PROCESO DE TERMINACION
En la actualidad, varios agujeros horizontales son terminados
sin ser cementados. La seccin horizontal generalmente se termina
con tubera corta ranurada, o bien preperforada o, en algunos casos,
con cedazos para el control de la arena.En tales pozos, la roca de
la formacin debe ser lo suficientemente compacta como para impedir
el colapso particularmente cuando se aproxima el agotamiento. Muy
raramente los pozos horizontales pueden ser terminados en agujero
abierto, sin algn mtodo de revestimiento.
Las tuberas de revestimiento intermedias se encuentran, por lo
general, en la seccin altamente desviada, por lo que deben tener un
buen trabajo de cementacin. Esto es necesario para evitar la
filtracin de fluidos y para proveer un aislamiento entre el
revestimiento de la parte superior y los intervalos productores de
la parte inferior. Sin embargo, frecuentemente existen ciertos
aspectos de produccin y terminacin de pozos horizontales que
determinan en donde se deber meter una tubera de revestimiento y en
algunos casos en forma aislada. Algunas de estas situaciones se
mencionan a continuacin:
1. Cuando en un yacimiento se planea un tratamiento de
estimulacin en intervalos mltiples.
2. Cuando hay problemas para controlar la conificacin de gas y
agua, las cuales deben ser prevenidas durante la perforacin del
agujero. Esto da como resultado la prdida del control direccional
pues esto causara que el agujero se perfore sin rumbo, o
simplemente, perforar el casquete de gas antes de entrar en la zona
de aceite.
3. Cuando un intervalo de produccin requiera de una cementacin
de reparacin para impedir la produccin de agua indeseada o el
avance del gas.
Un ejemplo de un pozo horizontal, cementado y terminado se
muestra en la figura 1
En el caso de pozos horizontales, las propiedades ms importantes
de la lechada de cemento son la estabilidad y la prdida de
filtrado.
La estabilidad de la lechada de cemento es siempre importante
pero, an ms, en un pozo desviado. Hay dos propiedades que la
determinan: el agua libre y la sedimentacin. El agua libre es
importante debido a que puede migrar a la parte superior del
agujero y crear un canal abierto a travs del cual los fluidos del
pozo pueden viajar; la sedimentacin puede causar un cemento poroso
de baja resistencia en la parte superior del pozo. Por
consiguiente, deben llevarse a cabo pruebas de laboratorio para
llevarse a cabo pruebas de laboratorio para asegurarse que lo
anterior no ocurrir a medida que el ngulo aumenta. El agua libre
debe mantenerse en cero y puede prevenirse junto con la
sedimentacin por medios qumicos tales como la adicin de agentes
viscosificantes y/o sales metlicas que forman hidrxidos
complejos.El control de la prdida de fluido es particularmente
importante en pozos horizontales, debido a que la lechada de
cemento est expuesta a secciones permeables ms largas que en pozos
verticales. Los ritmos bajos de prdida de fluido son necesariospara
preservar las propiedades reolgicas cuidado samente diseadas de la
lechada de cemento. El ritmo de prdida de fluido siempre debe ser
menor a 50 ml/30 min.Otras propiedades en la lechada de cemento es
el control de la densidad y las concentraciones uniformes de
aditivos, las cuales son particularmente importantes para asegurar
que las propiedades del cemento sean consistentes en todas las
partes del intervalo cementado. La lechada de cemento deber ser
mezclada en su totalidad, antes de ser bombeada, siempre que esto
sea posible.Una vez que la lechada de cemento ha sido diseada, los
gastos de flujo debern ser verificados en un simulador. Esto es
importante para poder verificar que no se excedan las presiones de
poro y de fractura de la formacin.
Puntos que se deben considerar en la cementacin de pozos
horizontales Basados en investigaciones y en experiencia de campo,
las principales claves para el xito de una cementacin de un pozo
horizontal puede resumirse como sigue:
Prevenir el asentamiento de los slidos del fluido de
perforacinOptimar las propiedades de la lechadaMaximizar la
limpieza del espacio anularCentrar la tubera de
revestimientoCircular el lodoReciprocar y rotar la tubera de
revestimientoBombear baches compatiblesDisear gastos de
desplazamiento para flujo turbulento (sin llegar al lmite de la
presin de poro y presin de fractura)
La experiencia dentro de la industria confirma que con buenas
prcticas de cementacin y una atencin rgida a los detalles
especiales de planificacin y ejecucin de los pozos horizontales, se
podrn cementar con ptimos resultados.
Propiedades del lodoLa limpieza del agujero durante la
perforacin ha sido, siempre, una de las mayores consideraciones de
la perforacin direccional. Esto se debe a la tendencia de los
recortes que se asientan en la parte baja del agujero y a la
dificultad para removerlos.En pruebas de laboratorio (Keller et al.
1987) se determin el comportamiento del asentamiento de los slidos
y cmo afectaba al desplazamiento del lodo durante la cementacin.
