03- Cementaciones primarias

5/10/2018 03- Cementaciones primarias - slidepdf.com

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E f e c t u a r

C e m e n t a c i o

n e s P r i

m a r i a s

GUÍA PARA DISEÑAR 3Perforació



GUÍA PRÁCTICA DE DISEÑO

Y EFECTUAR

CEMENTACIONES PRIMARIAS

La cementación de pozos petroleros es el

proceso mediante el cual se bombea una

lechada de cemento al fondo del pozo a

través de la tubería de revestimiento, con

el propós it o de obt ener una buena

adherencia entre las fases formación-

cemento-tubería y asegurar el sello

efectivo que aisle las capas geológicas y

soporte la tubería. Esta guía presenta una

metodología práctica para el diseño

adecuado de cementaciones primarias



Efectuar

cementacionesprimarias

CONTENIDO

1. Introducción2. Metodología de diseño

Información necesaria para la cementación

Cálculo del volumen de cemento

Cálculo del volumen para el desplazamient

Cálculo de la presión diferencial durante el

plazamiento

Densidad equivalente de circulación

3. Diseño de la lechada de cemento4. Baches lavador y espaciador

5. Check-list en el pozo

6. Cálculos en el pozo

Peso de la tubería de revestimiento flotada

Volumen de desplazamiento

Tiempo de desplazamiento

Máxima presión diferencial

7. Secuencia operativa

8. Cementación por etapas

9. Cementación de TR corta

10.Accesorios para la cementación

Accesorios para una TR corrida

Accesorios para una TR corta

11. Aditivos para la lechada de cemento

12.Recomendaciones

13.Nomenclatura

14.Referencias

15.Apéndice A. Gasto mínimo para flujo turbulen




Y EFECTUAR


1. Introducción

Lacementacióndepozospetroleroseselproceso mediante el cual se mezcla una

lechada de cemento y agua para bom-

bearla al fondo del pozo a través de la tu-

bería de revestimiento. Esta operación,

conocidacomocementaciónprimaria,re-

quiereunaadecuadaplaneaciónparase-

leccionar los sistemas de cemento y

fluidos lavadores y espaciadores que de-beránemplearse,asícomoparadefinirlas

condiciones de desplazamiento de estos

sistemas para obtener una buena adhe-

rencia entre las fases formación-cemen-

to-tuberíay asegurar un sello efectivo que

aisle las diferentes capas geológicas y

que soporte la tubería. La determinación

inadecuada de estos sistemas y de las

condiciones de desplazamiento para su

colocaciónresultaencementacionescon

poca o mala adherencia, lo que se refleja

en pérdidas económicas para la empre-

sa, pues se requieren trabajos adiciona-

les para corregir la adherencia del

cemento.

Elobjetivodeestaguíaeseldepropor-

cionar una metodología práctica para di-

señary ejecutar cementaciones primarias

detuberíasderevestimientoquereduzcan

tiempos y costos en los cambios de etapa

de perforación.

Aquí se señalan los aspectos más rele-

vantes por considerar en el diseño de laslechadas, diseño de la cementación, y en

lasecuenciaoperativadelascementacio-

nes primarias: información necesaria pa-

ralacementación,diseñodelalechadade

cemento, selección de los baches lavador

y espaciador, diseño de la cementación,

cálculos en el pozo, secuencia operativa,

accesoriosparalacementación,yaditivosempleados para la lechada.

2. Metodología de diseñoEl ingeniero encargado de diseñar la ce-

mentación, además de conocer el objetivo

delacementación,requierelasiguientein-

formación: datos del estado mecánico del

pozo, datos de la formación, y datos de los

fluidos usados durante la cementación.

2.1 Información necesaria

para la cementación

Datos del estado mecánico del pozo: diá-

metro de agujero descubierto, profundi-

dad, desviación, diámetro, peso, y grado

de la TR a cementar y de la TR anterior.

Datos de la formación: temperatura de

fondo estática y circulante, tipo de forma-

ción, presión de poro y presión de fractu-

ra. Se recomienda el uso de la guía

práctica para la predicción de geopresio-



Página cinco

nes para cuantificar estos dos últimos pa-

rámetros.Datos de fluidos involucrados en la ce-

mentación: es indispensable conocer el ti-

po, reología, y densidad del lodo de

perforación,delalechadadecemento,yde

losfluidoslavadoresyespaciadores.Sere-

comienda efectuar pruebas de compatibi-

lidadcemento-lodo,lodo-fluidoespaciador,

y fluido espaciador-cemento, para evitar reacciones indeseables entre los fluidos.

