Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la DefensaUniversidad Nacional Experimental Politcnica de las Fuerzas Armadas Bolivariana UNEFAIngeniera Petrleo 8vo N01Ctedra: Cementacin de Pozo

Profesor: Integrantes:Ing. Dirme Laya Calderin Luis 20.737.663 Maestre Yuris 20.737.961 Torres Andrymar 24.227.088 Fernndez Steffani 24.228.383 Oviedo Juan 21.339.060 Reyes Daniel 23.546.056 Armas Gledys 20.741.456 Rivas Vanessa 21.175.010San Tome, Marzo del 2014INDICE

Pg.

CEMENTACION PRIMARIA6OBJETIVO6

PROCEDIMIENTO BSICO DE CEMENTACIN PRIMARIA7 Corriendo tubera de Revestimiento7 Circulacin de lodo mediante la bomba del equipo de perforacin7 Prueba de Presin8 Bombeo de lavador y espaciador9 Lanzamiento del Tapn inferior9 Mezcla de lechada10 Bombeo de la lechada inicial11 Bombeo de loa lechada de cola11 Lanzamiento del Tapn Superior12 Desplazamiento de lechadas y tapones con fluidos13 Revisin de los flujos de retorno13

EQUIPOS13 Equipos de material a granel13 Unidad de bombeo de cemento14 Lnea de tratamiento15 Sistema de mezcla15 Mezclador por baches15 Tanques de fluidos16 Sistema de aditivos lquidos16 Cabezas de cementacin17 Equipos auxiliares para cementacin17

CEMENTACION PRIMARIA: PROCEDIMIENTO UNA ETAPA18 Cementacin del Tubo conductor18 Cementacin de a travs de Tubera de perforacin19 Cementacin de tubera de revestimiento de superficie20 Cementacin de tubera de revestimiento intermedia21 Cementacin de tubera de revestimiento de produccin22 Cementacin de liner23 Cementacin de conexiones de liner a superficie24

CEMENTACION PRIMARIA: PROCEDIMIENTO DE MULTIPLES ETAPAS25

CALCULOS27 Calculo de volumen de lechada para cementacin27 Calculo de cemento, agua y aditivos29 Calculo del requerimiento de materiales30 Volumen en de los frentes lavador y separador30 Clculos fundamentales para cementacin de TRs30

CONCLUSIN34

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA35

INDICE DE TABLAS Y FIGURAS

Pg.TABLAS29 1.1 Calculo de cemento, agua y aditivos29 1.2 Informacin disponible30 1.3 informacin a Calcular31

FIGURAS6 1.1 Aislamiento zonal6 1.2 Circulacin de lodo8 1.3 Bombas de lavador y espaciador9 1.4 Lanzamiento del tapn inferior10 1.5 Bombeo de lechada inicial11 1.6 Bombeo de lechada de cola12 1.7 Lanzamiento del tapn superior12 1.8 Equipo de material a granel14 1.9 Unidades de bombeo de cemento14 1.10 Conjunto de lnea de tratamiento15 1.11 Sistema de aditivos lquidos computarizados17 1.12 tubo conductor18 1.13 Cementacin a travs de tubera de perforacin19 1.14 Tubera Macarrn20 1.15 Cementacin de tubera de revestidor de superficie20 1.16 Cementacin de tubera de revestidor intermedia21 1.17 Cementacin de tubera de revestidor de produccin22 1.18 Liner23 1.19 cementacin de conexiones de liner a superficie24

Introduccin

Cementacin Primaria La cementacin primaria consiste en la colocacin de cemento en el anular (espacio existente entre la tubera de revestimiento y el agujero abierto o la tubera de revestimiento anterior).

Objetivo de la cementacin primaria: Es asegurar la integridad del agujero, lo cual implica los siguientes aspectos: aislamiento zonal, sustentacin, proteccin de la tubera de revestimiento, y sustentacin del agujero.

Aislamiento zonal: El aislamiento zonal consiste en sellar unas zonas con respecto a otras. Esto evita el desplazamiento de lquidos y gases entre las zonas de la formacin a travs del anular. En la Figura 1-1 vemos un ejemplo de e cemento para evitar que el gas y el petrleo se mezclen con el agua de la zona superior.

