I N G . : L I S B E T H A R C E S A N A B R I A

EQUIPOS Y ACCESORIOS DE CEMENTACIÓN PETROLERA

EQUIPOS DE CEMENTACIÓN

1.Equipo de material a granel para el almacenamiento y la mezcla

2. Unidad de bombeo de cemento

3. Líneas de tratamiento

4. Sistema de mezclado

5. Mezclador por baches

6. Tanques de fluido

7. sistema de aditivos líquidos

8. Cabezas de cementación

1. EQUIPOS DE MATERIAL A GRANEL

En los trabajos de cementación primaria, se necesitanlos siguientes equipos de material a granel paraalmacenar el cemento seco y transferirlo al sistema demezclado de cemento : Silos de cemento a presión osilos de cemento de gravedad: los distintos cementos ymezclas deben almacenarse en silos de cementoseparados. Los silos deben tener la capacidadsuficiente para almacenar el cemento necesario.Además, estos silos también sirven para mezclar ymanipular aditivos y material a granel en seco.

1. EQUIPOS DE MATERIAL A GRANEL

Transporte de cemento a granel:se utilizan para transportar elcemento seco hasta el pozo. Tambiénpueden utilizarse durante lacementación para transferirdirectamente el cemento al sistemade mezclado.

Compresor de aire: suministra elaire para presurizar los silos y llevara cabo la transferencia de cemento.

Mangueras de caucho de 4pulgadas: sirven para transferir elmaterial desde el silo hasta el equipode mezclado de cemento; también seutilizan para las líneas deventilación.

Tanque de descarga: ayuda acontrolar el flujo de cemento secodesde la planta de material a granelal sistema de mezclado.

LOS SILOS

Básicamente constan de:

Conducto de llenado queentra por la base cónica ycorre paralelo a su ejelongitudinal.

Conducto de Purga

Conducto de Descarga

Sistema de Presión de Aire

Araña

Patín

Entrada de Hombre

Escaleras

Manómetros

Válvulas

DESCRIPCIÓN DE LOS

EQUIPOS DE CEMENTACIÓN

Silos

Transportadores

Básicamente constande los mismosdispositivos que lossilos, pero reducen lacontaminación en elcampo.

TANQUES MEZCLADORES

Tanques MezcladoresBásicamente constan de :

Básicamente sirven para:

Preparar agua de mezcla

Preparar lechadas decemento

Tanque (s)

Sistema de Agitación

Sistema de Circulación

DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DE CEMENTACIÓN

Equipo deLaboratorio

Esta básicamente consta de:

Consistómetros

Viscosímetros

Balanzas

Medidores de Filtrado

Celdas Atemperadas

Prensas

2. Unidad de bombeo de cemento

La unidad de bombeo de cemento desempeña las siguientes funciones:

suministra alta potencia y presión de bombeo mide los fluidos de mezcla proporciona y controla el sistema de mezclado de cemento. controla el caudal y la presión de bombeo.

3. LÍNEA DE TRATAMIENTO

La línea de tratamiento es un conjunto de tuberías, Tes,válvulas y uniones giratorias que se utiliza para llevarla lechada de cementación y otros fluidos bombeadosdesde la unidad de cementación al pozo

3. SISTEMA DE MEZCLA

El objetivo del sistema de mezcla es garantizar laproporción exacta de cemento seco y fluido de mezclade manera que se obtenga una lechada concaracterísticas predecibles, que pueda bombearse alfondo del pozo al caudal deseado.

Se utilizan diversos tipos de sistemas de mezcla;además, estos sistemas están en continua evolución.

5. MEZCLADOR POR BACHES

La mezcla por baches es un sistema simple para lamezcla de lechadas de cementación.

Existen varios tipos de mezcladores por baches, conuna capacidad que oscila entre 15 y 150 bbl.

Normalmente, estos mezcladores están equipados conpaletas, bombas centrífugas de circulación, y líneaspara que la lechada circule y se mezcle en los tanquespor baches durante el proceso de mezcla.

6. TANQUES DE FLUIDO

Los fluidos utilizados en el proceso de cementación (fluidode mezcla para la lechada inicial y la lechada de cola,lavadores y espaciadores) deben almacenarse y prepararseen tanques de fluido.

El uso bombas centrífugas para la recirculación de lalechada debe limitarse al mínimo, ya que la energía decorte adicional que se añade al sistema puede afectar deforma negativa las propiedades de la lechada. Serecomienda que la lechada no se recircule con una bombacentrífuga durante más de 5 minutos por cada 10 bbl delechada.

Las pruebas de cemento realizadas en el laboratorio debentener en cuenta que la mezcla de la lechada se va a realizarpor baches.