2.2 Cálculo del volumen de cemento.

Sedeterminaconelregistrodecalibración

o similar, considerando la cima de cemen-

to programada y el volumen de cemento

entre zapata y cople. Cuando no se cuen-

taconelregistrodecalibredelpozo,unex-

ceso de volumen de cemento del 10 al 50

por ciento es recomendado1 para forma-

cionesconsolidadasynoconsolidadasres-

pectivamente.

Volumen del espacio anular (Vol EA):

Donde D AG y D ETR son los diámetros del

agujeroyexteriordelaTR,respectivamen-

te, y H es la profundidad del pozo.

Volumen entre cople y zapata (olC/Z ):

D ITR es el diámetro interno de la TR

es la distancia ente el cople y la zapaVolumen de lechada (olC ):

Cantidad de sacos de cemento:

Agua requerida para la mezcla:

2.3 Cálculo del volumen para el

desplazamiento.

El volumen de desplazamiento (Vol Digualalvolumendentrodelatuberíad

vestimientodesdelasuperficiehastae

ple de retención.

2.4 Cálculo de la presión diferen

durante el desplazamiento.

Durante la ejecución de una cementa

primaria, inicialmente los fluidos en e

zo se desplazan al mismo ritmo de b

beo que en la superficie. Sin emba

cuando la diferencia de densidades e

el lodo y la lechada de cemento es sig

(1)

(2)




Y EFECTUAR


cativa, esta diferencia de densidades cau-

sa, eventualmente,queelritmodeflujodelosfluidosenelespacioanularseadiferen-

te al ritmo de flujo dentro de la tubería de

revestimiento. Este fenómeno es conoci-

do como caída libre1 del cemento, y se de-

tecta cuando la presión de bombeo

superficial es cero. La Figura 1 ilustra es-

te fenómeno.

El entendimiento básico del fenómeno

decaídalibreesindispensabledebidoaque

la eficiencia de la cementación es contro-

ladaprincipalmenteporlosfenómenosque

ocurren en el espacio anular. Inicialmenteel ritmo de caída libre del cemento es alto,

este ritmodisminuyepaulatinamentea me-

dida que el cemento da vuelta hacia el es-

pacio anular. La condición más crítica

ocurre cuando el gasto de desplazamien-

to no es suficiente, entonces el cemento

puede alcanzar el equilibrio y detenerse

completamente.Enestecaso,sielfenóme-no de caída libre no es comprendido, esta

condición puede ser erróneamente inter-

pretadacomounapérdidadecirculaciónin-

ducida durante la cementación.

La cuantificación del ritmo de caída li-

bre sólo es posible por métodos numéri-

cos, por lo que la utilización de software

especializadoesaltamenterecomendable

para el diseño óptimo de la cementación.

Otro aspecto importante es cuantificar

lapresiónsuperficial(PS )bajocondiciones

dinámicas. Esta diferencial de presión es

dada por la siguiente expresión2:

Donde P A y PTR son presiones hidrostá-

ticas en el espacio anular y dentro de la

TR, respectivamente, mientras que PFA y

PFTRson pérdidas de presión por fricción.

La Figura 2 muestra esquemáticamen-

I Figura 1. Figura 1. Fenómeno de caída libre detectadocuando: a) la presión superficial es cero, y b) los gastosde bombeo y EA son diferentes.

(7)



Página siete

te la operación de cementación durante la

etapa de desplazamiento.

2.5 Densidad equivalente

de circulación:

Otro parámetro de diseño es la densidad

equivalentedecirculación( ECD3).Estepa-

rámetro es particularmenteimportante por

dosrazones.Primero,laECDdebeserma-

yor que la presión de poro de la formación

para evitar que esta se manifieste cuando

los baches lavador y espaciador se en-

cuentranenelespacioanular.Segundo,la

ECD debesermenor que lapresión def

tura. Particularmente al final de toda oracióndecementaciónprimaria,cuand

columna de lechada de cemento en e

pacio anular ejerce la mayor presión

dráulica, se puede ocasionar pérdida

fluidos por exceder el gradiente de fra

radelaformación.Ladensidadequiva

tedecirculaciónsecalculaconlasiguie

expresión:

La Figura 3 ilustra el comportamiento

codelaECDcalculadaenelfondode

zo durante una cementación primaria

3. Diseño de la lechadade cemento1,4

Pruebas de Laboratorio (Norma

SPEC 10)

I Figura 2. Desplazamiento de la lechada.

