Principios Bsicos de Cementacin de Pozos

Segn el manual de Cementacin de Pozos CPVEN (1998), define la cementacin como un proceso dinmico que consiste en preparar una lechada (mezcla de agua y cemento) con equipos especiales de mezclado para luego bombearla y desplazarla hasta el hoyo abierto o hacia la zona preestablecida. Existen dos tipos de cementaciones: Primarias y secundariasCementacin PrimariaLa cementacin primaria es la tcnica utilizada para colocar lechadas de cemento en el espacio anular entre el revestidor y las paredes del hoyo. El cemento, entonces se endurece y forma un sello hidrulico en el hoyo, evitando la migracin de fluidos de la formacin hacia el espacio anular, hacia yacimientos de menor presin o hacia la superficie. el cemento debe anclar, soportar la tubera de revestimiento, (evitando derrumbe de las paredes o la formacin de cavernas dentro del hoyo) y protegerlo contra la corrosin de los fluidos de la formacin.Cementacin SecundariaLas cementaciones secundarias se definen como un proceso donde se bombea una lechada de cemento en el pozo, bajo presin, forzndola contra una formacin porosa, tanto en las perforaciones del revestidor o directamente al hoyo abierto. Clasificacin y Funciones de los CementosLas normas API establecen la clase de cementos a ser usadas en la industria del petrleo.Las condiciones varan desde el punto de congelacin hasta 700 F en pozos perforados para la inyeccin de vapor.

Clase A: Es apropiado para ser usado desde superficie hasta 6000 pies de profundidad, cuando no se requieren propiedades especiales. Esta disponible slo con resistencia convencional a los sulfatos Clase B: Suele ser usado desde superficie hasta 6000 pies de profundidad, cuando las condiciones requieren moderada a alta resistencia a los sulfatos. Esta disponible con caractersticas de moderada y alta resistencia a los sulfatos. Clase C: Se usa desde superficie hasta 6000 pies de profundidad, cuando las condiciones requieren alta resistencia a la compresin del cemento. Esta disponible con caractersticas convencionales, moderada y alta resistencia a los sulfatos. Clase D: Se recomienda su uso desde 6000 pies hasta 10000 pies de profundidad, en condiciones moderadamente altas de presin y temperatura. Esta disponible con caractersticas de moderada y alta resistencia a los sulfatos. Clase E: Es apropiado desde 10000 pies hasta 14000 pies de profundidad, en condiciones de alta presin y temperatura. Esta disponible con caractersticas de moderada y alta resistencia a los sulfatos. Clase F: Para ser usado desde 10000 pies hasta 16000 pies de profundidad, bajo extremas condiciones de alta presin y temperatura. Disponible con caractersticas de moderada y alta resistencia a los sulfatos. Clase G: Se usa como un cemento bsico desde superficie hasta 8000 pies de profundidad y puede ser usado con aceleradores y retardadores para cubrir un amplio rango de profundidades y temperaturas de pozos. Clase H: Para usar como un cemento bsico desde superficie hasta 12000 pies de profundidad y puede usar aceleradores y retardadores para cubrir un amplio rango de profundidades y temperaturas de pozos. Clase J: Es empleado desde 12000 pies hasta 16000 pies de profundidad, bajo condiciones extremadamente altas de presin y temperatura, o puede usarse con aceleradores o retardadores, para cubrir un amplio rango de profundidades y temperaturas de pozo. Cementos especialesSon aquellas tecnologas de cementacin utilizadas para resolver los problemas de prdida de circulacin, microanillos, cementacin en ambiente corrosivo, altas temperaturas y migracin de gas, entre ellos tenemos: micro cementos, cementos tixotrpicos (Mara Petrleo), cemento espumado y cemento expansivos.

Micro cementos: Es una tecnologa desarrollada para resolver los problemas de cementacin primaria, donde se requiere alta resistencia con baja densidad, para taponar zonas de prdida de circulacin o micro anillos por donde el cemento normal no puede circular. La composicin de este cemento es igual a la del cemento portland y se diferencia en el tamao de partculas, el cual es de 10 micrones en promedio, siendo est 10 veces menor que el cemento clase A API.

Cementos tixotrpicos :En trminos prcticos, las lechadas de cemento tixotrpico son dispersas y fluidas durante el mezclado, bombeo y desplazamiento; pero forma una estructura rgida cuando el bombeo se detiene. Una vez que la agitacin es continuada, la estructura se rompe y la lechada adquiere, nuevamente, las propiedades de fluidez.Al igual que los micro cementos, los tixotrpicos son usados para cementar formaciones con problemas de prdida de circulacin, sin embargo por su propiedad gelificante, son ideales para zonas cavernosas y formaciones de fcil fracturas. Otro uso de los cementos tixotrpicos incluyen: reparacin y correccin de revestidores; en zonas donde se requiere que la lechada sea inmvil rpidamente y para prevenir migraciones de gas. Una de las posibles desventajas de los cementos tixotrpicos se basa en los cambios de sus propiedades de bombeabilidad. Despus de cada periodo esttico, la resistencia y el punto cedente tienden a incrementar.

Cemento espumado: Son empleados para aislar las formaciones con bajo gradiente de fractura. Especialmente, aquellos donde se requieren densidades menores de 11 lb/gal. Estos cementos se caracterizan por su alta resistencia a la compresin, lo cual causa menor dao a la formacin sensible al agua, pueden reducir los cambios de flujo en el espacio anular, y permite la cementacin en zona de prdida total de circulacin.