6. TANQUES DE FLUIDO

Normalmente, para almacenar estos fluidos se utilizan tanques de lododel equipo de perforación; en todo caso, la cuadrilla de cementacióndebe asegurarse de que:

los tanques estén limpios y no se contaminen con otros fluidos durantela preparación de los fluidos o el proceso de cementación.

haya suficientes tanques y los tanques tengan la capacidad suficientepara almacenar los distintos fluidos que se necesitan.

el fluido de los tanques pueda mezclarse y circular de forma adecuadapara garantizar su homogeneidad.

no haya fugas en los tanques. el caudal de fluido desde los tanques a la unidad de cementación sea el

adecuado para poder alcanzar los caudales de bombeo y mezcla dediseño.

7. SISTEMAS DE ADITIVOS LÍQUIDOS

Los sistemas de almacenamiento y medición deaditivos líquidos sirven para almacenar y medir losaditivos líquidos durante las operaciones decementación.

Inicialmente, estos sistemas se diseñaron parautilizarse en espacios confinados en equipos deperforación costafuera; sin embargo, por su eficienciay economía, ahora son un elemento imprescindiblepara cualquier trabajo de cementación en el que seutilicen aditivos líquidos.

7. SISTEMAS DE ADITIVOS LÍQUIDOS

Sistema de control manual: cuatro tanques cerrados (1.000 gal,750 gal y dos de 300 gal) almacenan los distintos aditivoslíquidos. Cuatro bombas de diafragma de accionamientoneumático envían los aditivos directamente a los tanques dealmacenamiento por encima del tanque de desplazamiento de launidad de cementación. A continuación, los aditivos líquidos sevierten en la proporción adecuada y se dispersan en el agua demezcla.

Sistema de control automático: el sistema incluye un métodopara controlar de forma automática las cantidades de aditivos.El sistema está equipado con cuatro bombas de desplazamientopositivo: unos sensores magnéticos cuentan las carreras de labomba. Esto se utiliza para medir de forma automática elvolumen exacto de los aditivos que se vierte en el tanque dedesplazamiento.

7. SISTEMAS DE ADITIVOS LÍQUIDOS

Sistema de aditivos líquidos computarizado: estesistema está formado por un módulo de control demedición, un caudalímetro electromagnético con válvulasde control, y un terminal remoto que permite medir losvolúmenes de aditivos programados que se vierten en eltanque de desplazamiento.

8.- CABEZAS DE CEMENTACIÓN

Cabezas de

Cementación

Estas básicamente

consta de:

Porta tapones

Pines de seguridad

Conductos de flujo

Tapa

Las cabezas de cementación con contenedores de acero de alta resistencia a la

presión interna y a la tensión, que albergan uno o los dos tapones inferior y

superior, un sistema mecánico o hidráulico para soltar los tapones durante la

operación de cementación, en el momento que se requiera sin parar la operación.

Proveen la concesión entre la línea de descarga de la unidad de cementación y el

tope de la sarta de cañerías. Estas piezas son usadas en las operaciones de

cementación primaria. Se encarga de liberar el tapón inferior, al momento de que se

mezcla y bombea hacia abajo la lechada de cemento, luego libera el tapón superior

para desplazar el cemento sin necesidad de romper la conexión con el tope de las

cañerías.

Normalmente se usa lodo para desplazar la lechada de cemento, para lo cual se

pueden usar bombas de cementación o las bombas de lodo del equipo de

perforación.

CABEZA DE CEMENTACIÓN

Para que lasoperacionessean máscómodas sedebe instalar la

cabeza decementación lomás próximadel nivel delpiso de la torrede perforación.

CABEZA DE CEMENTACIÓN

DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DE CEMENTACIÓN

Línea de Alta PresiónEsta básicamente consta

de:

Tuberías integrales

Mangueras Chicsan

Válvulas Lo Torc

Codos

Tes

Los accesorios normalmenteempleados en la cementación son:

1. La zapata guía. Ubicada en laparte inferior de la cañería, laparte inferior de una tubería esprotegida por una zapata guia.

2. Cupla o flotador. Cupla de autollenado es colocado cada uno o dostramos para proporcionar, unasiento para los tapones.

3. Tapones. Actúan como barrerade separación entre la lechada decemento y el fluido de perforación

4. Centradores. Son colocados enlas secciones criticas de interéspara centrar la tubería y obteneruna mejor distribución delcemento alrededor de esta.

ACCESORIOS PARA TUBERIAS DE REVESTIMIENTO

El uso de un equipo de flotación reduce los esfuerzos y

fatigas por incremento de las longitudes y pesos de las

tuberías. Este equipo consiste de zapatas y coples

especiales con válvulas de contrapresión que impiden la

entrada de los fluidos al pozo. Después de que el cemento es

desplazado, la válvula de flotación debe evitar el flujo de

regreso a la tuberia de revestimiento. La falla de la válvula

de flotación se manifiesta en la presión de superficie y

necesariamente debe ser contenida.

