OBJETIVOS DE LA CEMENTACION PRIMARIA La cementacin primaria es
el proceso de colocacin de cemento en el espacio anular entre el
revestidor y las formaciones expuestas al pozo. Desde su creacin en
1903; el objetivo principal de la cementacin primaria siempre ha
sido la de proporcionar un aislamiento zonal en el pozo de petrleo,
gas y pozos de agua (Smith, 1984; Smith, 19x7), por ejemplo, para
excluir lquidos como agua o gas en una zona de petrleo en otra
zona. Para lograr este objetivo, un sello hidrulico debe obtenerse
entre el revestidor y el cemento, y entre el cemento y las
formaciones, mientras que al mismo tiempo la prevencin de canales
de fluido en el revestimiento de cemento (Fig. 1). Este requisito
hace que la cementacin primaria sea la operacin ms importante
realizada en un pozo. Sin aislamiento zonal completa en el pozo, el
pozo no puede alcanzar su potencial de produccin de pleno. Trabajos
de reparacin necesaria para reparar un trabajo de cementacin
defectuosa puede hacer un dao irreparable a la formacin productora.
Adems de la posibilidad de reservas perdidos y reducir las tasas de
productores, la puesta en marcha de la produccin (ingresos) se
retrasa. Pueden surgir otros problemas, tales como no ser capaz de
confinar los tratamientos de estimulacin a la zona de produccin o
confinar campos secundarios y terciarios de la zona productiva.EL
PROCESO BSICO DE CEMENTACINEl proceso bsico para llevar a cabo un
trabajo de cementacin primaria utiliza el mtodo de dos tapones para
el bombeo y el desplazamiento. Este mtodo fue utilizado por primera
vez en 19 10 en pozos poco profundos en California (Smith, 1987).
Despus de perforar el pozo hasta la profundidad deseada, se retira
la tubera de perforacin y una cadena ms grande de la carcasa se
ejecuta en el pozo hasta que llega al fondo del pozo. En este
momento, el lodo de perforacin utilizado para eliminar recortes de
formaciones durante la perforacin del pozo se encuentra todava en
el pozo. Este lodo debe ser eliminado y reemplazado con el cemento
endurecido. El proceso de lograr esto es el mtodo de cementacin 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 travs de las zonas productivas. Tpicamente, el
cemento se pone mucho ms 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 corrosin. El
proceso de cementacin se completa cuando un aumento de presin en la
superficie indica que el tapn 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 ms profundo.Aunque se perforan pozos
hoy ms profunda (30,000 pies o ms), la tecnologa ha avanzado, y las
prcticas de cementacin han cambiado, el mtodo bsico de dos tapones
de cemento descrito anteriormente todava se utiliza hoy en da. Los
avances que se han hecho desde entonces se han orientado a la
ingeniera del trabajo para la aplicacin, y hacerlo al menor costo.
Vamos a examinar algunos de los principales avanzada tecnolgica que
se han hecho a lo largo de la historia, y cmo han cambiado las
prcticas de cementacin. LOS AVANCES TECNOLGICOSDisponible
CementosDurante los primeros das, slo una o dos cementos estaban
disponibles para la cementacin. Como los pozos se hicieron ms
profundas, se requiere ms flexibilidad en el rendimiento de cemento
que se podra lograr con cementos disponibles. Fue con la llegada de
la Comisin de Normalizacin API en 1937 que ms y mejores cementos
fueron desarrollados (Smith, 1987). Hoy, ocho clases de la API de
cementos estn disponibles, cada uno con caractersticas diferentes
(API, 1984).Aditivos para cementoAditivos para cemento han jugado
un papel importante en el avance de la tecnologa de cementacin.
Para utilizar correctamente los cementos disponibles, aditivos
fueron desarrollados para controlar las principales propiedades del
cemento, es decir, tiempo de espesamiento, consistencia, tasa de
prdida 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 mayora de las condiciones del pozo. Por ejemplo, lignosulfonatos
de calcio y otros retardadores de mantener el cemento en una forma
de suspensin para permitir largos tiempos de bombeo para grandes
profundidades y a altas temperaturas de fondo de pozo.Control de
prdida de fluidoTal vez uno de los acontecimientos ms notables
entre todos los aditivos es la que controla la velocidad de prdida
de fluido del cemento y mantiene la proporcin adecuada de agua a
cemento. Estos aditivos hicieron su debut en la dcada de 1950 en
respuesta a la perforacin ms 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 hidratacin. Algunos o
todos de este exceso de agua pueden ser fcilmente exprimidos de la
suspensin, si el cemento se encuentra con una formacin permeable en
el pozo durante el trabajo de cementacin. La prdida de slo una
parte de esta agua puede alterar significativamente las propiedades
del cemento. Tiempo de espesamiento, por ejemplo, se disminuye con
la prdida de agua. En las profundidades ms profundas que requieren
plazos ms largos de la bomba, los tiempos de espesamiento deben ser
previsibles.Cualquier cambio en la proporcin de agua de fondo de
pozo puede reducir drsticamente el tiempo de espesamiento, de tal
manera que el trabajo est terminado antes de tiempo. Si una alta
porcin del exceso de agua se exprime de la suspensin, 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 prdida de atar el exceso de
agua, y evitar que sea exprimido de la suspensin (Shell y Wynne,
1958). Por lo general, cuando un trabajo se termina antes de
tiempo, se requiere trabajo de recuperacin.REDUCCIN DE WOC TIEMPOA
principios de 1960 un avance significativo ocurri en el diseo de
cemento que ha permitido un enorme ahorro en los costos de los
equipos de perforacin a realizarse. Esto fue posible gracias a la
reduccin del tiempo para el cemento se seque, la espera en el
cemento (WOC) tiempo. Durante los primeros das, el tiempo WOC
promedio 10 das y en algunos casos hasta 28 das antes de las
operaciones podran reanudarse. Todava en 196 1, el tiempo de WOC
todava promedi alrededor de 24 horas. El coste de los equipos de
perforacin das era considerable. En 1961, una tcnica para reducir
este tiempo a tan slo ocho horas a la superficie (Bearden yLane,
1961). La resistencia a la traccin del cemento necesario para
apoyar la tubera y permitir perforar a cabo operaciones para
reanudar se determin que slo 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 ao fue
de 30.000 das de perforacin por ao basados en la reduccin del
tiempo WOC de 24 horas a 8 horas. En los aos de apogeo de la dcada
de 1980 cuando la industria perforado ms de 80.000 pozos por ao, el
ahorro das aparejo fue an ms dramtico.Densidad alteran-AditivosLa
densidad de cemento puro, es decir, el agua y el cemento, vara14,8
a 16,4 lb / gal en funcin de la clase API de cemento utilizado. En
muchos casos de altas presiones de formacin 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 prdida de circulacin durante el trabajo de cementacin.
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 ms comunes (Smith, 1984).
