CEMENTACION PROCESOS

7/27/2019 CEMENTACION PROCESOS

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1C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002

CIED

FUNDAMENTOSDE CEMENTACIN

DE POZOS


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Describir la importancia,

caractersticas del pozo, materiales,

equipos y accesorios que condicionan

la planificacin y ejecucin del

proceso de cementacin

Objetivo General


3/225


Unidad 1.Introduccin a la cementacin de pozos/ aislamiento zonal.

Unidad 2. Fabricacin y proceso de hidratacin del cemento.

Unidad 3. Introduccin a la formulacin de la lechada del cemento.

Unidad 4. Formulacin de lavadores y espaceadores de cementacin.

Unidad 5. Equipos, herramientas y accesorios para realizar la cementacin.

Tabla de Contenido


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CIED

C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2001

Introduccina la Cementacin de pozos

Aislamiento zonal


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Tema 1.

Importancia de la cementacin / Alternativas de aislamiento zonal

Tema 2.

Atributos del pozo que condicionan la operacin de cementacin

Tema 3.Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan

el aislamiento zonal durante la vida productiva del pozo

Introduccin a la Cementacin de Pozos /Aislamiento Zonal


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6C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002INTRODUCCIN A LA CEMENTACIN DE POZOS / AISLAMIENTO ZONAL

Tema 1. Importancia de la cementacin/Alternativas de aislamiento zonal


7/2257C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002

Tema 1.Importancia de la cementacin/Alternativas de aislamiento zonal

Proceso de cementacin

Cementacin de revestidores

Aislamiento zonal

ndice de aislamiento zonal

INTRODUCCIN A LA CEMENTACIN DE POZOS / AISLAMIENTO ZONAL



Proceso de cementacin / funciones

Hidrulicas

Mecnicas






Funciones Hidrulicas

Producir select ivamente la formacin para exclu ir f lu idosindeseables

Lim itar lo s t ratamiento s de estim ulacin al interv alo d e intersLim itar los procesos de recuperacin secund ar ia y terciar iaAs egurar la integridad d e la zapata del revest idor p ara contro lar el

pozo en c aso de arremet idas

Ejercer el contro l sobre los patrones de produ ccin del yacimientoEvitar la corrosin externa del revest idorEvitar la co ntam inacin de lo s acuferos d e agua dulc e por lo s

f lu idos d el pozo y de la formacin.






Funciones Mecnicas

Soport ar o reforzar el revestid or.Proteger el revestidor d e los esfuezos ychoq ues cuando se perfora para profun dizar.

Evitar el p and eo del revestido r.Soport ar la formacin.





Cementacin de revestidores





Aislamiento zonal

Con fig ur acin tpi ca

de la comp letacin de un pozo.





Aislamiento zonal

Ecuacin 1

Q =Kh(Pe - Pwf)

141.2 B Inrerw +S



T 1 I t i d l t i /Alt ti d i l i t l



Aislamiento zonal

Ecuacin 2

K* (rw - rrev )Qcem =

141.2 B (L)2 2

1






Aislamiento zonalValores tpicos de datos de un pozo y un yacimiento:

rw : 0.406 pies (hoyo 8 pulg)rrev : 0.328 pies (revestidor , 77/8 pulg.)Pi : 3000 lpc

B : 1.1 By/BN : 1.0 CPS(L)1 : 20 piesPwf : 1000 lpc






Aislamiento zonal

Grfico de la tasa de flujo depetrleo en rgimen estacionario







Es la relacin entre la tasa de flujo hacia el pozo de una

formacin productora y la tasa de flujo a travs del cemento.

IZI=Q

=Kh L

2

2

reQcem

K* (rw - rrev ) (In + S)rw



Tema 1 Importancia de la cementacin/Alternativas de aislamiento zonal



Usos de la ecuacin.

Cuantificar el aislamiento zonal.

Calcular la permeabilidad equivalente del cemento K*.

Detectar flujo a travs del anillo de cemento.




Tema 1 Importancia de la cementacin/Alternativas de aislamiento zonal




Ejemplo del conceptondice de aislamientozonal

Para Kcem= 120md= W = 4.7 x 10 pu lg.-5




20/22520C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002INTRODUCCIN A LA CEMENTACIN DE POZOS / AISLAMIENTO ZONAL

Tema 2. Atributos del pozo

que condicionan la operacinde cementacin

Tema 2 At ib t d l di i l i d t i



Tema 2. Atributos del pozo que condicionan la operacin de cementacin

Profundidad y configuracin del pozo

Condiciones del hoyo

Temperatura


T 2 At ib t d l di i l i d t i



Profundidad y configuracin del pozo

Profundidad.

Geometra del hoyo.

Altos ngulos de desviacin.