I Figura 3. Densidad de circulación equivalente en efondo del pozo.




Y EFECTUAR


Viscosidad

Se adecua la viscosidad necesaria pa-ra asegurar el desplazamiento más efi-

ciente de lodo que deberá proporcionar

buenaadherenciaenlaformaciónylaTR.

El API recomienda una viscosidad de le-

chada de 10 a 15 Bc (unidades de consis-

tencia usadas en pruebas a cementos).

Agua libreEs el volumen de agua que se separa

de la lechada. Se mide después de haber

agitado la lechada 20 minutos en el con-

sistómetro atmosférico y haberla dejado

en reposo dos horas. El máximo valor de

agua libre aceptado por elAPI es de 1.4 %.

El agua libre se evita utilizando la cantidad

de agua adecuada y mezclando la lecha-

da correctamente.

Tiempo bombeable

Se debe considerar el tiempo en prepa-

rar, bombear la lechada, soltar tapones, y

desplazar el cemento, más un tiempo adi-

cionaldeunahoracomofactordeseguridad.

Resistencia a la compresión

Se debe verificar el desarrollo de la re-

sistenciaalacompresiónen8,12y24ho-

ras de permanecer en reposo a

condiciones de presión y temperatura de

fondo de pozo. Es generalmente acepta-

do como resistencia mínima para sopor-tar el peso de la TR, 500 psi (35 kg/cm2) a

las condiciones de 3000 psi y temperatu-

ra estática de fondo del pozo.

Densidad

La densidad de la lechada debe ser

igual o ligeramente superior a la del fluido

de perforación, considerando no rebasar el gradiente de fractura.

Control de filtrado

La pérdida de fluido en lechadas para

tuberías de revestimiento superficiales e

intermedias deberá tener valores máxi-

mosde200cm3/30min,para complemen-

tos de 500 cm3/30 min, y para liners de

50cm3/30 min utilizando una presión dife-

rencial de 1000 psi a temperatura de cir-

culacióndefondo.Paraevitarcanalización

de gas, este valor debe ser restringido a

un máximo de 20 cm3/30 min a tempera-

tura estática de fondo.

Consideraciones especiales

Para formaciones saladas, se deberá

saturar con cloruro de sodio (20 a 37%).

Encasodequelatemperaturaexcedalos

110°C (230 °F), se usará harina de sílice.



Página nueve

En las pruebas se debe utilizar la mis-

ma agua de mezclado que se utilizará enel campo.

4. Baches lavador y espaciador Seprogramanenfuncióndeltipodecemen-

tación por efectuar, tipo de lodo, y caracte-

rísticas de la formación. Normalmente se

bombean un frente lavador y un frente es-

paciadorconelpropósitodelavaryacarrear los recortes de formación remanentes. El

frentelavadoresunfluidonewtoniano,nor-

malmenteaguaconsurfactanteydensidad

cercana a 1.0 gr/cm3. El frente espaciador

es viscoso y se comporta como fluido no-

newtoniano.Ladensidaddeestefrentees-

paciador debe estar entre la densidad del

lodoyladelcemento.Sielgradientedefrac-

turadelaformaciónlopermite,serecomien-

daqueladensidaddelfluidoespaciadorsea

0.06 gr/cm3 mayor a la del lodo5.

El volumen recomendado de los ba-

cheslavadoryespaciador(Vol B),deacuer-

do con el criterio de eficiencia de

desplazamiento, se determina de la si-

guiente forma6:

150mlinealesenelespacioanularmás

amplio.

10minutosdetiempodecontactoco

punto específico en el espacio anul

DondeQ EA es el ritmo de flujo en e

pacio anular.

Estos dosvolúmenesproporciona

límites mínimo y máximo de baches aplear. La decisión final del volumen de

da bache deberá tomar en cuenta qu

ECD sea mayor a la presión de poro d

formación en toda la operación.

