Buenas Practicas de Cementacion

7/16/2019 Buenas Practicas de Cementacion

1/71

Well Construction Seminar 2004

PROBLEMAS Y BUENAS PRACTICAS

DE CEMENTACIONAcondicionamiento

Propiedades del lodo de perforacinTcnicas de circulacin y limpieza de hoyoEfectos de corrida de casing

Limpieza

Tipos de Flujo y FluidosErodabilityDiseos de EspaciadoresCentralizacin

CementacinCriterios de diseoPerdidas de CirculacinMigracin de gasPozos Desviados

Nuevas TecnologasFluidos con capacidad de frage al contacto con cementoDiseo del cemento considerando su propiedades mecnicas

y la vida del pozo


2/71


DESPLAZAMIENTO DEL LODO

Esta ecuacin que nos permite cuantificar la descentralizacinen trminos prcticos se relaciona con el API Standoff.

STD = [c/ra- rb]x 100

ra

rb

c


3/71


STD debe ser aproximadamente 75 % para

Asegurar flujo en el espacio anular.

STD 75 STD 90 STD 50


4/71


FILTRATE

FILTRATE CEMENT

CASING

LOW

MOBILITYMUD

FILTER

CAKE

MOBILEMUD

FORMATION


5/71



6/71


Standoff = C / (A-B)

Displacement

Efficiency=

Cemented Area

Annular Area

AB

Formation

Mud

Cement

Casing

C


7/71Well Construction Seminar 2004

Propiedades del lodo Valores acordes con un buenDesplazamiento del lodo

Viscosidad Plstica < 20 cp

Punto Cedente < 10 lbs/100 ft2

Perdida por Filtrado < 15 ccGel Strength flat Profile(gel 10/10) 2/3 y no 2/10

Valores para pozos verticales

Viscosidad Plstica < 10 %

Punto Cedente < 15 %Perdida por Filtrado < 10 cc

Gel Strength flat Profile

Valores para lodos de alta densidades



RECOMMENDED PROPERTIES

WATER BASE DISPERSED MUDS

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

55.00

8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00

Density [ppg]

Pv[cps]a

nd%S

Solids

0.002.00

4.006.008.0010.0012.00

14.0016.0018.00

20.0022.0024.0026.00

28.0030.00

Pv Maximum Pv Minimum minimum % Solids

Maximun % Solids Yp Minimum Yp Maximun

Yp [lbs/100ft2]

RECOMMENDED PROPERTIES

PETROLMUL OIL BASE MUDS

0.00

5.00

10.00

15.00

20.0025.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

55.00

8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00

Density [ppg]

Pv[cps]and%S

Solids

0.00

2.00

4.00

6.00

8.0010.00

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00

22.00

Pv Maximum Pv Minimum minimum % Solids

Maximun % Solids Yp Minimum Yp Maximun

Yp [lbs/100ft2]



TECNICAS DE CIRCULACION Y LIMPIEZA DE HOYO

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5

Hole Volumes Pumped

%H

oleCi

rculating



40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10 12 14

Time (min)

SurfacePressure(psi)

1

2

3

4

Rate(bpm)

Rate

Pressure

0

Mtodo de Presin estable a Caudal constante


11/71


40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10 12 14

Time (min)

SurfacePressure(psi)

30

40

50

60

%

PozoCirculado

Presion

20

%Pozo Circulado

Mtodo de Presin estable a Caudal constante


12/71


Mtodo de Presin estable a Caudal Variable

0100

200

300

400

500600

700

800

Teimpo (sec)

Presin[psi]

01

2

3

4

5

67

8

9

Caudal(BPM)

Presion

Caudal

El punto final es cuando puedo circular un fundo arriba bajo presin estable, a caudal constante.Si el caudal aumenta la presin aumentara, pero si esta disminuye al poco tiempo, aun no estafinalizado el proceso. Finalizara cunado la presin se mantenga constante a una determinadaTasa de bombeo.


13/71


Power LawHerschel-Bulkley

Tipo de Fluido y Caractersticas de Flujo


14/71


Modelo Power Law

La ecuacin que describe este comportamiento es:

donde n es el ndice del modelo de potencia, es adimensional y cuantifica el grado de comporta-miento no newtoniano. K es expresada en klbf/100 ft2 y se denomina ndice de consistencia,porque es proporcional a la viscosidad aparente, la cual decrece con el decrecimiento de la

velocidad de corte.

nk .