Dimetro del hoyo.


Tema 2.Atributos del pozo que condicionan la operacin de cementacin

T 2 Atrib tos del po o q e condicionan la operacin de cementacin



Profundidad yconfiguracin del pozo



T 2 Atributos del pozo que condicionan la operacin de cementacin



Profundidad y

configuracin del pozo



Tema 2 Atributos del pozo que condicionan la operacin de cementacin


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Condiciones del hoyo

Presiones de formacin

Presin de fractura

Zonas de prdida de circulacin

Presencia de gas

Propiedades fsicas y qumicas del lodo

INTRODUCCIN A LA CEMENTACIN DE POZOS / AISLAMIENTO ZONALINTRODUCCIN A LA CEMENTACIN DE POZOS / AISLAMIENTO ZONAL


Tema 2 Atributos del pozo que condicionan la operacin de cementacin


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Temperatura

Circulante

Esttica

Diferencia de temperatura(tope - fondo)




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Tema 3. Artculos de completaciny produccin del pozo que afectan

el aislamiento zonal durante la vidaproductiva del pozo.


Tema 3 Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan el aislamiento zonal durante la vida


28/225


Proceso de caoneo en las cementaciones.

Zonas de gas a alta presin.

Pozos sometidos a inyeccin de vapor.

Pozos sometidos a combustin in situ.

Pozos sometidos a inyeccin de dixido de carbono.

Fracturamiento hidrulico.


Tema 3.Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan el aislamiento zonal durante la vidaproductiva del pozo.

Tema 3.Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan el aislamiento zona durante la vida


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Uso de tecnologa de cargas a chorro


Tema 3.Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan el aislamiento zona durante la vidaproductiva del pozo.



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GeneraPresiones puntuales: 7.000.000 lpc

Deformacin plstica:revestidor, cemento y formacin

Produce





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Revestidor y cemento debenAtenuar energa de onda de impacto

Alta resistencia compresiva yBuena adherencia

Que se requiere


productiva del pozo.



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Zonas de gas a alta presin

Alta presin anu lar en superf ic ieReventonesAis lam iento zonal def ic ientePrdid as d e gas a zon as n o pro du ctiv asEst im ulac iones def ic ientesBajas tasas de produ cc in, y o tros

Efectos de la migracin del gas


p y p p qproductiva del pozo.



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Zonas de gas a alta presinMecanismos de la migracin de gas (Animaciones).

a) Canales de lodoHacer click aqu

Prdida excesiva de fluido

b) Formacin de microanillos enlas interfaces Hacer click aqu

c) Invasin de gas en lamatriz Hacer click aqu


p y p p qproductiva del pozo.

Tema 3.Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan el aislamiento zona durante la vidad ti d l


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Zonas de gas a alta presinConsideraciones para el control de la migracin del gas

Presin de la form acin

Permeabi l idadTasa de f lu jo de gasTem peratura de fondoGeom etra y des viac in del h oy oAl tura de la colum na de cem ento

Presin de fractu ra de la form acin





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Control de zonas de gas a alta presin





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Pozos sometidos a inyeccin de vapor

Requerimientos de la lechada

Anlisis de fallas/Causas





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Anlisis de fallas/causas

Canal izacin debido a inc om pat ib i l idad del cem entocon el f lu ido de per forac in.

Microani l los al rededor del revest idor debido alencogim iento del cemento d urante el f raguado

Inestabi l id ad d el cem ento al cho qu e trm ico lo cu alpro du ce prdid a de adheren cia en tre el cem ento y el

revest idor .





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Temperaturas mayores a 400F

Lechadas de baja densidad

Formaciones de bajo gradiente de fractura

Formaciones de alta permeabilidad

Uso de lechadas especiales



Tema 3. Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan el aislamiento zona durante la vida


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Pozos sometidos a combustin in situ



Tema 3.Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan el aislamiento zona durante la vidaproductiva del pozo


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Pozos sometidos a combustin in situ


Temperaturas entre 700 y 1700F.

Consideraciones similares a pozos sometidos a inyeccinde vapor





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Pozos sometidos a inyeccin de dixido de carbono

Proceso qumico

+

CO2 + H2O H2CO3 H + HCO3Ca(OH)2 + H + HCO3 CaCO3 + H2O

C - S - H + H + HCO3 CaCO3 + Slica amorfa

CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + H2O





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Tema 3.Atributos de completacin y produccin del pozo que afectan el aislamiento zona durante la vidaprod cti a del po o


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Resultado del proceso qumico

Extraccin del material cementicio de la matriz

Aumento de porosidad y permeabilidad

Formacin de silica amorfa.