Figura 1-1 Aislamiento Zonal

Sustentacin de la tubera de revestimiento: La capa de cemento proporciona soporte axial a la tubera de revestimiento de la superficie, as como a cualquier otra tubera de revestimiento que se instale luego (por ejemplo, los liners).

Proteccin de la tubera de revestimiento: El cemento sirve como soporte y proteccin contra las formaciones plsticas (por ejemplo, sales) y fluidos corrosivos de la formacin (por ejemplo, H2S y CO2).

Sustentacin del agujero: El cemento acta como soporte para el agujero en formaciones plsticas, sensibles al agua o no consolidadas.

Procedimientos bsicos de cementacin: En las siguientes secciones, se describe el procedimiento bsico de una cementacin primaria.

El proceso incluye los siguientes pasos: Corrida de tubera de revestimiento, Circulacin de lodo mediante la bomba del equipo de perforacin, Prueba de presin, Bombeo de lavador y espaciador, Mezcla de lechada, Bombeo de la lechada inicial o de llenado, Bombeo de la lechada de cola, Lanzamiento del tapn superior, Desplazamiento de las lechadas y tapones con fluido, Comprobacin de retorno de fluidos

Corriendo tubera de revestimiento La tubera de revestimiento se corre en el pozo tramo por tramo; las conexiones (roscadas) se realizan mediante llaves de potencia. Normalmente, la corrida de la tubera se realiza a cabo por cuadrillas de trabajadores especializadas de empresas como Weatherford y Franks, aunque a veces tambin los pueden llevar a cabo las propias cuadrillas de perforacin. Schlumberger no ofrece este tipo de servicios, pero sus trabajadores deben conocer el proceso y los pasos a seguir. Durante el proceso de introduccin de la tubera de revestimiento, podra ocurrir algo que afectara de forma negativa al trabajo de cementacin. Una vez corrida, la tubera de revestimiento se asienta sobre el fondo o justo encima del fondo. El primer tramo de la tubera de revestimiento tiene una zapata de flotacin o zapata gua en el extremo. Esta zapata sirve para proteger el extremo de la tubera de revestimiento y ayuda a guiarla en su paso hacia el fondo del pozo. Despus del primer o segundo tramo, se instala un collar de flotacin. El espacio situado entre el collar de flotacin y la zapata se denomina recorrido de zapata y suele tener unos 80 pies de largo. Normalmente, el recorrido de zapata se deja lleno de cemento al final del trabajo de cementacin.

Cuando el revestimiento alcanza la profundidad deseada, hay que realizar unas conexiones especiales en el cabezal de pozo: este proceso es lo que se llama conexin niplear. Segn la locacin y el cliente, la cuadrilla de cementacin puede estar presente en el lugar antes de la introduccin de la tubera de revestimiento o durante el proceso, o bien puede acudir una vez que se haya completado la insercin de la tubera, cuando se est circulando el lodo de perforacin antes de la cementacin.

Circulacin de lodo mediante la bomba del equipo de perforacin Antes de bombear la lechada en el pozo, se lleva a cabo otro proceso: utilizando la bomba del equipo de perforacin se hace circular lodo de perforacin (tambin conocido como fluido de perforacin) en el pozo, con el fin de acondicionar el lodo y lavar el pozo (Figura 1-2). Este proceso recibe el nombre de acondicionamiento de lodo. Acondicionar el lodo significa conseguir que fluya sin problemas. Si no se lleva a cabo el acondicionamiento del lodo, el paso de fluido por el anular puede verse dificultado por la presencia de sectores con lodo gelificado

Figura 2-2 Circulacin del lodo

El acondicionamiento consiste en circular el lodo, que baja por la tubera de revestimiento, y retorna por el anular. En el tramo superior de la tubera de revestimiento puede instalarse una reduccin de circulacin; a veces, tambin seUsa una cabeza de cementacin.

