OBJETIVOS DE LA CEMENTACION PRIMARIA
La cementación primaria es el proceso de colocación de cemento en el espacio anular entre el
revestidor y las formaciones expuestas al pozo. Desde su creación en 1903; el objetivo
principal de la cementación primaria siempre ha
sido la de proporcionar un aislamiento zonal en el
pozo de petróleo, gas y pozos de agua (Smith, 1984;
Smith, 19x7), por ejemplo, para excluir líquidos
como agua o gas en una zona de petróleo en otra
zona. Para lograr este objetivo, un sello hidráulico
debe obtenerse entre el revestidor y el cemento, y
entre el cemento y las formaciones, mientras que al
mismo tiempo la prevención de canales de fluido en
el revestimiento de cemento (Fig. 1). Este requisito
hace que la cementación primaria sea la operación más importante realizada en un pozo. Sin
aislamiento zonal completa en el pozo, el pozo no puede alcanzar su potencial de producción
de pleno. Trabajos de reparación necesaria para reparar un trabajo de cementación
defectuosa puede hacer un daño irreparable a la formación productora. Además de la
posibilidad de reservas perdidos y reducir las tasas de productores, la puesta en marcha de la
producción (ingresos) se retrasa. Pueden surgir otros problemas, tales como no ser capaz de
confinar los tratamientos de estimulación a la zona de producción o confinar campos
secundarios y terciarios de la zona productiva.
EL PROCESO BÁSICO DE CEMENTACIÓN
El proceso básico para llevar a cabo un trabajo de cementación primaria utiliza el método de
dos tapones para el bombeo y el desplazamiento. Este método fue utilizado por primera vez
en 19 10 en pozos poco profundos en California (Smith, 1987). Después de perforar el pozo
hasta la profundidad deseada, se retira la tubería de perforación y una cadena más grande de
la carcasa se ejecuta en el pozo hasta que llega al fondo del pozo. En este momento, el lodo de
perforación utilizado para eliminar recortes de formaciones durante la perforación del pozo se
encuentra todavía en el pozo. Este lodo debe ser eliminado y reemplazado con el cemento
endurecido. El proceso de lograr esto es el método de cementación de dos tapones (Fig. 2).
Dos tapones se utilizan para aislar el cemento, ya que se bombea hacia abajo el revestidor
bombeado dentro de la carcasa para llenar la columna anular desde el fondo hasta por lo
menos a través de las zonas productivas. Típicamente, el cemento se pone mucho más alto en
el pozo (incluso a la superficie) para excluir otros fluidos indeseables desde el pozo, para
proteger zonas de agua dulce, y para proteger la carcasa de la corrosión. El proceso de
cementación se completa cuando un aumento de presión en la superficie indica que el tapón
superior ha alcanzado el collar de aterrizaje, o flotar cuello, y el desplazamiento con barro o el
agua se termina.
El pozo se deja encerrado durante un tiempo para permitir que el cemento se seque antes de
comenzar trabajos de acabado o perforar a horizonte más profundo.
Aunque se perforan pozos hoy más profunda (30,000 pies o más), la tecnología ha avanzado, y
las prácticas de cementación han cambiado, el método básico de dos tapones de cemento
descrito anteriormente todavía se utiliza hoy en día. Los avances que se han hecho desde
entonces se han orientado a la ingeniería del trabajo para la aplicación, y hacerlo al menor
costo. Vamos a examinar algunos de los principales avanzada tecnológica que se han hecho a
lo largo de la historia, y cómo han cambiado las prácticas de cementación.
LOS AVANCES TECNOLÓGICOS
Disponible Cementos
Durante los primeros días, sólo una o dos cementos estaban disponibles para la cementación.
Como los pozos se hicieron más profundas, se requiere más flexibilidad en el rendimiento de
cemento que se podría lograr con cementos disponibles. Fue con la llegada de la Comisión de
Normalización API en 1937 que más y mejores cementos fueron desarrollados (Smith, 1987).
Hoy, ocho clases de la API de cementos están disponibles, cada uno con características
diferentes (API, 1984).