{

Integridad estructural

Proteccin al revestidor

Aislamiento zonal

Prdida





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Pozos sometidos afracturamiento hidrulico





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Pozos sometidos a fracturamiento hidrulico

Fracturamiento hidrulico

Esfuerzo de tensin

Fractura del anillo de cemento

Desalojo del anillo

(unin cemento tubera)



Contenido


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Fabricacin y proceso

de hidratacin del cemento

CIED


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Fabricacin y procesode hidratacin del cemento

Tema 1. Fabricacin del cemento

Tema 2. Composicin qumica del cemento

Tema 3. Hidratacin del cemento


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Materias primas utilizadas en la fabricacin delcemento

Proceso de preparacin de la materia prima

Proceso de coccin

Proceso de enfriamiento

Elaboracin del cemento

Fabricacin y proceso de hidratacin del cemento



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Materias primas usadas en la fabricacin

del cemento

Materiales calcreos

Materiales arcillosos




52/225


Materias primas usadas en la fabricacin del cemento




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Preparacin de la materia prima

Proceso seco




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Preparacin de la materia prima

Proceso hmedo




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Proceso de coccin

Zona Rango de temperatura Perfil de reaccin

I

II

III

IV

V

VI

Hasta 200

200 - 800

800 - 1100

1100 - 1300

1300 - 1500 - 1300

1300 - 1000

Evaporacin

Precalentamiento

Descarbonatacin

Reacciones exotrmicas

Sinterizacin

Enfriamiento




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Proceso de coccin




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Tasa de enfriamiento ideal

Enfriamiento suave hasta una temperatura de 1250C

Tasa de enfriamiento rpida de 18 a 20C/min




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Tasa de enfriamiento lenta

4 a 5C/min cristalizacin excesiva del C3A y C

4AF

Cristales de C3S Y C2S altamente ordenadosPresencia de cristales de MgO libre

Resistencia compresiva temprana alta

Baja resistencia compresiva con el tiempoFalta de solidez




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Fase lquida solidificada como un vidrio

C3A y C4AF permanecen atrapados en la fasevidriosa

Cristalizacin de C3S y C2S menos ordenada

MgO menos activo

Cementos de mayor solidez

Menor resistencia compresiva inicial pero mayorresistencia con el tiempo

Tasa de enfriamiento rpida




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62C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Fabricacin y proceso de hidratacin del cemento

Elaboracin del cemento


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Tema 2. Composicin qumicadel cemento


Tema 2. Composicin qumica del cemento.


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Caractersticas qumicas de la materia prima

Qumica del cemento

Estructura cristalina




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Caractersticas de la materia prima

Compuestos qumicos

xido de calcio CaO

xido de aluminio Al2O3 xido de slice SiO2

xido frrico Fe2O3

xido de magnesio MgO

xido de potasio K2O xido de sodio Na2O

Sulfato de calcio dihidratado CaSO42H2O




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Caractersticas qumicas de la materia prima

Fuentes

* Fuentes ms comunes

CalCaO

HierroFeO3

SlicaSiO2

AlminaAl2O3

MagnesioMgO

YesoCaSO42H2O

Desechos alcalinosAragonitaCalcita*Roca cementoCretaArcillaCaliza*Marga*Lutita*Escoria

Conchas de mar

Arcilla*Mineral de hierro*LutitaConchas*Ceniza de pirita*Desechos de mineralesPirita

Silicato de CalcioRoca cementoArcilla*CenizaCalizaLoesMarga*Desechos de mineralesCuarcitaArena*

AreniscaLutita*EscoriaDolerita

Desechos de mineralde aluminio*

BauxitaRoca cementoArcilla*Escoria de cobreCeniza*CalizaLoesDesechos de minerales

Lutita*Escoria

Roca de cementoCalizaEscoria

AnhidritaSulfato de calcio

Yeso




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Qumica del cemento

Materia

Caliza

Arcilla

Arena

Mineral de hierro

Yeso

Aporte

CaO

Al2O3

SiO2

Fe2O3

CaSO42H2O

Dosificacin (%)

50 - 73

20 - 25

6 - 15

1 - 6

3 - 5

Carcter

Bsico

cido

cido

cido




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Qumica del cemento

Componentes primarios

Componentes secundarios




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Estructura cristalina de la escoriaC3S C

4AF

C3AC2S




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Estructura cristalina del cemento

C3S

C2F

C4AF

C3AMgO

CaO

1

2

3

4

5

6 1-

2-

3-

4-5-

6-



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Tema 3. Hidratacin del cemento


Tema 3. Hidratacin del cemento.