Cemento expansivos: Un cemento que se expande volumtricamente despus de fraguado, debe ser deseable para cerrar microanillos o prevenir la migracin de gas en un grado limitado. Las acciones que causan la expansin, son debido a la formacin de la etringita de la reaccin entre el yeso y el aluminato de triclcio. Los cementos expansivos comerciales estn constituidos por potland combinado con sulfoaluminato de calcio, y sulfato de calcio y cal

La cementacin es un proceso que consiste en mezclar cemento seco y ciertos aditivos con agua, para formar una lechada que es bombeada al pozo a travs de la sarta de revestimiento y colocarlo en el espacio anular entre el hoyo y el dimetro externo del revestidor.

El volumen a bombear es predeterminado para alcanzar las zonas crticas (alrededor del fondo de la zapata, espacio anular, formacin permeable, hoyo desnudo, etc.). Luego se deja fraguar y endurecer, formando una barrera permanente e impermeable al movimiento de fluidos detrs del revestidor.

Entre los propsitos principales de la cementacin se pueden mencionar los siguientes:

Proteger y asegurar la tubera de revestimiento en el hoyo.Aislar zonas de diferentes fluidos.Aislar zonas de agua superficial y evitar la contaminacin de las mismas por el fluido de perforacin o por los fluidos del pozo.Evitar o resolver problemas de prdida de circulacin y pega de tuberas.Reparar pozos por problemas de canalizacin de fluidos.Reparar fugas en el revestidor.

La cementacin tiene una gran importancia en la vida del pozo, ya que los trabajos de una buena completacin dependen directamente de una buena cementacin.

Cementacin Primaria:

Se realiza al cementar los revestidores del pozo (conductor, superficial, intermedio, produccin, etc.) durante la perforacin. Entre los objetivos principales de esta cementacin se pueden mencionar los siguientes:

Adherir y fijar la sarta de revestimiento.Restringir el movimiento de fluidos entre las formaciones productoras y el confinamiento de los estratos acuferos.Proteger la sarta contra la corrosin.Reforzar la sarta contra el aplastamiento debido a fuerzas externas y reforzar la resistencia de la sarta a presiones de estallido.Proteger la sarta durante los trabajos de caoneo (completacin).Sellar la prdida de circulacin en zonas "ladronas".

Cementacin Secundaria

Es el proceso de forzamiento de la lechada de cemento en el pozo, que se realiza principalmente en reparaciones/reacondicionamientos o en tareas de terminacin de pozos. Puede ser: cementaciones forzadas y tapones de cemento.

Los propsitos principales de esta cementacin son:

Reparar trabajos de cementacin primaria deficientes.Reducir altas producciones de agua y/o gas.Reparar filtraciones causadas por fallas del revestidor.Abandonar zonas no productoras o agotadas.Sellar zonas de prdidas de circulacin.Proteger la migracin de fluido hacia zonas productoras.

El primer tipo de cemento usado en un pozo petrolero fue el llamado cementoPortland, el cual fue desarrollado por Joseph Aspdin en 1824, esencialmente era un material producto de una mezcla quemada de calizas y arcillas.El cemento Portland es un material cementante disponible universalmente. Las condiciones a las cuales es expuesto en un pozo difieren significativamente de aquellas encontradas en operaciones convencionales de construcciones civiles.

Este tipo de cemento es el ejemplo mas comn de un cemento hidrulico, los cuales fraguan y desarrollan resistencia a la compresin como un resultado de la hidratacin. Este fenmeno involucra una serie de reacciones qumicas entre el agua y los componentes del cemento.Por definicin, el cemento Portland es el que proviene de la pulverizacin del clnker obtenido por fusin incipiente de materiales arcillosos y calizos, que contengan xidos de calcio, silicio, aluminio y hierro en cantidades convenientemente dosificadas y sin ms adicin posterior que yeso sin calcinar, as como otros materiales que no excedan del 1% del peso total y que no sean nocivos para el comportamiento posterior del cemento.Los cementos tienen ciertas caractersticas fsicas y qumicas y en base al uso que se les puede dar en cuanto a rango de profundidad, presiones y temperaturas a soportar, etc. Segn el API, los cementos pueden ser clasificados en:

Clase A: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000, cuando no se requieren propiedades especiales. La relacin agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs.Clase B: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000, cuando hay condiciones moderadas a altas resistencia al sulfato. La relacin agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs.Clase C: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 6000, cuando se requieren condiciones de alto esfuerzo. La relacin agua/cemento recomendada es 6.3 gal/sxs.Clase D: usado generalmente para pozos desde 6000 hasta 10000, para condiciones moderadas de presin y temperatura. Est disponible para esfuerzos moderados a altos. La relacin agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.Clase E: usado generalmente para pozos desde 10000 hasta 14000, para condiciones altas de presin y temperatura. La relacin agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.Clase F: usado generalmente para pozos desde 10000 hasta 16000, para condiciones extremas de presin y temperatura. Est disponible para esfuerzos moderados a altos. La relacin agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.Clase G y H: usado generalmente para pozos desde superficie hasta 8000 o puedan ser usados con aceleradores o retardadores para cubrir una amplia variedad de rangos de presin y temperatura. La relacin agua/cemento recomendada es 5,0 gal/sxs.

https://prezi.com/wjt9fewpybjg/cementacion-de-pozos-petroleros/