Modelo Bingham Plastic


donde si > y entonces =0.Esta descripcin para fluidos que no fluyen a menos que se aplique un esfuerzollamado yield stress y el cual es muy comn en suspensiones de distinto tipo, in-cluido el cemento. El y es expresado en lbs/100 ft2 y por encima de este valor, elshear stress es lineal respecto del shear rate, donde la p es expresada en cp.

.py

Modelo Herschel-Bulkley


donde si > y entonces estamos en un modelo de potenciaEsta descripcin para fluidos que tienen un comportamiento combinado entremodelo de potencia y Bingham.

n

y k .

n = 1 => Bingham Plastic

0y

=> Power Law


15/71


yy

p

k

Power Law

Herschel-Bulkley

Bingham Plastic

Shear Rate

ShearStress


16/71


COMPORTAMIENTO DEL FLUJO PARA LECHADAS DE CEMENTO EN ESPACIO ANULAR

DV..

Re

DensidadV Caudal

D Dimetro Interno Viscosidad

Numero de Reynolds para Fluido Newtonianos

A partir de un Re de 2,100 se entra en una etapa de transicin, y a partir de Re 3,000 estamosEn lo que se denomina Flujo Turbulento.La resistencia al flujo en esta condiciones se expresa:

2

2

].log[Re1

Vfr

donde

CfrAfr

w

Fr se define como Factor de friccin de Fanning.


17/71


Flujo Tapn Flujo Laminar Flujo Turbulento


18/71


Tcnica de Desplazamiento Efectivo ERODABILITY (Erosionabilidad)Asuncin:

Existe un valor de Shear Stress que reducir el espesor del filter cake a un punto

donde el contenido de fluido en el filter cake es cercano a ceroDesventaja de la Asuncin:El filter cake es permeableExiste deposicin mecnica

No considera la remocin mecnica

Conceptualizacion:Shear Stress:

Resistencia a fluirFuerza tangencialDimensionalmente es una unidad de fuerza / rea

Erodability (or Required Shear Stress)E = 600/

non-dinmensional

y

El valor de Shear Stress Requerido o Erodability Numberes una propiedad del fluido que estaSiendo removido y es una medida del esfuerzo de corte (sherarforce)requerido por el fluido queBusca desplazar el primero para romper el gel strength de este en estado esttico, en la pared delPozo. La densidad, viscosidad y punto cedente son propiedades importantes en el diseo de este.


19/71


Aplicacin:Diseo de espaciadores para un lodo en particularDiseo de un caudal en particular para una geometra de hoyo especifica

Recomendar cambios en las propiedades del los lodos a fin de reducirel gel strength

Recomendar un tamao de hoyo y dimensiones de casing para unaefectiva limpieza de hoyo, basado en un lodo en particular.


20/71


Diseo de EspaciadoresObjetivos del diseo:

Seleccin del tipo de flujo a fin de obtener la Erosin necesaria para

romper el gel strength del lodo en estado esttico

Compatibilidad de la interfase

Suspensin de slidos

En los casos de lodos base aceite, ayudar a la hidratacin de laformacin donde se requerir la adherencia del cemento.

Proporcionar una presin hidrosttica adecuada la mecnica del pozo

Maximizar el desplazamiento del lodo.


21/71


CONTACT TIME

For Preflushes

10,000.00

10,500.00

11,000.00

11,500.00

12,000.00

12,500.00

13,000.00

13,500.00

0 .00 5 .0 0 10 .0 0 1 5.0 0 2 0.0 0 2 5.00

Time [Min]

Depth [Ft]

Contact Time [min] TOC TVD

Determinacin del Volumen:

Depender de las caractersticas del lodo y de suspropiedades, como ser Densidad, Vp y Ty, perogeneralmente se busca que con 10 min de tiempode contacto se obtengan los resultados de erosiona-

bilidaddeseados y la hidratacin necesaria.

Es una buena practica determinar el volumen consi-derando estos 10 min, en el TOC.Si las caractersticas mecnicas del pozo permiten

la utilizacin de Lavadores qumicos, la adicin o node este tiempo depender de los resultados del ana-lisis de erodability


22/71


Seleccin de tipo de flujo:Lavadores qumicos siempre en TurbulentoEspaciadores, depender de la factibilidad de obtener un flujo Turbulento a caudales

prcticos y seguros. Caso contrario se considerara las propiedades reologicas ne-cesarias para obtener un flujo tapn:NRe < 300

En ambos casos, se deben analizar las propiedades reologicas y simular las pro-piedades de erosin (obtencin de Erodability Number)

Compatibilidad de la Interfase:Lavadores qumicos: estos se deben estudiar en laboratorio, con el objetivo de de-terminar la no formacin de emulsiones, combinando porcentajes variables entrelodo y lavador.