Ellos construyeron un aparato para simular a escala una seccin de
la desviacin de un pozo de gas o aceite. El modelo simulaba una
tubera de 5" en un agujero de 6 ", y poda ser colocado en una
formacin permeable o nopermeable, hecha de arenisca o de acero,
respectivamente. El modelo fue operado a tres inclinaciones 0, 60 y
85.
Dos formulaciones de lodo base agua y una composicin de cemento
fueron usadas. No se emplearon fluidos espaciadores. El
procedimiento de prueba fue diseado para simular un trabajo actual
de cementacin. La circulacin del lodo y su acondicionamiento fueron
desarrollados, y se bombe suficiente lechada de cemento a travs del
modelo para simular el tiempo de contacto entre la tubera y la
formacin que experimenta un trabajo de cementacin. El cemento
fragu, el aparato fue desensamblado, y se cort en segmentos. Las
eficiencias de desplazamiento fueron determinadas con base en la
revisin de todos los segmentos con canales del lodo. Del anlisis de
los resultados se observ que para un gasto dado, la capacidad de un
lodo para prevenir el asentamiento de slidos est relacionado a su
punto decedencia y al esfuerzo de Gel. Adicionalmente, Keller et
al.(1987) encontr que la severidad delasentamiento de slidos fue
significativamente mayor a 85 con respecto a 60.
Crook et al.(1987) investig sobre la influencia del punto de
cedencia, empleando el mismo modelo del pozo descrito
anteriormente. Las pruebas de desplazamiento del lodo fueron
similares a las desarrolladas por Keller, a 60 y 85 de desviacin.
Las propiedades del lodo y de la lechada de cemento fueron
monitoreadas, y la eficiencia del desplazamiento fue determinada
despus de desmantelar el modelo, una vez que el cemento se coloc.
Las conclusiones principales fueron:
1. Habr un valor crtico en el umbral, debajo del cual aparecer
un canal continuo de slidos.2. El valor del punto de cedencia
requerdo para prevenir la formacin de un canal aumenta con un in
cremento en el ngulo de desviacin.
Un punto de cedencia mnimo de 20 lbf/100 ft para una desviacin
de 60, y 28 lbf/100 ft para 85, serecomend para prevenir el
asentamiento a partir del lodo.Las pruebas de laboratorio y la
experiencia en la industria indican tambin que el flujo turbulento
es esencial para la remocin de recortes en un agujero horizontal.
Para inducir flujo turbulento, varios operadores perforan con un
lodo de viscosidad aparente baja, mientras se mantiene un gasto de
circulacin por arriba de 500 gal/min, y una relacin del puntode
cedencia/viscosidad plstica, arriba de 1. Aparte de mantener el
agujero limpio, el lodo tambin debe evitar daar el yacimiento,
evitar la in-compatibilidad con los fluidos del yacimiento,
asegurar la estabilidad de la perforacin en formaciones no
consolidadas, y reducir el torque y arrastre de la sarta de
perforacin y tubera de revestimiento. Para satisfacer estas
condiciones, con frecuencia se prefieren los lodos a base de
aceite.
CentralizacinLa centralizacin es esencial para proporcionar un
rea uniforme que ser la ruta abierta de flujo hacia el espacio
anular. Si la tubera no est centrada, impedir el movimiento del
lodo en la parte baja del agujero. Debido a las diferencias en el
patrn deflujo, no hay un rgimen de flujo o ritmo de flujo prctico
que pueda remover el lodo entrampado. La experiencia de campo
indica que un 67% de centrado es necesario para lograr la mejor
oportunidad de remover el lodo de la parte estrecha del anular.Esto
fue confirmado por Wilson y Sabins (1988) quienes en un estudio de
laboratorio observaron que, a pesar de un control estricto sobre el
lodo, exista contaminacin del lodo y una pobre eficiencia de
desplazamiento cuando el centrado API de una tubera era menor del
60%, el espaciador y las caractersticas de la lechada de
cemento.
La dificultad para mantener el flujo turbulento haca una tubera
excntrica est mostrado grficamente en la figura 18. El promedio del
nmero de Reynolds crtico se incrementa 2.5 veces cuando el centrado
se reduce del 67 al 40%. El centrado de la tubera de revestimiento
es complicado cuando el ngulo de desviacin es alto, debido al
incremento de la carga sobre los centradores.Para mantener el ptimo
centrado, una regla de "dedo" es mantener el espaciamiento entre
centradores por abajo de 20 ft (6.1 m). Los centradores de barra
slidos son los recomendados cuando se cementa en agujeros
calibrados.
Los centradores soldados tipo "fleje" pueden ser empleados en
secciones deslavadas. Los centradores debern incluir un cojinete
que permita el movimiento rotacional y reciprocante de la tubera
sin que se muevan los centradores. El nmero requerido y
elposicionamiento de los centradores pueden ser de terminados con
precisin mediante simuladores de cmputo.
