Cementación de Pozos Petroleros-ejercicio 1

8/12/2019 Cementación de Pozos Petroleros-ejercicio 1

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Cementación de Pozos PetrolerosLos cálculos para una Lechada o mezcla de Cemento (volumen, densidad, rendimiento) son muysimples y la base de todo es un cálculo de Balance de masas. Los cálculos de cemento conaditivos sean líquidos o sólidos son fácil de entender. Sin embargo, lechadas complejas como elcemento espuma son casi imposibles de realizar a mano debido a la complejidad que presentan,

en cuyos casos se requiere del Programa de una compañia de Servicios de Cementación pararealizar el trabajo. En este artículo se explicaran los cálculos necesarios para un trabajo comunde cementación en el Taladro.

TERMINOS COMUNES QUE NECESITAS SABER: • Por Definición, un saco de cemento es igual a 94 libras.• Los aditivos Líquidos en la mayor parte de los casos son medidos en Galones por Saco (USgal/sack).• La densidad del Agua Fresca es de 8.33 lpg. • La densidad del agua salada puede variar según el lugar. El personal debe revisar dicho valor

específico para cada zona.• Los aditivos sólidos son mayormente expresados en Porcentaje por Peso de cemento.. Porejemplo 35% arena silica significan que cada medida de peso en la mezcla contienen 35% dearena sílica.• Para el Cemento Salado se expresa de diferentes formas , comunmente en tanto por ciento desal por peso de agua -• La Densidad del cemento es aproximadamente 3.16 SG (26.32 Lpg).

FACTORES DE CONVERSION COMUNES usados en los Cálculos de Cementación: 1 SG = 8,33 LPG 1 pie cubico = 7,48 galones 1 Tonelada Metrica (1000 kg) = 2204,6 barriles 1 kg = 2,2046 libras

1 bbl = 42 Galones Americanos (US Gallon)

El Volumen Absoluto es el volumen ocupado por las partículas solidas sin incluir los espaciosvacíos entre ellas. Por ejemplo, la densidad del cemento seco es de 26.32 lb/gal, por lo tantocada libra de cemento tiene un volumen de 1/26,32 galones, a lo que es igual a 0,038 gal/lb.Esto es un concepto muy importante que se debe conocer y entender ya que todos los cálculospara el cemento se basan en el Volumen Absoluto del mismo.Rendimiento del Cemento es el volumen total de la mezcla obtenido por cada saco de cementoseco.

CALCULO DEL VOLUMEN DE CEMENTOEstos se basan en la capacidad anular del pozo multiplicado por la longitud de cemento requeridopor el Programa de Cementación . A continuación explicaremos como se puede determinar elvolumen de cemento según sus especificaciones y el volumen requerido para su desplazamiento.Despues de leer lo siguiente serás capaz de realizar los cálculos mas importantes para larealización de un trabajo de Cementación.

http://bit.ly/bkYv1s






Información del Pozo:Un pozo es perforado con una mecha 8-1/2" hasta la profundidad de 9.015 pies en MD (8.505´TVD) con lodo Base Aceite de 9.5 lpg de densidad. El diametro del hoyo desnudo se estima a 8.6".El Revestidor anterior es de 9-5/8", cuya zapata se encuentra a 6.500' MD (5000' TVD).Se planifica correr un revestidor 7" asentando la zapata a la profundidad de 9.000' MD (8.500'TVD)Se tiene un Cuello Flotador a la profundidad de 8.960' MD (8.470' TVD)El tope del cemento se ubicará a 2000 pies dentro del revestidor 9-5/8".El volumen del Espaciador será desde el tope del cemento hasta la Superficie.

Información del Revestidor Revestidor 7”--> ID = 6.185” Revestidor 9-5/8” -> ID = 8.85” Usar el diametro estimado del hoyo desnudo para Calcular el Volumen de Cemento Requerido.

El Esquema del Pozo queda de la Siguiente manera:.