Aditivos para cemento
Aditivos para cemento han jugado un papel importante en el avance de la tecnología de
cementación. Para utilizar correctamente los cementos disponibles, aditivos fueron
desarrollados para controlar las principales propiedades del cemento, es decir, tiempo de
espesamiento, consistencia, tasa de pérdida de fluido, agua libre, tiempo de fraguado, etc. Por
lo tanto, una amplia variedad de aditivos para cemento es ahora disponible para alterar las
propiedades del cemento para satisfacer la mayoría de las condiciones del pozo. Por ejemplo,
lignosulfonatos de calcio y otros retardadores de mantener el cemento en una forma de
suspensión para permitir largos tiempos de bombeo para grandes profundidades y a altas
temperaturas de fondo de pozo.
Control de pérdida de fluido
Tal vez uno de los acontecimientos más notables entre todos los aditivos es la que controla la
velocidad de pérdida de fluido del cemento y mantiene la proporción adecuada de agua a
cemento. Estos aditivos hicieron su debut en la década de 1950 en respuesta a la perforación
más profunda por debajo de 10.000 a 12.000 pies. Para un cemento sea bombeable, se
requiere el exceso de agua por encima de la requerida para una correcta hidratación. Algunos
o todos de este exceso de agua pueden ser fácilmente exprimidos de la suspensión, si el
cemento se encuentra con una formación permeable en el pozo durante el trabajo de
cementación. La pérdida de sólo una parte de esta agua puede alterar significativamente las
propiedades del cemento. Tiempo de espesamiento, por ejemplo, se disminuye con la pérdida
de agua. En las profundidades más profundas que requieren plazos más largos de la bomba,
los tiempos de espesamiento deben ser previsibles.
Cualquier cambio en la proporción de agua de fondo de pozo puede reducir drásticamente el
tiempo de espesamiento, de tal manera que el trabajo esté terminado antes de tiempo. Si una
alta porción del exceso de agua se exprime de la suspensión, el cemento puede experimentar
lo que muchos llaman un "conjunto de flash." En este punto, el cemento ya no bombeable y el
trabajo se termina antes de tiempo. Fluido: aditivos de pérdida de atar el exceso de agua, y
evitar que sea exprimido de la suspensión (Shell y Wynne, 1958). Por lo general, cuando un
trabajo se termina antes de tiempo, se requiere trabajo de recuperación.
REDUCCIÓN DE WOC TIEMPO
A principios de 1960 un avance significativo ocurrió en el diseño de cemento que ha permitido
un enorme ahorro en los costos de los equipos de perforación a realizarse. Esto fue posible
gracias a la reducción del tiempo para el cemento se seque, la espera en el cemento (WOC)
tiempo. Durante los primeros días, el tiempo WOC promedio 10 días y en algunos casos hasta
28 días antes de las operaciones podrían reanudarse. Todavía en 196 1, el tiempo de WOC
todavía promedió alrededor de 24 horas. El coste de los equipos de perforación días era
considerable. En 1961, una técnica para reducir este tiempo a tan sólo ocho horas a la
superficie (Bearden y
Lane, 1961). La resistencia a la tracción del cemento necesario para apoyar la tubería y
permitir perforar a cabo operaciones para reanudar se determinó que sólo el 8 psi. Para lograr
esta fuerza a la mayor brevedad posible se requiere el uso adecuado de los aceleradores para
obtener resistencia inicial. Los ahorros proyectados a una industria que perforaron 45.000
pozos por año fue de 30.000 días de perforación por año basados en la reducción del tiempo
WOC de 24 horas a 8 horas. En los años de apogeo de la década de 1980 cuando la industria
perforado más de 80.000 pozos por año, el ahorro días aparejo fue aún más dramático.
Densidad alteran-Aditivos
La densidad de cemento puro, es decir, el agua y el cemento, varía
14,8 a 16,4 lb / gal en función de la clase API de cemento utilizado. En muchos casos de altas
presiones de formación de fondo de pozo, esta densidad es demasiado baja para controlar los
fluidos del pozo. En otros casos, se requiere que los cementos de menor densidad para evitar
la pérdida de circulación durante el trabajo de cementación. Muchos aditivos se han
desarrollado para controlar y cumplir con los requisitos de densidad. Las agrupaciones se
muestran en la Fig. 3 para los aditivos más comunes (Smith, 1984).
PAG 3
Top Related