Espaciadores: de la misma manera que en el caso de los lavadores, se determinala posible formacin de emulsiones, pero debido a la particularidad de la densidad deestos es necesario analizar las propiedades reologicas de las diferentes combinacio-nes de porcentajes de contaminacin, verificando que los valores de Vp, Ty y gelespresente valores coherentes con los de la reologas de ambos.


23/71


L300 L200 L100 L60 L30 L6 L3 Vp Pc

2 1 1 1 1 1 1 1.5 0.5

2 2 1 1 1 1 1 1.5 0.5

3 3 2 2 2 1 1 1.5 1.5

7 4 3 2 2 2 2 6 1

26 25 16 12 8 4 4 15 11

70 55 38 29 20 14 10 48 22

73 58 40 31 24 15 13 49.5 23.5

Preflujo 1 vs Lodo

100-0

75-25

25-75

50-50

95-5

0-100

5-95

LECTURAS DEL VISCOSIMETRO

0

10

20

3040

50

60

70

80

100-0 95-5 75-25 50-50 25-75 5-95 0-100

Defleccion

L300 L200 L100

COMPATIBILIDAD

L300 L200 L100 L60 L30 L6 L3 Vp Pc

62 54 36 28 20 11 8 39 23

68 59 42 31 26 13 9 39 29

80 73 50 41 30 15 3 45 35

58 48 35 30 23 14 11 34.5 23.5

50 44 33 28 22 13 10 25.5 24.5

70 49 39 28 20 14 11 46.5 23.5

73 58 40 31 24 15 13 49.5 23.5

LECTURAS DEL VISCOSIMETRO

0-100

5-95

25-75

50-50

95-5

TunedSpacer vs Lodo

100-0

75-25

0

10

2030

40

50

6070

80

90

100-0 95-5 75-25 50-50 25-75 5-95 0-100

Defleccion

L300 L200 L100

COMPATIBILIDAD

Los resultados reologicos del estudio de compatibilidad debe ser coherente con losValores de cada uno de ellos. Si el espaciador posee una Vp superior a la del lodoSignifica que la Vp deberia aumentar a medida que aumenta la contaminacin delLodo con el espaciador.


24/71


Suspensin de Slidos:A diferencia de los lavadores qumicos, los espaciadores tienen y deben poseer unadeterminada capacidad de arrastre. Esto justifica, entre otras razones la necesidad

de contar con valores reologicos superiores al los del lodo.Hidratacin de la Formacin-Lodos OBM:

Lavadores qumicos: Principalmente sern los encargados de cambiar la humecta-bilidad, a travs de sus componentes: Surfactantes y Thinner. En los casos en quelos lavadores qumicos no puedan ser utilizados, un espaciador deber ser diseadoconsiderando esta funcin.Espaciadores: Normalmente, son base agua a fin de que una vez alterada la humec-

tabilidad por el Lavador, este pueda hidratar correctamente. Pero existen ciertos tipode espaciadores, en determinadas circunstancias, que deben ser diseados paramodificar la humectabilidad. En estos casos los test de laboratorio en lo referente acompatibilidad son fundamentales.

Presin Hidrosttica Adecuada:Lavadores qumicos: Los lavadores poseen una densidad cercana a la del agua, portal razn, cuando estos pasan a travs de la zapata al anular, la presin en el fondodel pozo disminuye. Depender del balance entre Presin Poral e hidrosttica sipueden o no ser utilizados.Espaciadores: En los casos en que los lavadores no pueden ser utilizados por razonesmecnicas del pozo, los espaciadores cobran una mayor importancia, especialmenteen los pozos con lodos OBM, donde los lavadores se hacen imprescindibles y es nece-sario disear trenes espaciador-lavador-espaciador.


25/71


Ejemplo

Zapata 9 5/8 in @ 5,840 ft

Zapata 13 3/8 in @ 2,200 ft

Zapata 7 in @ 8,450 ft

Lodo OBM 13.5 ppg => 7,890 ft x 13.5 ppg x 0.052 = 5,538 psiPp=k x 13.5 ppg x 7,890 ft = 5,417 psiPfg = k x 14 ppg x 7,890 ft = 5,743 psi

Se desean 500 ft lavador en 8 in = 13.5 bbl @ 3 bpmPhL= k x 500 ft x 8.33 ppg = 216.58 psi

Segn Pp e Hidrosttica del lodo, estos 500 ft deberan propor-Cionar 351 psi (k x 13.5 ppg x 500 ft).