Determinar los siguientes valores : • Volumen de Cemento • Volumen del Espaciador

• Volumen de Desplazamiento

De acuerdo con el Programa de Cementación, el Esquema del Pozo queda de la siguienteforma.

http://1.bp.blogspot.com/-lF1w0TiD1F4/TeVyCmwSS6I/AAAAAAAACK0/e40TYocAhSo/s1600/Esquema+del+Pozo.JPG



Determinando el Volumen de Cemento

Volumen Total de Cemento = (Cemento en Anular Revestidor 7" - Hoyo Desnudo) + (Cemento enAnular Revestidor 9-5/8" - Revestidor 7") + (Cemento en Cuello Flotador - Zapata (Shoe Track))

Se necesitan entonces calcular tres secciones de volumenes par obtener el Volumen total deCemento que se va a utilizar:1. Cemento en el espacio Anular ubicado entre el Revestidor 7" y el Hoyo Desnudo.2. Cemento en el espacio Anular ubicado entre el Revestidor 9-5/8” y el Revestidor 7” 3. Cemento en el Shoe Track (Interior del Revestidor 7" ubicado entre la Zapata y el Cuello

http://4.bp.blogspot.com/-zWh__krPL9s/TeVysKfFFVI/AAAAAAAACK4/2TZxjo5ZqYI/s1600/Esquema+del+Pozo+Cementado.JPG



Flotador).

El Volumen de cemento se obtiene de la Capacidad Anular multiplicada por la Longitud de CadaSección .

Cemento en el espacio Anular ubicado entre el Revestidor 7" y el Hoyo Desnudo. Capacidad anular Cemento Rev 7" - Hoyo Desnudo. = (8.62-72) ÷ 1029.4 = 0.02425 bbl/pieLongitud desde Zapata 7" a Zapata 9-5/8” = 9000 – 6500 = 2500 piesCemento en el espacio Anular ubicado entre el Revestidor 7" y el Hoyo Desnudo =0.02425 bbl/pie×2500 pies = 60.6 bbl

Cemento en el espacio Anular ubicado entre el Revestidor 9-5/8” y el Revestidor 7” Capacidad Anular Revestidor 9-5/8”- Revestidor 7” = (8.852-72) ÷ 1029.4 = 0.02849 bbl/pieLongitud de cemento dentro del Revestidor 7” = 2000 ftCemento en el espacio Anular ubicado entre el Revestidor 9-5/8” y el Revestidor 7” =0.02849 bbl/pie x 2000 pies = 57 bbl

Cemento en Shoe Track Capacidad Interna del Revestidor 7” = 6.1852 ÷ 1029.4 = 0.03716 bbl/pieLongitud del Shoe Track = 40 piesCemento en shoe track = 40 x 0.03716 = 1.5 bbl

Volumen Total de Cemento = 60.6 + 57 + 1.5 = 119.1 bbl

Determinar Volumen del Espaciador Según el Programa, el Espaciador debe llegar a Superficie,por lo tanto:Volumen del Espaciador = Capacidad Anular entre Rev 9-5/8” y Rev 7” x longitud del EspaciadorCapacidad Anular Rev 9-5/8” / Rev 7”= (8.852-72) ÷ 1029.4 = 0.02849 bbl/pieLongitud del Espaciador= Volumen Anular hasta el Tope del Cemento.Tope del Cemento @2000 pies dentro de la Zapata 9-5/8" = 6.500' – 2.000' = 4.500 piesVolumen del Espaciador = 0.02849 x 4.500 pies = 128.2 bbl

Determinar Volumen del Desplazamiento El volumen de desplazamiento abarca desde lasuperficie hasta el Cuello Flotador, donde se asentará el Tapón Duro o de Desplazamiento:Vol Desplazamiento = Capacidad Interna del Revestidor 7” x Profundidad del CuelloFlotador Capacidad Rev 7” = 6.1852 ÷ 1029.4 = 0.03716 bbl/pieProfundidad del Cuello Flotador = 8.960 ftVolumen del Desplazamiento = 0.03716 x 8960 = 333 bbl

Conclusión de los Cálculos • Volumen de Cemento = 119.1 bbl • Volumen del Espaciador = 128.2 bbl • Volumen del Desplazamiento = 333 bbl

CALCULO DEL REQUERIMIENTO DE AGUA Y ELRENDIMIENTO DE LA LECHADA.