Prueba de presin Antes de iniciar la cementacin, se debe hacer una prueba de presin a las lneas de tratamiento de alta presin que van desde la unidad de cementacin hasta el pozo. Se debe reparar cualquier fuga que se detecte y repetir la prueba de presin hasta conseguir el resultado adecuado. Los resultados de la prueba de presin deben registrarse y documentarse en un grfico. Las pruebas de presin se realizan tal y como se indica a continuacin:

Paso 1: Arme las lneas desde la unidad de cementacin a la conexin del pozo.

Paso 02 Cebe la unidad de cementacin y las lneas de cemento con agua para llenar Todas las lneas.

Pas 03 Cierre la vlvula del cabezal de Pozo y asegrese de que no haya nadie cerca de las lneas.

Paso 04 Aumente la presin hasta el nivel predeterminado haciendo que la unidad bombee agua.

Paso 05 Mantenga la presin durante 5 minutos y compruebe si hay fugas.

Paso 06 Libere la presin y ajuste las vlvulas para llevar a cabo la mezcla y bombeo del cemento.

Paso 07 Inicie el trabajo

Bombeo de lavador y espaciador Antes de bombear la lechada de cementacin, por lo general, se bombea un lavador qumico o un espaciador densificado, o ambos, para que acten como buffer entre el fluido de perforacin y el cemento. Los lavadores qumicos son fluidos base agua que pueden utilizarse en espacios anulares pequeos con geometra del agujero regular. Estos fluidos pueden utilizarse cuando se puede lograr turbulencia en todas las secciones del espacio anular. Los espaciadores son fluidos densificados que se bombean en flujos turbulentos o laminares. Estos productos sirven para eliminar completamente los fluidos de perforacin del anular antes de inyectar la lechada de cementacin.

Los lavadores y espaciadores se preparan antes del trabajo de cementacin y se bombean antes de empezar la mezcla del cemento (Figura 1-3).

Figura 1-3 Bombeo de lavador y espaciador

Lanzamiento del tapn inferior En los trabajos de cementacin primaria, antes y despus de la inyeccin de la lechada de cementacin, se lanzan tapones limpiadores. Estos elementos sirven para separar la lechada de los fluidos de perforacin, limpiar las paredes interiores de la tubera de revestimiento y obtener una indicacin positiva (presin) de que el cemento ya est en posicin fuera de la tubera de revestimiento. Hay dos tapones. El primero, el tapn inferior, es hueco y tiene una membrana de caucho en la parte superior. Esta membrana estalla cuando el tapn llega a la parte superior del collar de flotacin, en la zona inferior de la sarta de revestimiento, y se aplica presin diferencial. El tapn inferior se lanza desde la cabeza de cementacin antes de bombear la lechada de cementacin por la tubera de revestimiento, y su misin es mantener separada la lechada del lodo y limpiar el interior de la tubera de revestimiento (Figura 1-4). El tapn inferior se carga en la cabeza de cementacin, que est instalada en la parte superior de la tubera de revestimiento. En algunos casos, el tapn superior se carga en la cabeza de cementacin tambin en esta fase.

Figura 1-4 Lanzamiento del Tapn Inferior

Antes de bombear el cemento, se llevan a cabo los siguientes procesos: las vlvulas de la cabeza de cementacin se colocan en la posicin correcta, el mecanismo de lanzamiento del tapn (situado en la cabeza de cementacin) se activa y, por ltimo, se bombea algo de fluido para empujar el tapn limpiador desde la cabeza hacia la tubera de revestimiento. Un testigo (tattletale) colocado en la cabeza de cementacin indica el lanzamiento. Las vlvulas de la cabeza de cementacin se vuelven a colocar en su posicin para la cementacin, y puede iniciarse la mezcla y el bombeo de la lechada de cementacin.

Mezcla de la lechada La lechada de cementacin se forma combinando cemento seco, agua y los aditivos necesarios en un mezclador. Este proceso puede realizarse en continuo o por baches. El fluido de mezcla (agua ms los aditivos del cemento) puede prepararse antes o al vuelo mediante un sistema de aditivos lquidos. En algunas locaciones, los aditivos se mezclan en seco con el cemento.

Bombeo de la lechada inicial La lechada inicial es un tipo de lechada de baja densidad y alto rendimiento diseada para llenar y cubrir la seccin superior del anular. Este material se bombea despus del lavador y el espaciador y antes de la lechada de cola (Figura 1-5). Su densidad es superior a la del fluido de perforacin y menor que la de la lechada de cola.