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Hidratacin del cemento

Hidratacin de la fase silicatos Estados de hidratacin de la fase silicatos

Hidratacin de la fase aluminatos

Estados de hidratacin de la fase aluminatos

Hidratacin del cemento como un sistemamulticomponente

Cambios de volumen durante el fraguado

Efecto de la temperatura

Fraguado repentino y falso fraguado

Efecto del envejecimiento Influencia de los lcalis

Influencia de la distribucin del tamao de las partculas

Resistencia a los sulfatos




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Hidratacin de la fase silicatos




72/225


Hidratacin de la fase silicatos (continuacin)




73/225


Etapas de hidratacin de la fase silicatos




74/225






75/225



Cristales de Etringita




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Etapas de hidratacin de la fase aluminatos




77/225


Hidratacin del cemento como un sistemamulticomponente




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7 das

4,8

4,4

8,0

6,3

1 da

2,8

1,7

2,7

2,6

Cemento muestra

1

2

3 (sin yeso)

4 (sin yeso)

28 das

6,0

-

8,6

7,5

100 das

6,9

6,3

8,7

7,6

Porcentaje de volumen durante el fraguado




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Efecto de la temperatura




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Fraguado repentino

Se debe a falta de yeso en el sistema

Mezcla cemento + Agua

Reaccin rpida de C3A

Aumenta temperatura

Endurecimiento irreversible(fraguado repentino)




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Diagrama esquemtico de la estructura desarrollada duranteel fraguado del cemento en funcin de la reactividad de laescoria y disponibilidad de sulfato




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Falso Fraguado

Se controla con agitacin vigorosa (raramente disponible en eltaladro) y agregando dispersantes para reducir el impacto geolgico

Proceso de pulverizacinen el molino Generacin de calor

Deshidratacin del

sulfato de calcioCSH1/2 y CS

Lechada de cemento

sobresaturada con respectoal yeso

Precipitacin de yeso

secundario

Endurecimiento

o gelificacin de la lechada




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Efectos del envejecimiento

La exposicin atmosfrica o las altastemperaturas durante el almacenamiento puede

causar:

Aumento del tiempo de espesamiento

Disminucin de la resistencia compresiva

Disminucin del calor de hidratacin Aumento de la viscosidad de la lechada




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Influencia de los lcalis

Afectan el desarrollo de la resistencia y elfraguado

Se deben mantener por debajo del 1%




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Tamao de las partculas del cemento

El tamao de las partculas (fineza) se puededeterminar por:

Mtodo de Wagner

Mtodo de Blaine

Mtodo de absorcin de gas (BET)




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Influencia de la distribucin del tamao delas partculas

Relacin agua - cemento

Resistencia compresiva

Tasa de hidratacin

Tiempo de espesamiento




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Influencia de la distribucin del tamao de las partculas

Tiempo de espesamiento y fineza Blaine




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La solubilidad de los sulfatos de magnesio y sodio est por debajo de 60C

(140F) por lo tanto el ataque por sulfato no es un problema a temperaturas

iguales o mayores a esta

Sulfato de sodioy magnesio

Reaccin conhidrxido de calcio

Sulfato decalcio + aluminatos

Forma hidrxido de sodio

y magnesio + sulfato decalcio

Nota importante

Etringita

Expansin descontroladaPrdida de resistenciaAgrietamientoDao de tubularesPrdida de aislamiento zonal




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El API clasifica los cementos en:

Ninguna resistencia a los sulfatos (NSR), C3A > 6

%

Resistencia moderada de sulfato (MSR), C3Aentre 3 - 6 %

Resistencia alta al sulfato (HSR), C3A 3%


Contenido


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CIED

C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2001

Introduccin a la formulacinde la lechada de cemento


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Tema 1.Clasificacin y funcin

de los aditivos

Introduccin a la Formulacin de la Lechada de Cemento

Tema 1. Clasificacin y funcin de los aditivos


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Aceleradores

Efectos secundarios de los aceleradores

Retardadores

Tipos de retardadores

Extendedores

Tipos de extendedores

Partculas de bajo peso

Densificantes

Dispersantes

Aditivos de control de prdida de fluidosAditivos de control de prdida de circulacin

Aditivos especiales




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Reducen el tiempo de espesamiento o debombeabilidad de la lechada de cemento.

Afectan la velocidad de hidratacin.

Se utilizan en pozos someros (temp. < 150F)

Tipos

Aceleradores




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Efecto sobre la resistencia compresiva

Efecto sobre el tiempo de espesamiento

Aceleradores




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Efectos secundarios de los aceleradores

Calor de hidratacin (aumenta 50 a 60F)

Reologa ( YP , VP despus de 30, Tixotropa )

Reduccin del volumen

Permeabilidad ( K inicial , K final )


Desarrollo de resistencia compresiva




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Tipos

Retardadores

Lignosulfonatos.

cidos hidroxicarboxlicos.

Compuestos sacridos.

Derivados de celulosa.

Organofosfonatos.

Compuestos inorgnicos.