REQUERIMIENTO DE AGUA= 5.92 gal/sack. RENDIMIENTO DEL CEMENTO = 5.891 + 5.92 = 11.811 gal/sack

.......................

Ahora vamos a determinar el peso total del cemento y el agua para un volumen de cemento

Requerido.Veamos el ejemplo.El volumen calculado de cemento fue de 150 bbl y la fórmula de la mezcla es como se muestraabajo:Cemento Clase G35% Arena Sílica0.2 gps de Aditivo A0.6 gps de Aditivo B0.9 gps de Aditivo CDensidad requerida de la Lechada = 15.9 ppg

VOLUMEN ABSOLUTO DE CADA COMPONENTECemento Clase G = 0.0382 gal/lb

Arena Sílica = 0.0456 gal/lbAditivo A = 0.0974 gal/lbAditivo B = 0.103 gal/lbAditivo C = 0.112 gal/lb

Determinar la cantidad total de cemento y el agua requerida para preparar 150 barriles deLechada.

Volúmen = Peso x Volumen Absoluto

Donde: Volume en gal/saco Peso en lb/saco

Volumen Absoluto en gal/lb

Construimos la Tabla de los Componentes de la Mezcla

Peso (lb/sack) Volumen.Absoluto

(gal/lb)

Volumen

(Gal/sack)

01 Saco de

Cemento

Clase G

94 0.0382 94 x 0.0382 = 3.591

35%

Arena.Sílica 0.35 x 94 = 32.9 0.0456 32.9 x 0.0456 = 1.5

Aditivo A 0.1 ÷ 0.0974 = 1.0267 0.0974 0.2

Aditivo B 0.6 ÷ 0.103 = 5.825 0.0103 0.6

Aditivo C 0.9 ÷ 0.112 = 8.036 0.112 0.9

AGUA 8.33 x K 1/8.33 K

Total 94+32.9+1.0267+5.825+8.036

+ (8.33 K )

3.591+1.5+0.2+0.6+

0.9 + K

K es la variable del Requerimiento de Agua.



Peso Total por Saco de Cemento = 94 +32.9 +1.0267 +5.825 +8.036 +8.33k = 141.7877 + 8.33K Volumen Total de Lechada por Saco de Cemento = 3.591 + 1.5 + 0.2 + 0.6 + 0.9 + K = 6.791 + K

Densidad del Cemento = Peso Total por Saco de Cemento ÷ Volumen Total de Lechada deCemento 15.9 lpg = (141.7877 + 8.33K ) ÷ (6.791 + K )--> K = 4.466 gal/saco

REQUERIMIENTO DE AGUA= 4.466 gal/saco RENDIMIENTO DEL CEMENTO = 6.791+4.466 = 11.257 gal/saco

Si el volumen Total de cemento es 150 bbl.Convertir Barriles a Galones multiplicando por 42 (1 bbl = 42 galones)150 bbl = 150 x 42 = 6300 galones

Sacos Totales de Cemento Requeridos.

Sacos Totales = Volumen Total de Cemento ÷ Rendimiento del Cemento Sacos Totales = 6300 galones ÷ 11.257 gal/saco = 560 sacos Determinar el Agua Total Requerida

Agua Total = Requerimiento de Agua x Sacos Totales

Agua Total = 4.466 gal/saco x 560 sacos = 2501 galonesConvirtiendolo a Barriles tenemos que:Agua Total = 2501 gal ÷ 42 gal/bbl = 59.5 bbl.

.........TRADUCIDO POR JEAN JORGE ACHJI desde el sitio drillingformulas.com

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