Figura 1-5 Bombeo de lechada inicial

Bombeo de la lechada de cola La lechada de cola es una lechada de mayor densidad, diseada para cubrir la seccin inferior del anular desde el fondo del agujero. Normalmente, la lechada de cola presenta unas propiedades superiores a las de la lechada inicial. Es esencial que la lechada de cementacin tenga la densidad correcta para que sus propiedades sean las deseadas (Figura 1-6).

Figura 1-6 Bombeo de lechada de cola

Lanzamiento del tapn superior El segundo tapn limpiador de cementacin se denomina tapn superior y es slido. Se bombea al final de los trabajos de cementacin con el fin de separar la lechada del fluido de desplazamiento que se bombea en la siguiente etapa del proceso, y evitar as que sea contaminada por dicho fluido. Una vez que la lechada ya se ha bombeado en la tubera de revestimiento, el tapn superior se lanza desde la cabeza de cementacin (Figura 1-7).

Figura 1-7 Lanzamiento del Tapn Superior

Cuando se ha inyectado la lechada de cola, se para el bombeo y, a continuacin, las vlvulas de la cabeza de cementacin se cambian de posicin para permitir bombear un fluido (normalmente agua o espaciador) que empuje el tapn superior desde la cabeza de cementacin

Desplazamiento de lechadas y tapones con fluidos Las lechadas de cementacin y los tapones limpiadores se bombean (son desplazados) hacia el fondo del pozo mediante el fluido de perforacin u otro fluido. Este fluido de desplazamiento empuja el tapn superior y la lechada hacia abajo por la tubera de revestimiento. Cuando el tapn limpiador inferior llega al collar de flotacin, la membrana situada en su parte superior se rompe y la lechada es bombeada, saliendo de la parte inferior de la tubera de revestimiento y subiendo por el anular. Cuando el tapn superior llega al tapn inferior, hay un aumento de presin. Las lechadas de cementacin se encuentran en el espacioanular y en el recorrido de zapata. El proceso habr finalizado cuando se indique un aumento de presin en la superficie y el proceso de desplazamiento haya terminado. Luego, retornarn de dos a cinco barriles y parar el flujo. Si este flujo de retorno contina, significa que hay fugas en el collar de flotacin.

Revisin de los flujos de retorno El collar de flotacin est equipado con una vlvula de retencin que evita que los fluidos regresen por la tubera de revestimiento. Si la vlvula est defectuosa, la lechada puede empujar los tapones y el fluido por la tubera de revestimiento, debido al efecto de retorno de los tubos en U. Al final de un trabajo de cementacin, es necesario comprobar que el collar de flotacin o la zapata de flotacin no presenten fugas. Para realizar esta comprobacin se espera a que el fluido retorne a los tanques de desplazamiento de la unidad de cementacin. Si el collar de flotacin o la zapata de flotacin funcionan correctamente, dejarn que vuelvan de dos a cinco barriles y luego se interrumpir el flujo. Si este flujo de retorno contina, significa que el collar de flotacin tiene algn defecto.

Equipos Los trabajos de cementacin suelen realizarse con los siguientes equipos: equipo de material a granel para el almacenamiento y la mezcla, unidad de bombeo de cemento., lneas de tratamiento, sistema de mezclado, mezclador por baches, tanques de fluido, sistema de aditivos lquidos, cabezas de cementacin.

Equipo de material a granel En los trabajos de cementacin primaria, se necesitan los siguientes equipos de material a granel para almacenar el cemento seco y transferirlo al sistema de mezclado de cemento (Figura 1-8):Silos de cemento a presin o silos de cemento de gravedad: los distintos cementos y mezclas deben almacenarse en silos de cemento separados. Los silos deben tener la capacidad suficiente para almacenar el cemento necesario. Adems, estos silos tambin sirven para mezclar y manipular aditivos y material a granel en seco.

Figura 1-8 equipo de material a granel

Transporte de cemento a granel: se utilizan para transportar el cemento seco hasta el pozo. Tambin pueden utilizarse durante la cementacin para transferir directamente el cemento al sistema de mezclado.