Régimen de flujo

Elrégimendeflujoquehamostrado

yor eficiencia de desplazamiento en tra

jos de cementación es el turbulento,

ha observado en trabajos experiment

que cuando no se puede alcanzar po

condiciones del agujero, lo recomend

esdesplazarelcementoalmayorgasto

sible,cuidandodenorebasarlapresió

fractura. El Apéndice A muestra los cá

los básicos para determinar el gasto m

no de desplazamiento para que la lech

de cemento alcance el flujo turbulento

5. Check-list en el pozo Verificar ajuste final y profundidad

(9)




Y EFECTUAR


de la tubería de revestimiento.

Verificar el peso físico de la tubería derevestimiento.

Reciprocarlatuberíaparalimpiaryme-

jorar el flujo en el espacio anular de

acuerdo con el programa.

Verificar la cantidad de cemento y los

baches de acuerdo con el programa.

Verificar que el volumen de lodo sea el

suficiente para el desplazamiento. Verificar que el volumen de agua sea el

suficiente para la operación.

Verificareidentificarlostaponesdelim-

pieza y desplazamiento para no meter-

los invertidos.

Verificar la cabeza de cementar, revisar

quelosmachosfuncionencorrectamen-

te,contandolasvueltasparameterysa-

car el vástago que soporta el tapón de

desplazamientoyelbuenfuncionamien-

to del indicador del paso del tapón.

Verificar la instalación y la prueba con

presión del equipo de cementar.

Verificar la circulación y la reología del

fluido de control según programa.

6. Cálculos en el pozo.6.1 Peso de la tubería de

revestimiento flotada (WTRF).

DondeW TR es el peso nominal de la TRy F f es el factor de flotación.

6.2 Volumen de desplazamiento

Se calcula con la ecuación 6. Cuando el volu-

men delechada esmuy grande, sedebedes-

plazar con la bomba del equipo para evitar un

problemadefraguadoprematuro.Encasocon-

trario,desplazarconlaunidadcementadoraha-ciendolacontabilidadcon las cajas delodo.

6.3 Tiempo de desplazamiento

a) Cuando se desplaza con la bomba

del equipo:

Con bomba duplex:

Donde 0.02575 es una constante de la

bomba.

Con bomba triplex:

Donde 0.03862 es una constante de la

bomba.

6.4 Máxima presión diferencial.

Eslapresióngeneradaporladiferenciade(11)

(12)

(13)

(14)

(15)



Página once

densidadesdelfluidodecontrolyelcemen-

to, desde el cople de retención/diferencialhasta la cima de la columna de cemento

en el EA.

7. Secuencia operativa7,8

Efectuar una junta de seguridad con el

personal involucrado en la operación Revisar la cabeza de cementación e

instalar los tapones. Esto se debe ha-

cer durante la circulación.

Instalar y probar las líneas de cemen-

tar a 5000 psi.

Bombear los baches de lavado y espa-

ciado. Los baches lavadores deben es-

tar previamente preparados para ser

bombeados sin ocasionar retrasos en

la operación. Una vez bombeado el ba-

che lavador, se descarga la presión di-

ferencial para probar el equipo de

flotación y la integridad de la tubería de

revestimiento.

Soltartapónlimpiador.Alsoltareltapón

de diafragma, se debe verificar el viaje

del mismo por medio del indicador que

se localiza en la cabeza de cementar.

Mezclarybombearcemento.Aliniciode-

be hacerse a bajo gasto para romper el

geldellodoyestablecercirculación,pos-

teriormente se bombea al gasto pro

mado. Durante el mezclado se dmantener la lechada homogénea.

se logra con el uso de un recirculad

se controla por medio de lecturas

densistómetro, auxiliados con lect

de la balanza de lodos presurizada

Soltartapóndedesplazamiento.All

rar el tapón de desplazamiento se v

ficaqueelnúmerodevueltasparasaelvástagoquesoportaaltapónded

plazamientocoincidaconlascuanti

das durante la revisión de la cabez

cementación. Además, la salida de

pón se detecta por medio del indica

de paso del tapón.

Desplazar la lechada. El gasto de

plazamiento debe ser de acuerdo

el diseño. Cuando el tapón de des

zamiento esté por llegar a su tope

deacuerdoacálculos,disminuirel

to de bombeo a la mitad para evita

incrementobruscodepresiónintern

la TR por la súbita llegada del tapó

Si el desplazamiento se efectúa

bomba del equipo, se recomienda

minuir el gasto cuando el 70 por ci

delvolumendedesplazamientopro

mado ha sido bombeado.

