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).

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