Compresor de aire: suministra el aire para presurizar los silos y llevar a cabo la transferencia de cemento.Mangueras de caucho de 4 pulgadas: sirven para transferir el material desde el silo hasta el equipo de mezclado de cemento; tambin se utilizan para las lneas de ventilacin.

Tanque de descarga: ayuda a controlar el flujo de cemento seco desde la planta de material a granel al sistema de mezclado. Es esencial mantener en buen estado el equipo de material a granel, ya que para realizar adecuadamente los trabajos de cementacin es crucial que este equipo funcione de forma efectiva.

Unidad de bombeo de cementoLa unidad de bombeo de cemento (Figura 1-9) desempea las siguientes funciones: suministra alta potencia y presin de bombeo mide los fluidos de mezcla proporciona y controla el sistema de mezclado de cemento controla el caudal y la presin de bombeo.

Figura 1-9 Unidades de Bombeo de Cemento

Lnea de tratamiento La lnea de tratamiento es un conjunto de tuberas, Tes, vlvulas y uniones giratorias que se utiliza para llevar la lechada de cementacin y otros fluidos bombeados desde la unidad de cementacin al pozo (Figura 1-10).

Figura 1-10 conjunto de lnea de Tratamiento

En los trabajos de cementacin, se utiliza una lnea de tratamiento de dos pulgadas 1502. La lnea de tratamiento debe armarse conforme a las instrucciones de la Norma de Seguridad 5 de Wells Services: Bombeo a Presin y Seguridad en la Locacin (seccin ID# 3313681 de InTouch).. Las lneas de tratamiento disponen de unas estrictas instrucciones de uso, inspeccin y prueba. Encontrar estas indicaciones en la Norma de Seguridad 23 de WS: Pruebas e Inspeccin de Equipos de Tratamiento (seccin ID #3313701 de InTouch).

Sistema de mezcla El objetivo del sistema de mezcla es garantizar la proporcin exacta de cemento seco y fluido de mezcla de manera que se obtenga una lechada con caractersticas predecibles, que pueda bombearse al fondo del pozo al caudal deseado.Se utilizan diversos tipos de sistemas de mezcla; adems, estos sistemas estn en continua evolucin. En el Mdulo JET 7 encontrar la descripcin e instrucciones de uso de los sistemas de mezcla que se utilizan actualmente: Equipos de Mezclado de Cemento (seccin ID# 4127834 de InTouch).

Mezclador por baches La mezcla por baches es un sistema simple para la mezcla de lechadas de cementacin. Existen varios tipos de mezcladores por baches, con una capacidad que oscila entre 15 y 150 bbl. Normalmente, estos mezcladores estn equipados con paletas, bombas centrfugas de circulacin, y lneas para que la lechada circule y se mezcle en los tanques por baches durante el proceso de mezcla.

El procedimiento ms comn de mezcla por baches consiste en llenar el tanque con una lechada mezclada al vuelo con la densidad deseada y, luego, ajustar la densidad mediante la adicin de fluido de mezcla o cemento. Otra tcnica muy utilizada es la de llenar el mezclador por baches con fluido de mezcla y luego aadir el cemento seco desde el sistema de material a granel directamente al fluido de mezcla hasta conseguir la densidad deseada. Si utiliza este ltimo mtodo, aada el cemento poco a poco, con un caudal manejable; compruebe la densidad a intervalos regulares y deje que la lechada se homogenice antes de medir la densidad.