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Concentracin: 0,1 a 1,5%.

Temperatura: Hasta 250F.

Se puede extender hasta 600Fusando borato de sodio.

Retardadores

Lignosulfonatos




98/225


Efecto retardante del lignosulfonato

Retardadores




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cido hidroxicarboxlico

Concentracin: 0,1 a 0,3%.

Temperatura: hasta 300F.





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Efecto retardante de un glucoheptanocido hidroxicarboxlico





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Compuestos sacaridos

Sacarosa y rafinosa

No se utilizan por ser muy sensitivos a pequeasvariaciones en la concentracin.





102/225


Temperatura: hasta 250F Concentracin: 0,1 a 0,3%

Se utilizan mayormente como agente decontrol de prdida de fluido

Aumenta considerablemente la viscosidad

Derivados de celulosa





103/225


Efecto retardante del CMHEC

Derivados de celulosa





104/225


Organofosfonato

Temperatura: hasta 400F.

Concentracin: 0,1 a 1%.

Disminuyen la viscosidad de la lechada.





105/225


Efecto retardante de un organofosfonato





106/225


Compuestos inorgnicos

cidos y sales bricas, fosfricas,

hidrofluricas y crmicas

Cloruro de sodio a concentracionesmayores de 20%

xido de zinc





107/225


Propsitos

Extendedores

Reducir la densidad

Aumentar el rendimiento

Extender el agua

Extender gases




108/225






109/225


Concentracin: 0 a 20%.

Despus de 6% requiere dispersantes.

Mejora el control de la prdida de fluido.

Son efectivas a altas temperaturas.

Reducen la resistencia compresiva.

Aumentan la permeabilidad. Reducen la resistencia a agua sulfatada y fluidos corrosivos.

Requerimiento de agua: 1,3 gal/2% de bentonita.

Arcilla





110/225


Efecto de la bentonita sobre las propiedades de lechada.



Ti d t d d



111/225


Efecto de la bentonita sobre la resistencia a la compresin





112/225


Comparacin de las propiedades de la lechada con bentonitaprehidratada y seca





113/225


Atapulgita

Se utiliza en lechadas salinas.

Material fibroso en forma de agujas.

Proporciona viscosidad por asociacin cuandose dispersan en agua.

No mejoran el control de la prdida de fluido.





114/225


Silicato de sodio

Concentracin: 0,2 a 3% (slido), 0,2 a 0,6gal/sx (lquido).

Rango de densidad de lechada: 11 a 14 lbs/gal.






115/225


Efecto del silicato de sodio slido

Silicato de sodio





116/225


Efecto del silicato de sodio lquido





117/225


Pozolanas

Naturales: cenizas volcnicas y tierras diatomceas.

Artificiales: cenizas de carbn pulverizado.

Produce cementos ligeramente ms resistentes quelos extendidos con bentonita.

Temperaturas: hasta 400F.




118/225



119/225


Perlita expandida

Vidrio volcnico triturado y expandido alcalentar hasta su punto de fusin.

Gravedad especfica: 0,93.

Densidad: 12 lbs/gal.

Se combinan con 2 a 4% de bentonita.

Partculas de bajo peso (extendedores inertes)


Partculas de bajo peso



120/225


Efecto de lapresin sobre la

perlita expandida




121/225


Gilsonita

Asfalto mineral.

Gravedad especfica: 1,07. Concentracin: hasta 50 lbs/sx de cemento.

Requerimiento de agua: 2 gal/50 lbs.

Densidad: 2 lbs/gal .

Aplicacin principal cuando se requiere controlde prdida de circulacin.

Partculas de bajo peso (extendedores inertes)




122/225


Carbn mineral pulverizado

Muy similar a la gilsonita.

Gravedad especfica: 1,3.

Concentracin: 12,5 a 50 lbs/sx de cemento.

Densidad: 11,9 lbs/gal.

Requiere bentonita.






123/225


Propiedades fsicasde una lechada con

carbn mineralpulverizado




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Microesferas (vidrio y cermica)

Desarrollo relativamente reciente.

Gravedad especfica: 0,4 a 0,6.

Densidad: 8,5 lbs/gal.

Alta resistencia y baja permeabilidad.

Limitaciones: vidrio 5000 lpc, cermica 4500 lpc.



MicroesferasTipos de extendedores



125/225


p




126/225


Resistencia compresiva para lechadas extendidas con microesferas



Densificantes



127/225


Requerimientos

Alta gravedad especfica.

Tamao de partculas compatiblescon el cemento.

Bajo requerimiento de agua.

Disponibilidad y costo aceptable.

Densificantes


Densificantes



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Propiedades fsicas

Densificantes


Dispersantes



129/225


Reducen la friccin interna Viscosidad

Favorece la colocacin de la mezcla y sucohesin.