Sieldesplazamientoseefectúaconla

dad cementadora, se recomienda di

(16)




Y EFECTUAR


nuir el gasto cuando falten 10 barriles del

volumendedesplazamientoprogramado. Descargar presión y verificar equipo de

flotación. La presión final se descarga

enlascajasdelaunidaddealtapresión,

para cuantificar el volumen de fluido

que regresa y al mismo tiempo verificar

el funcionamiento del equipo de flota-

ción. Si al descargar la presión se ob-

serva que no se suspende el flujo dellodo, cerrar la válvula de descarga pa-

ra verificar la presión diferencial, bom-

bear nuevamente un volumen de lodo

hasta observar un ligero incremento de

presión y cerrar las válvulas para espe-

rareltiempodefraguadototalconelpo-

zorepresionadoconpresióndiferencial.

Colocar anillo de cemento superficial.

Porprogramaycuidandoelentornoeco-

lógico, el cálculo de cemento para una

tubería superficial se hace evitando que

salga a la superficie, para que una vez

terminada la operación, se proceda a

colocar el anillo superficial de cemento.

Espera de fraguado. El tiempo de es-

pera de fraguado está en función de las

pruebasdeesfuerzocompresivo.Prue-

basdelaboratoriohandemostradoque

cuando el control de la calidad de la ce-

mentación es oportuno, el tiempo en

que el cemento alcanza un esfuerzo

compresivode500psi(35kg/cm2)alas

condiciones de 3000 psi y temperaturaestática de fondo del pozo es dentro de

lasprimeras8a12hrdecurado1.Tiem-

po que se recomienda como espera de

fraguado.

8. Cementación por etapas.Esta operación se efectúa en pozos don-

deserequierecubrirconcementounagranlongitud, cementar unaTR demasiado lar-

ga, o se tienen zonas de interés con sepa-

racionesmuygrandesoconproblemasde

pérdida de circulación debido al bajo gra-

diente de fractura. Se utiliza la herramien-

ta “cople de cementación múltiple” (CCM),

la cual tiene integrado un juego de cami-

sas deslizables.

La secuencia operativa de la primera

etapaeslamismaquelapreviamentedes-

crita. La segunda etapa consiste en lan-

zar un tapón llamado torpedo, que se

utilizapararomperlostornillosdecorteen

elCCM,deslizandolaprimeracamisa,ha-

ciendo la apertura y estableciendo comu-

nicación entre el interior de la TR y el EA.

Se establece circulación y se procede a la

operación de la segunda etapa como una

cementaciónnormal.Alarribareltapónde

desplazamiento al CCM, la segunda ca-

misa del cople se desliza sellando los ori-



Página trece

ficios de comunicación, observándose un

incrementodepresión,señaldequeelse-llo es efectivo.

9. Cementación deTR corta8,9

Cuandoporrazonestécnicasoeconómicas

setomaladecisióndeintroducirycementar

una TR corta o liner, el diseño de la cemen-

taciónpreviamentedescritoesaplicablecal-culando los volúmenes de lechada y

desplazamiento de acuerdo a la geometría

del pozo. Se utilizan accesorios de TR adi-

cionales, y las diferencias en la secuencia

operativa son básicamente las siguientes:

Revisar la cabeza de cementación e

instalar los tapones. Si el colgador del

liner es hidráulico, soltar la canica an-

tes de instalar la cabeza.

ColgarysoltarlaTRcorta.Antesdecol-

gar el liner, se checa el peso de la sar-

ta.Ellinersecuelgaysueltadeacuerdo

con el tipo y especificaciones del con-

junto colgador. Para comprobar que el

liner fue soltado, se comprueba que el

peso de la sarta en el indicador de pe-

so del equipo de perforación sea el co-

rrespondiente al de la tubería de

perforación flotada.

Bombear baches lavador y espaciador.

Mezclar y bombear cemento.

Soltartapóndedesplazamiento.All

rar el tapón de desplazamiento se vfica la salida del tapón por medio

indicador del paso del tapón.