Tanques de fluido Los fluidos utilizados en el proceso de cementacin (fluido de mezcla para la lechada inicial y la lechada de cola, lavadores y espaciadores) deben almacenarse y prepararse en tanques de fluido. El uso bombas centrfugas para la recirculacin de la lechada debe limitarse al mnimo, ya que la energa de corte adicional que se aade al sistema puede afectar de forma negativa las propiedades de la lechada. Se recomienda que la lechada no se recircule con una bomba centrfuga durante ms de 5 minutos por cada 10 bbl de lechada. Las pruebas de cemento realizadas en el laboratorio deben tener en cuenta que la mezcla de la lechada se va a realizar por baches. Normalmente, para almacenar estos fluidos se utilizan tanques de lodo del equipo de perforacin; en todo caso, la cuadrilla de cementacin debe asegurarse de que: los tanques estn limpios y no se contaminen con otros fluidos durante la preparacin de los fluidos o el proceso de cementacin. Haya suficientes tanques y los tanques tengan la capacidad suficiente para almacenar los distintos fluidos que se necesitan. No olvide que tambin debe tener en cuenta el volumen muerto del tanque. El fluido de los tanques pueda mezclarse y circular de forma adecuada para garantizar su homogeneidad. No haya fugas en los tanques. El caudal de fluido desde los tanques a la unidad de cementacin sea el adecuado para poder alcanzar los caudales de bombeo y mezcla de diseo.

Sistema de aditivos lquidos Los sistemas de almacenamiento y medicin de aditivos lquidos sirven para almacenar y medir los aditivos lquidos durante las operaciones de cementacin.Inicialmente, estos sistemas se disearon para utilizarse en espacios confinados en equipos de perforacin costa fuera; sin embargo, por su eficiencia y economa, ahora son un elemento imprescindible para cualquier trabajo de cementacin en el que se utilicen aditivos lquidos.

Existen diversos tipos de sistemas de aditivos Lquidos (LAS):

Sistema de control manual: cuatro tanques cerrados (1.000 galUS, 750 galUS y dos de 300 galUS) almacenan los distintos aditivos lquidos. Cuatro bombas de diafragma de accionamiento neumtico envan los aditivos directamente a los tanques de almacenamiento por encima del tanque de desplazamiento de la unidad de cementacin. Los aditivos lquidos se vierten en la proporcin adecuada y se dispersan en el agua de mezcla.

Sistema de control automtico: el sistema incluye un mtodo para controlar de forma automtica las cantidades de aditivos. El sistema est equipado con cuatro bombas de desplazamiento positivo: unos sensores magnticos cuentan las carreras de la bomba. Esto se utiliza para medir de forma automtica el volumen exacto de los aditivos que se vierte en el tanque de desplazamiento.

Sistema de aditivos lquidos computarizado: este sistema est formado por un mdulo de control de medicin, un caudalmetro electromagntico con vlvulas de control, y un terminal remoto que permite medir los volmenes de aditivos programados que se vierten en el tanque de desplazamiento.

Figura 1-11 Sistema de aditivos lquidos computarizados

En el tanque de desplazamiento se utilizan mezcladores de aligeramiento (lightening mixers) para ayudar a mezclar los aditivos y el agua de mezcla

Cabezas de cementacin: En el Mdulo JET 8 se describen con detalle las cabezas de cementacin: Cabezas de Cementacin y Aditamentos para Tubera de Revestimiento (seccin ID# 4127832 de InTouch).

Equipos auxiliares para cementacin En los trabajos de cementacin primaria se utilizan distintos tipos de aditamentos y Accesorios para tuberas de revestimiento, entre los que se pueden incluir: zapatas gua, collares de flotacin, collares de mltiples etapas, centralizadores, canastas de cementacin y colgadores de liner. La utilidad y el funcionamiento de estos equipos se describen en el Mdulo JET 8: Cabezas de Cementacin y Aditamentos para Tubera de Revestimiento.

Cementacin primaria:

Procedimiento en una etapa Los trabajos de cementacin primaria en una etapa incluyen la cementacin de: tubo conductor, tubera de revestimiento de superficie, tubera de revestimiento intermedia, tubera de revestimiento de produccin, liner y conexin de liner a superficie.

Cementacin del tubo conductor El conductor suele ser la tubera de revestimiento, que tambin es la ms corta (Figura 1-12). El conductor sirve para evitar que los fluidos de perforacin contaminen las arenas poco profundas, as como para evitar los derrumbes, que pueden producirse fcilmente cerca de las superficies donde hay capas superficiales o lechos de grava no consolidados o sueltos.

Figura 1-12 tubo Conductor

El tubo conductor suele tener uno de estos tres tamaos y profundidades:

30 a 20 pulgadas, soldado 20 a 16 pulgadas, roscado 30 a 300 pies (