Aumenta resistencia temprana a lacompresin.

Mejora el control de la prdida de fluido yagua libre.

Dispersantes


Dispersantes



130/225


Tipos:

Polinaftalen sulfonato.

Concentracin:

Agua dulce : 0,5 a 1,5%.

Agua salada: Hasta 4%.

Dispersantes


Dispersantes



131/225


Efecto del polinaftalensulfonato (PNS)

Dispersantes


Dispersantes



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Lignosulfonatos

Se usan frecuentemente el lodos de perforacin.

Tiene efecto retardante.

Se utilizan a altas temperaturas.

Dispersantes


Dispersantes



133/225


Sulfonatos de poliestireno

Muy efectivos

Alto costo poco uso

Propiedades retardantes.

Dispersantes


Dispersantes



134/225


Sulfonatos de poliestirenos y hidroxalatospolisacridos:

Por su alto costo tienen poco uso en laslechadas de cemento.

Dispersantes

Hidroxalato polisacridos




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Deshidratacin prematura taponamiento anular desplazamiento incompleto.

Cambios de reologa disminucin de eficiencia de remocin de lodo.

Alto filtrado dao a zonas productivas.

Aditivos de control de prdida de fluido. Ventajas




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Niveles de control

Cementacin primaria: mximo 250 cc/30 min.

Cementacin forzada: mximo 150 cc/30 min.

Aditivos de control de prdida de fluidos




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Materiales de partculas finas: Bentonita y ltex.

Disminuyen permeabilidad de revoque.



Adi tiv os de con tro l de prd ida de flu idos



138/225


Adi tiv os de con tro l de prd ida de flu idos




139/225


Polmeros solubles en agua

Actan aumentando la viscosidad de la faseacuosa y disminuyendo la permeabilidad delrevoque.

Su efecto depende de la concentracin y del

peso molecular.






140/225


Efecto del peso molecular

sobre la viscosidad





141/225

145C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Introduccin a la Formulacin de la Lechada de Cemento

Aditi d t l d did d fl id



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Otros polmeros solubles

Derivados de celulosa (CMHEC).

Polmeros sintticos no inicos.

Polmeros sintticos aninicos.

Polmeros catinicos.



Aditi d t l d did d i l i



143/225


Mtodos de control

Evitar que ocurran fracturas inducidas: Ph

Curar prdidas existentes (material granular,en escamas o fibrosos).

Combinar los mtodos anteriores (materialgranular con amplio rango de partculas).

Aditivos de control de prdida de circulacin


Aditi d t l d did d i l i



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Material granular ( gilsonita y kolite).

Material en escamas (escamas de celofn).

Material fibroso ( fibras sintticas de nylon).

Aditivos de control de prdida de circulacin


Aditi i l



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Antiespumantes.

Agentes de fortalecimiento.

Trazadores radioactivos.

Controladores de la retrogresin (T > 230F).

Control de la migracin del gas.

Descontaminantes de lodo.

Aditivos especiales

Contenido


CIED


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150C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002

Formulacin deespaciadores y lavadoresde cementacin

Formulacin de lavadores y espaciadores de cementacin


147/225


Tema 1. Clasificacin y funcin

de los aditivos.

Tema 2. Clculos y formulacin

de lavadores y espaciadores.



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Aditivos de lavadores

Aditivos de espaciadores




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Dispersantes o adelgazantes

Polinaftalen sulfonato (PNS o NSFC).

Lignosulfonato.

Taninos.

Fosfatos: Pirofosfato cido de sodio (SAPP).





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Surfactantes

Lodos base aceite

Lavador base aceite





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Sales

Cloruro de sodio (NaCl).

Cloruro de potasio (KCl).

En concentraciones de hasta 4%.






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cidos

cido clorhdrico.

cido actico.






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Aceites

Pequeas concentraciones de aceite especialconstituido por partculas de resinas solubles enun aceite de hidrocarburo.






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Viscosificadores.

Agentes de control de prdida de fluido.

Densificantes.

Surfactantes.






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Viscosificadores

Polmeros solubles en agua.

Dispersantes.

Arcillas inorgnicas.





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Agentes de control de prdida de fluido

Polmeros solubles en agua (etilenamina).

Derivados de celulosa.

Sulfonatos poliestirenos.

Arcillas inorgnicas.






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Densificantes

Slica fluor.

Ceniza.

Carbonato de calcio.

Barita.

Hematita.

Ilmenita.

Formulacin de lavadores y espaciadores de cementacin Tema 1. Clasificacin y funcin de los aditivos


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Surfactantes (Lodo, lavadores y espaciadores base aceite)

No aninicos.

Aninicos.

NaCl o KCl (Opcional).