Desplazar la lechada. El gasto de

plazamiento debe ser de acuerdo a

seño.Eldezplazamientoseefectúa

la unidad cementadora. Cuando se

ya desplazado la capacidad de la t

ría de perforación TP se detectacoplamiento del tapón de despla

miento al tapón limpiador alojado e

herramienta soltadora. Se continú

desplazamiento recomendándose

minuir el gasto faltando 10 bl del v

men de desplazamiento programa

Descargar presión y verificar equip

flotación.

Sacar la herramienta soltadora.

10. Accesoriospara la cementación10.1 Accesorios para una TR cor

Zapata flotadora. El equipo de flotació

utiliza para reducir esfuerzos en el m

del equipo de perforación. La zapata f

doratieneintegrada una válvula decon

presión que evita la entrada de fluidos

pozo al interior de la TR, pero permi

pasoatravésdeella.Cuandonosereq




Y EFECTUAR


re flotación o se utiliza un cople flotador, se

usa una zapata guía que sólo sirve comoguía para la TR.

Cople flotador. Tiene integrada una vál-

vula de contrapresión que evita la entrada

de fluidos del pozo al interior de la TR, pe-

ro permite el paso a través de ella; sirve

de retén de los tapones de limpieza y des-

plazamiento.

Coplederetención. Sirvedereténdelostapones de limpieza y desplazamiento.

Centradores. Sirven para centrar la TR

en el interior del pozo. Se colocan en la

sección de la TR que está frente al aguje-

ro descubierto.

Cabeza de cementación. Es una herra-

mienta tipo niple que se rosca en la parte

superior de la TR para hacer la conexión

con la línea de la unidad cementadora. La

parte superior aloja en su interior los tapo-

nes de cementación. Tiene integrada una

omásválvulasparaelbombeodelcemen-

to y del lodo a través de la TR.

Tapón limpiador. Se utiliza en la interfa-

se lodo- cemento

Tapón sólido. Se utiliza en la interfase

cemento-lodo de desplazamiento.

La Figura 4 muestra los accesorios

normalmente empleados en las opera-

ciones de cementación de las tuberías

de revestimiento.

10.2 Accesorios

para un a TR corta.

Zapata flotadora tipo “V”. Es una zapata

con orificios laterales para permitir circu-

lación cuando la TR se asienta en el fon-

do del pozo.

Cople de retención. Hay diferentes ti-

pos,deacuerdoconeltipodecolgadoruti-

lizado (mecánico o hidráulico).

Unión giratoria. Permitedesenroscar la

herramienta soltadora en caso de no po-

der anclar el colgador.

Colgador de TR. Los hay también me-

cánicos e hidráulicos.

I Figura 4. Accesorios de TR básicos en unacementación4.



Página quince

11. Aditivos para la lechada

de cemento Aceleradores de fraguado. Reducen el

tiempo de bombeabilidad de la lechada e

incrementanlaresistenciaalacompresión.

Retardadores de fraguado. Incremen-

tan el tiempo de bombeabilidad. Permiten

que la lechada de cemento trabaje en am-

pliosrangosdetemperaturaypresión,pe-

ro reducen la resistencia a la compresión.Reductores de pérdida de presión por

fricción. Debido a que reducen la fricción,

permiten alcanzar el régimen turbulento

más fácilmente.

Reductores de pérdidade agua.Tienen

comopropósito evitar la deshidratación de

la lechada de cemento durante el bombeo

cuando pasa frente zonas permeables,

dondese presentael proceso de filtración.

Reductores de densidad. Incrementan

el rendimiento de la lechada y reducen la

densidad. Se utilizan cuando se colocan

grandestirantesdecementoparaevitarre-

basar el gradiente de fractura.

Densificantes. Son materiales quími-

cosinertesdealtopesoespecíficoconpo-

co requerimiento de agua que permiten

densificar la lechada de cemento.

12. Recomendaciones Diseñar la lechada con base en la tem-

peratura de fondo medida en el poz

Lalechadadecementonodebeteneralibre, se debe controlar el filtrado y el t

podebombeonecesarioparalaopera

Elcorrectocentradodelatuberíad

vestimiento mejora el desplazamie

dellodoyladistribucióndelcement

el espacio anular. El mejor despla

miento de lodo a gasto óptimo se lo

con un claro anular de 1” a 1.5” Adecuar la reología del lodo para op

zarsumovilidadyeliminacióndereco

Acondicionarellodohastaobtenerele

librio en parámetros de entrada y sal

Utilizarfrenteslavadoresyespaciad

Reciprocar la TR antes y durante la

mentación favorece la eficiencia

desplazamiento. Esta operación c

pensa un centrado pobre.

