta el tapón de desplazamiento y se desplaza hasta obtener una indi
cación positiva de que el mismo ha sido asentado en el cuello flotador, lo cual
previ ene el sobredesplazamiento durante la primera etapa. El revestidor se puede
rotar o reciprocapara asegurar una mayor eficiencia del trabajo.
Segunda etapa de cementación
Después que el tapón de la primera etapa está asentado, se suelta el torpedo a
través del cabezal de cementación. cayendo por gravedad hasta asentarse en la
camisa inferior del cuello de etapa. El tiempo en que el torpedo alcanza el cuello
debe ser estimado, ya que no se dispone de un medio de medición en la superficie
que indique que el mismo alcanzó el cuello. La velocidad de caída del torpedo es
afectado por muchos factores.tales como viscosidad,densidad del fluido en el re
vestidor y la desviación del pozo. Una buena regla de campo es considerar que el
torpedo cae 1000 pies en 5 minutos. Un tiempo de espera de una hora es muy
común. La máxima desviación de hoyo donde razonablemente el torpedo puede caer
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es cerca de 30°. Las desviaciones mayores a 30° podrían causar que el torpedo
se quede colgado en el cuello y en ese caso se debe empujar con una barra sujeta
a una guaya o con una sarta de tubería.. ·-
Para pozos altamente desviados el cuello de etapas es trabajado (abierto y cer
rado) por una herramienta especial bajada con la sarta de perforación.
Cuando el torpedo está asentado se aplica presión hasta que los 11Pines11 se
parten, forzando que la camisa inferior se mueva hacia abajo, abriendo así la circu
lación. Generalmente, se requiere una presión entre 1.200 y 1.500 lppc. para
romper los pines. Una caída de presión ·indica que los orificios están abiertos. Esta
operación no debe retardarse, ya que el cemento de la primera etapa puede estar
por encima del cuello y es necesario circularlo fuera del hoyo antes de que alcance
o desarrolle una excesiva resistencia al gel.
Para cementar la segunda etapa. los preflujos o espaciadores y lechadas de ce
mento son mezclados de forma similar a una etapa sencilla.-El tapón de cierre se
suelta después que la lechada está en el revestidor y es desplazado para asen
tarse en 1camisa superior del cuello de etapa. Después que el tapón ha sido
asentado, una presión mínima de 1.500 lppc por encima de la presión de des
plazamiento de la segunda etapa debe aplicarse para asegurarse que el cuello está
cerrado, luego la presión debe descargarse después que los orificios estén cerra
dos.
CEMENTACIÓN CONTINUA EN DOS ETAPAS
Existen situaciones que requieren de una .segunda etapa de cementación y que la
misma. sea. .mezclada y bombeada _ sin pérdida de tiempo con la primera etapa de
cementación. Este proceso es conocido como cementación de dos etapas con
tinuas, con ella se elimina el tiempo de espera por el torpedo. mientras cae libre-
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mente hasta el cuello de etapa y puec:le realizarse en l os pozos altamente des
viados.
1Closing
Plug
iOpenlng
Plug
Regular-SiageCollar
First-StagePlug
Bypassl
En la primera. etapa el cemento se mezcla y bombea de forma convencional, el
tapón de 'desplazamiento sigue al cemento, separándÓio del fluido de des
plazamiento, luego se bombea un volumen de fluido igual a la capacidad entre el
cuello de etapa y la zapata flotadora; Una buena regla de campo es acortar este
volumen calculado en un barril por diámetro del revestidor. Se deben tomar en con
sideración factores como la compresrbilidad del fluido y la resistencia a la tensión
de la tubería. Tamién se deben tomar precauciones para que el cemento no sea so
bre-desplazado alrededor de la zapata, esto podría suceder porque el 11Bypass11 in
sertable está instalado encima del cuello flotador, en el cual el tapón inferior se
asienta. Esta herramienta previene que se tape el cuello, cuando el tapón inferior
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de la primera etapa se asienta. haciendo posible bombear el cemento a través del inserto. permitiendo cierta tolerancia en los cálculos del volumen de fluido de des
plaza ien. pero también permite un posible sobre desplazamiento del cemento
de la primera etapa·Después que el fluido -de desplazamiento ha sido bombeado.
el tapón para abrir el cuello de etapa se suelta.