Tema 2. Clculos y formulacin de lavadores y espaciadores


159/225


Clculos importantes

Formulacin de lavadores y espaciadores


Clculos importantes



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167C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Formulacin de lavadores y espaciadores de cementacin

Clculos importantes



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Clculos importantes



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Clculos importantes



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Formulacin de lavadores



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Lodos base agua.

Lodos base aceite.

Formulacin de lavadores


Formulacin de espaciadores



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Rgimen: turbulento y laminar.

Espaciadores espumosos.

Formulacin de espaciadores

Formulacin de lavadores y espaciadores de cementacin Tema 2. Clculos y formulacin de lavadores y espaciadores


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Lodos base agua

Lodos base aceite

Formulacin de lavadores y espaciadores


Contenido

CIED


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174C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002

Equipos, herramientas yaccesorios para realizar lacementacin

Equipos, herramientas y accesorios para realizar la cementacin


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Tema 1.

Equipos y herramientas en superficie utilizados en la

cementacin de pozos

Tema 2.

Accesorios y herramientas a fondo de pozo para

realizar la cementacin



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Tema 1. Equipos y herramientas en

superficie utilizados en la cementacinde pozos

Tema 1.Equipos y herramientas en superficie utilizados en la cementacin de pozos


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Equipos ubicados en la planta o

contratista de cementacin

Equipos ubicados en el taladro

Bombas de alta presin

Controles e instrumentacin

Equipos del revestidor

Equipos herramientas y accesorios para realizar la cementacin

Equipos ubicados en la planta o contratista de cementacin



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Tanques neumticos de traslado




Tanq es me cladores


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Tanquesmezcladores



Unidades de transporte terrestre



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Unidades de transporte terrestre

Equipos herramientas y accesorios para realizar la cementacin Tema 1.Equipos y herramientas en superficie utilizados en la cementacin de pozos


Esquema integrado de los equipos ubicados en la planta


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Esquema integrado de los equipos ubicados en la planta


Equipos ubicados o trasladados al taladro

Tanques atmosfricos



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182C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Equipos herramientas y accesorios para realizar la cementacin Tema 1.Equipos y herramientas en superficie utilizados en la cementacin de pozos

Equipos ubicados


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o trasladados al taladro

Tanques presurizados


Equipos ubicadoso trasladados

al taladro



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Medidores de agua

al taladro



Tanque medidor de lquidos



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q q


Equipos ubicados o trasladados al taladroEquipos y herramientas en superficie utilizados en la cementacin de pozos



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Mltiple de medicin de aditivos lquidos



Tanque de compensacin



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187C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Equipos herramientas y accesorios para realizar la cementacin


Mezclador convencional a chorro para cemento en saco



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Mezclador convencional a chorro para cemento en saco


Mezclador convencional a chorro para cemento a granel




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Mezclador de circulacin a chorro para cemento



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en saco y a granel



Mezclador de circulacin sin chorro



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Unidades de mezclado de cemento

Tanque de compensacin : desde 1,5 hasta 4 m3

Mezclador convencional a chorro o de circulacin

Tanques de almacenamiento : entre 6,3 y 50 bls de capacidad

Bombas centrifugas de recirculacin : tasa mximade desplazamiento 25 bls/min

Agitadores de paletas accionados elctricamente o hidrulicamente

Mltiple





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Eficiencia : global de 85 a 90%

Volumtrica 98%

Convertibilidad: el tamao de la bomba se puede alterar cambiandoel cuerpo de la misma.

Potencia hidrulica: vara entre 200 y 500 hp.

Versatilidad: Manejan fluidos de empaque con grava y realizan trabajosde fracturamiento.

Mxima tasa de flujo: 8 bls/min.

Mxima presin disponible: 1030 lpc

Accionamiento: Motor diesel con transmisin manual o automticaaccionadas elctricamente





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194C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Equipos herramientas y accesorios para realizar la cementacin Tema 1.Equipos y herramientas en superficie utilizados en la cementacin de pozos


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Contador de emboladas

Observa la tasa de bombeo

de la lechada

Equipos herramientas y accesorios para realizar la cementacin Tema 1.Equipos y herramientas en superficie utilizados en la cementacin de pozos


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196C COPYRIGHT PDVSA CIED 2002


Manmetros

Mide la presin de bombeo



Balanza de densidad de lodo presurizada



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p




Balanza de pesado de tubo U


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Balanza de pesado de tubo U



Densmetro radioactivo



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199C COPYRIGHT PDVSA CIED 2002Equipos herramientas y accesorios para realizar la cementacin


Unidad de control para registrar parmetros de bombeo



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200C COPYRIGHT PDVSA CIED 2002Equipos herramientas y accesorios para realizar la cementacin


Mangueras de acero



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201C COPYRIGHT PDVSA CIED 2002Equipos, herramientas y accesorios para realizar la cementacin


Equipo de bombeo y mezcla ubicado en el taladro



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Equipo de bombeo y mezcla ubicado en el taladro



Unidades de cementacin deslizable



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Equipos del revestidor en superficie

Cabezal de cementacin simple



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Tipos de retenedores



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205C COPYRIGHT, PDVSA CIED, 2002Equipos, herramientas y accesorios para realizar la cementacin


Tapones de desplazamiento



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Tema 2. Accesorios y herramientas a fondode pozo para realizar la cementacin.