Procurar una densidad uniforme

diante el uso de recirculador.

Maximizar el gasto de desplazamie

Cuando no se logre obtener flujo turbu

to,desplazaralmayorgastoposible.Las

jores cementaciones se logran cuand

sistema es bombeadoa máximaener

Nomenclatura: D AG = Diámetro del agujero (pg)

DC = Diámetro interno de la camisa

la bomba (pg)




Y EFECTUAR


D E = Diámetro equivalente (pg)

D ETR = Diámetro exterior de TR (pg) D ITR = Diámetro interno de TR (pg)

DV = Diámetro del vástago (pg)

ECD =Densidaddecirculaciónequivalen-

te (gr/cm3)

Eff = Eficiencia de la bomba (%)

Ff = Factor de flotación (adimensional)

H = Profundidad (m)

h = Distancia entre cople y zapata (m)K = Índice de consistencia (lb-segn-

/pie2)

LV = Longitud del vástago de la bomba

(pg)

n = Índice de comportamiento de flujo

(adimensional)

NRec = Número de Reynolds crítico (adi-

mensional)

PS = Presión superficial (psi)

P A = Presión hidrostática en el espacio

anular (psi)

PTR = Presión hidrostática en TR (psi)

PFA = Pérdidas por fricción en el anular

(psi)

PFTR = Pérdidas por fricción en la TR (psi)

Q EA = Gastoenelespacioanular(bl/min)

Qmin = Gasto mínimo para flujo turbulen-

to (bl/min)

q = Gasto superficial de bombeo

(lt/emb)

t = Tiempo de desplazamiento (min)

Vol B = Volumen de baches (m3)

Vol EA= Volumen de espacio anular (bl)VolC/Z =Volumenentreelcopleylazapata(bl)

VolC = Volumen de lechada (bl)

Vol D = Volumen de desplazamiento (bl)

W TR = Peso nominal de la TR (Lb/pie)

W TRF = Peso de la TR flotada (Ton)

Letras griegas

ρ = Densidad (gr/cm3)ρc = Densidad de la lechada de cemen-

to (gr/cm3)

ρlodo = Densidad del lodo (gr/cm3)

θ600 y = Lecturas del viscosímetro Fann

θ300 (grados aparato)

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dimiento para cementaciones de tube-rías derevestimientocorridas,Gerencia

de Tecnología, SPMP, Villahermosa,

México, 2002.

Procedimientos de Operación de Inge-

niería Petrolera, Subdirección de Pro-

ducción Primaria, Gerencia de

Desarrollo de Campos, México, 1988.

De la Serna, M. A., y Ríos, J.A.: Proce-

dimiento para realizar cementaciones

detuberíasderevestimientocortas,Ge-

rencia de Tecnología, SPMP, Villaher-

mosa, México, 2002.

APÉNDICE AGeneralmente se acepta que el modelo

reológico que mejor describe el comporta-

miento de las lechadas de cemento es el

de Ley de potencias.

Modelo de la Ley de potencias

El modelo deLey depotencias requiere de

dos parámetros para su aplicación: el índi-

ce de comportamiento de flujo (n)yelí

cedeconsistencia(K ).Estosíndicessetienen de las lecturas del viscosím

rotacional Fann.

Modeloreológicodelaleydepotenc

τ = Κ γ ”

τ = Esfuerzo de corte

γ = Velocidad de corte

Índice de comportamiento de flujo,

Índice de consistencia, K

Número de Reynolds crítico, NReC La frontera entre la zona de transi

yelflujoturbulentosecalculacomosig

Flujo en la tubería y en

el espacio anular.

El procedimiento para determina

gasto mínimo de desplazamiento par

canzar el flujo turbulento es el siguien




Y EFECTUAR


Determinar el índice de comportamien-

to de flujo y el índice de consistencia. Obtener el número de Reynolds crítico.

Calcularelgastomínimodebombeopa-

ra alcanzar flujo turbulento.

Gasto mínimo para flujo turbulento

Para flujo en tubería

Para flujo en el espacio anular se utili-

zaelconceptodediámetroequivalentepa-

ra aproximar la configuración anular a la

de una tubería equivalente.

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03- Cementaciones primarias