La segunda etapa de cementación se ejecuta de inmediato detrás de ese tapón. la
lechada es seguida por el tapón de cierre. El desplazamiento de la lechada. hace
que el tapón dapertura se asiente en la camisa antes que el tapón de des
plazamiento de la primera etapa · alcance el cuello flotador. la camisa se moverá
hacia abajo cuando se aplique presión. abriendo de esta forma el orificio del cuello
hacia el espacio anular. Continuando con el desplazamiento. la lechada pasa a
través de los orificios colocandose detrás del revestimiento hasta que el tapón de
cierre se asiente. La. tasa de bombeo no se necesita bajar para pegar el tapón de
cierre. Usualmente una tasa _entre · 6 a 7 pm será satisfactoria para un reves
timiento de 9 5/011 La aplicación de 1.500 lppc por _encima de la presión de circu
lación cerrará la herramienta. En caso de existir una alta incompatibilidad entre el
cemento y el lodo, es recomendable la corrida de un tapón limpiador o inferior de
lante de la-lechada en la primera etapa. Para realizar este trabajo es necesario
utilizar los equipos adicionales como son:
Tapón flexible: este es· un tapón limpiador especial que es. bombeado delante del
cemento en la primera etapa con un.diafragma que se rompe al llegar al cuello.
Bypass insertable: localizado - enc.ima del· cuello flotador o la zapata flotadora,
permite continuar la circulación de la lechada a través de los orificios.
- Cuello insertable especial: debe:coloca-rse· en una junta por encima del Bypass
in sertable y permite el asentamiento del tapón de desplaZamiento de la
primera etapa.
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CEMENTACIÓN DE POZOS
Tapón especial de la primera etapa: Se caracteriza por poseer una cabeza espe
cial que permite sellar o cerrar en el cuello insertable.
lCementación en tres etapas
Se realiza en pozos profundos con formaciones débiles combinadas con canales
naturales y presencia · de gases agrios que puedan causar problemas potenciales
de corrosión, requieren la utilización del diseño de cementación en tres etapas. El
procedimiento básico es similar al aplicado en el concepto de cementación regular
de dos etapas, con la diferencia que es nece.sario realizar una etapa adicional así:
Una es ejecutada a través de la zapata, otra a través del cuello regular de doble
etapa y finalmente una tercera a través de un segundo cuello de etapa.
Closing Plug
Opening Bomb
SpeciaJ Closing Plug llJsed to Clase BoUom
S1age Collar)
Centralizar
;. .:·.:
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CEMENTACIÓN DE POZOS
La primera etapa es efectuada a través de la zapata en forma convencional. utili
zando un tapón de primera etapa para asentar en el cuello flotador.
La segunda etapa - puede ejecutarse en cualquier momento dependiendo del pro
grama de cementación. Un torpedo regular es usado para abrir los orificios de la
camisa inferior del cuello por etapa inferior. El pozo es circulado' y los espaciadores
y lechadas son bombeados a través de los orificios, los mismos son cerrados utili
zando un tapón especial de cierre que reem·plaza _al tapón de cierre regular. Este
tapón flexible p sa a través del primer cuello de etapa (superior) y asienta en el
segundo cuello inferior permitiendo la aplicación de presión para cerrar los orifici-os.
La etapa final puede ejecutarse después de la segunda. Un torpedo (mayor que el
utilizado en la segunda etapa-) es lanzado, cayendo por gravedd hasta la camisa
inferior del cuello de etapa superior. Los orificios son abiertos y la etapa final se
ejecuta normalmente, un tapón especial de cierre se utiliza para cerrar los orifi
cios.
EQUIPOS ADICIONALES
Cestas de cementación
Las cestas de cementación son colocadas debajo del cuello de etapa.para prevenir
en caso de una pérdida de circulación, que grandes cantidades de cemento caigan
sobre las zonas débiles por debajo·del cuello de etapa inferior. Las cestas de ce
mentación no previenen la transmisión de presión, ellas solamente se limitan a con
trolar el paso de los fluidos.
Centralizadores
Los cuellos de etapas deben estar bien centralizados,ya que en caso contrario po
drían crear situaciones como son:
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• Un cuello de etapa en una posición no centralizada, puede causar zonas no ce
mentadas y áreas no protegidas del revestidor, y a la vez el revestidor quedaría
sujeto a la acción corrosiva de los fluidos provenientes del fondo del pozo.
• Si el revestidor está recostado en las paredes del pozo, el cuello de etapa
puede ser taponado, reduciendo el área total disponible para el flujo por la cual
se incrementa la presión de bombeo. Los centralizadores tienen que ser corri
dos por encima y por debajo del cuello de etapa.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
Movimiento de la tubería
Mover la tubería durante la cementación por etapa es posible, solamente durante
la primera etapa. así mismo la rotación y el movimiento reciprocante puede ser
ejecutado durante la segunda etapa basado en un nuevo cuello rotatorio desarrol
lado recientemente.
VISta de Wl EnsamblajeRotatorio
Herramienta de Cementación
Esta herramienta, puede ser instalada inmediatamente por encima del segundo
cuello de etapa, el equipo posee un juego de pines que permanecen enganchados
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