Tema 2. Accesorios y herramientas a fondo de pozo para realizar la cementacin


201/225


Zapata gua

Equipo de flotacin

Equipo de llenado automtico

Equipos de llenado diferencial

Equipos insertados en el revestidor

Equipos para cementacin con sartas internas


Zapata gua

Es la forma bsica de las zapatas del revestidor que no



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Es la forma bsica de las zapatas del revestidor que no

poseen vlvulas de retencin o dispositivos de control de

flujo.

Patrn regularZapata Gua

Zapata Gua(tipo aluminio)

Zapata Gua(Tipo cemento)

Zapata Gua(tipo cemento

con orificios lat.)


Equipo de flotacin

Reduce los esfuerzos de tensin sobre la torre de perforacin induciendo

flotacin o aumentando la flotabilidad del revestidor



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flotacin o aumentando la flotabilidad del revestidor.

Cuello flotador con Flapper(tipo alumnio)

Zapata flotadoracon bola

(tipo aluminio)

Zapata flotadora con bola(tipo cemento)

Zapata flotadoracon bola

(tipo cementocon orificios lat.)

Cuello flotadorcon bola

(tipo cemento)

Cuello flotadorcon vlvulatipo embolo



Son zapatas y cuellos que contienen vlvulas de retencin



204/225


Figura 10-33

similares a las utilizadas en los equipos de flotacin.

Zapata con orificio de llenado(tipo aluminio)

Cuello con orificio de llenado(tipo aluminio)

Cuello con orificio de llenado(tipo cemento)

Zapata de llenado automticocon tapn de cierre

(tipo aluminio)



Vlvula de movimiento vertical



205/225


Equipo de llenado

dif i l



206/225


diferencial

Es un equipo diseado para

realizar el llenado automtico

y para regular el nivel

de fluido dentro del revestidor


Equipo de llenado diferencial

Operacin de una vlvula



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Bajando Revestidor Circulando Cerrada por la Bola


Equiposinsertadosenelrevestidor



208/225


Vlvula flotadorainsertada

tipo flapper

Orificiode llenadoinsertado

Llenado

automticoinsertadocon tapnde cierre


Equipos para cementacin con sartas internas



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Zapata de cementacinpara cementacin

con sarta interna (stab-in)

Unidad Stab-in Tapn flexiblede cierre

Cuello de Cementacincon sarta interna (stab-in)


Equipos para cementacin

con sartas internas



210/225


Cuello flotadorstab-in con orificio


Equipos para

cementacin



211/225


cementacin

por etapas


Equipos para cementacin

con sartas internas



212/225


Principio de operacindel cuello de orificio


Equipos obturadores del anular



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Las zapatas y cuellos obturadores

se utilizan en completaciones a hoyo

abierto para proteger la formacin

debajo del revestidor de la contaminacin

del cemento y la presin hidrosttica.


Equipos obturadores del anular

Las cestas de cementacin se utilizan para aplicaciones de



214/225


bajas presiones diferenciales para separar fluidos y para ayudara soportar la columna hidrosttica del cemento.


Accesorios externos



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Centralizadores

Son una de las ayudas

mecnicas ms simples

y quizs de mayor beneficio

utilizadas en la cementacin

primaria.


Accesorios externos

Centralizadores rgidos



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Accesorios externos



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Centralizadorestamden rise TM

y los turbolizer TM


Accesorios

externos



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Anillo retenedores


Accesorios externos



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Raspadores

Son dispositivos mecnicoslimpiadores de las paredes del hoyo

Raspadores reciprocantesRaspadores rotativos


Herramientas de asentamiento

de camisas



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de camisas


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Camisa de asentamiento Receptculo pulido


Herramientas de asentamiento de camisas



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Obturador de la Camisa

Son herramientas separadoras que se colocan

sobre el tope del colgador de la camisa.

Operan por peso con herramientas especiales de asentamiento.

Se pueden asentar en cualquier momento despus de asentar

el colgador,




de camisas


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de camisas


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Equipos de flotacin

y desplazamiento



225/225

y desplazamiento

CEMENTACION PROCESOS

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