El Sistema de Flotación:

ACCESORIOS DE CAÑERÍA

El Sistema deFlotación:

Zapato (Shoe)

Collar

Una de las grandes necesidades en la tecnología decementaciones es el centrado de las tuberías derevestimiento que se van a cementar, debido a la falta deeficiencia en el desplazamiento del fluido de controlobtenido cuando no se tiene un centrado aceptable de lastuberías, respecto a la geometría del pozo. En tuberías nocentradas se presentan áreas restringidas al flujo, que seconservan en estas bolsas de lodo de alto grado degelificacion y con alto contenido de recortes. Cuando secoloca la lechada de cemento en estas áreas, las bolsas delodo no son removidas.

CENTRALIZADORES

Los centralizadores son nervaduras metálicas abisagradas que se instalan en la

sarta de cañerías de revestimiento con la finalidad básica de centrarla y asegurar

una buena cementación alrededor de la misma. Sus funciones básicas son:

• Disminuir los problemas de resistencia al bajar la cañería al pozo.

• Centrar la cañería de revestimiento.

• Minimizar problemas de pegamiento por presión diferencial.

• Reduce los problemas de canalización del cemento.

Los centralizadores se requieren particularmente en pozos desviados, donde la

cañería tiende a quedarse sobre la parte baja de los pozos. Los canales de lodo

tienden a formarse en estas partes bajas, evitando un buen trabajo de

cementación.

CENTRALIZADORES

Un programa típico de bajada de centralizadores puede estar compuesto de:

• 1 centralizador inmediatamente encima del zapato.

• 1 centralizador cada junta sobre las 3 cañerías de fondo.

• 1 centralizador cada junta a través de toda la zona productora.

• 1 centralizador cada 3 juntas en cualquier lugar.

centralizadores

Centralizadores de Nervadura Curva, Recto y Sólido Integral

ACCESORIOS DE CAÑERÍA

CentralizadoresEstos pueden ser:

Flexibles

Rígidos

Especiales

ACCESORIOS DE CAÑERÍA

Las Grampas

Son utilizadas cuando

se utilizancentralizadores,canastas u otroaccesorio en lugaresde cañería sin cupla.

ACCESORIOS DE CAÑERÍA

Nótese que no se requieren degrampas en lugares donde la cañería

tiene cupla.

CUPLA

SINCUPLA

BTC

8RD

XLINE

ACCESORIOS DE CAÑERÍA

Rascadores:

Sirven para

eliminar la película

de lodo de la pared

del pozo se tienen

de diferentes tipos: Rotación

Reciprocando

1.- FLUIDOS ESPACIADORES - PREFLUJOS

Son fluidos que se bombean por delantede la lechada (colchones, espaciadores);su utilidad consiste en remover de formaeficientemente el lodo que se encuentradentro del espacio anular y también elrevoque, para que luego la lechada vaya aubicarse en este espacio anular. Si el lodoes base aceite los colchones y losespaciadores deben estar formuladostambién con aditivos que cambien lamojabilidad de la cañería y de las paredesdel pozo. El costo de estos fluidos puedeser de hasta el 40% del costo total de laoperación de cementación.

Son fluidos poco viscosos adelgazantes, de densidad próxima a la del agua. Se

preparan sobre la base del agua agregando un dispersante (pirofosfato de sodio)

o un producto tenso activo con la finalidad de remover el revoque del lodo. Por lo

general se los desplazan en flujo turbulento, lo cual ayuda en la remoción de los

recortes y el adelgazamiento del lodo, de esta manera la lechada entrara en

contacto de manera más directa con la formación mejorando su adherencia.

Estos fluidos son de naturaleza química y deben ser compatibles con el lodo y la

lechada de cemento. Para lodos base aceite el colchón químico se prepara con

base diesel. Un criterio muy usado en la industria para la preparación del colchón

químico recomienda un tiempo mínimo de contacto con la formación de 10 min.

2.- COLCHÓN QUÍMICO O COLCHÓN LAVADOR

Son fluidos que tienen viscosidad, densidad y geles controlados,

forman una barrera de comunicación entre la lechada y el lodo.

Estos fluidos pueden ser diseñados para desplazarlos en flujo

turbulento o flujo tapón al pozo. En realidad estos fluidos deben de

evitar la canalización del cemento a través del lodo. Un criterio

muy usado en la industria para la preparación del colchón

espaciador

recomienda una altura mínima de contacto con la formación de

500 pies.

3.- COLCHÓN ESPACIADOR

MUCHAS GRACIAS