Cuanto debo incrementar la densidad de un espaciador de 800 ftCon respecto al lodo, para obtener la misma P hidrosttica que seTenia con el lodo a 7, 890 ft?

351 psi 216.58 psi = 134 psi

7,890 ft PP 13.2 ppg / fg 14 ppg

ppgftx

psi57.2

1000052.0

134

13.50 ppg + 2.57 ppg = 16.07 ppg

Comprobamos:

{[(7,890 ft- 500 ft 1000ft) x 13.5] +[500 x 8.33] + [1000 x 16.07]} x 0.052= 5,538 psi

Diseo:Esp. A 1000 ft x 0.0268 bbl/ft = 26.8 bbl 27 bbl @ 3 bpm = 9 min

Lav, A 500 ft x 0.0268 bbl/ft = 13.5 bbl 13 bbl @ 3 bpm = 4 minEsp. B 1000 ft x 0.0268 bbl/ft . 27bbl @ 3 bpm = 9 min

Funcin:Espaciador A : Proveer Hidrosttica y ayudara a la humectabilidad

debe incluir SurfactantesLavador A : En flujo turbulento, proveer limpieza qumica y meca-

nica, cambiara la humectabilidad y iniciara el procesode hidratacin de la formacin.

Espaciador B ; Completara la hidratacin de la formacin, establecerel arrastre de la limpieza mecnica del lavador y pro-

porcionara una interfase adecuada al TOC.


26/71


Centralizacin

API Spec 10D


27/71


Hole

Standoff =Actual clearance

Concentricclearancex 100%

Espacio enPerfecta centralizacin

Casing

Actual espacio anular

Standoff


28/71


Flex each spring 12 times

Record load-deflection in 1/16 inch to 67% standoff

Average load deflection for both test positions

Restoring force - load deflection at 67% standoff

67%

100%

Test positions

API STD 10D Restoring Force Test

(Fuerza de Restauracin)


29/71


SF = Starting force (lbs)

W = Weight of 40 ft medium wt. casing

SF < W

API STD 10D Starting Force Test

(Fuerza de Partida)


30/71


Centralizador instalado entre elcuello del casing

Centralizador con Aletas genera-doras de turbulencia, instaladosobre el stop collar

Bow Spring Centralizer


31/71


Rigid Centralizer

Centralizador Rgido

Centralizador Slim Hole

Centralizadores slidos


32/71


Solid standoff

Localized turbulence

Reciprocating - set screw type

Rotation - between limit clamps

Horizontal - between limit clamps, straight vane

Left hand Right hand

Centralizadores slidos,

generadores de turbulencia

(Turbulators)


33/71


CentralizersCasing Hole

Minimum standoffsag point

Centralizer spacing

Casing centralization is more dependent on properCENTRALIZER SPACINGthan on the strength of individual

centralizers.


34/71


Principales Variable en el Diseo de CentralizacinAngulo de desviacin:

Tipo de Centralizador (Bow Spring, Rgido, slido, Slim Hole, etc)OD Nominal x ID OH

Centralizadores Flexibles:Restoring Force, Starting Force & Running Force

Centralizadores Rgidos y Slidos:Largo del centralizador, Numero de Aletas

Espacio entre centralizadoresCantidad de centralizadores.

Recomendacin de posicionamiento de centralizadoresCasing Superficiales:

Uno encima de la zapara y uno cada 2 a 4 juntasCasing Intermedios:

Uno en la zapara y uno cada 2 juntasCasing Produccin:

De uno a dos por junta en zona de inters. Uno a cada dos juntas en elresto de las dems seccionesLiners:

Dos por junta en las primeras 4 juntas. Uno a dos por junta en el restoUno cada 40 ft en el overlap.


35/71


Determinar tipo

de Centralizador

Verificar tamao

De Centralizador (largo

Nro de Flejes, etc)

Efectuar primera

Corrida de simulacin

Considerando 75 % STD

Cantidad

OK?Cambiar centralizador

De > rest. ForceCantidad

OK?

NO SI Optimizar Espacioentre centralizadores

SI

NO

Incrementar el ODNominal del central. CantidadOK?

NO

SI

Modificar cantidad de

centralizadores

STD

OK ?

NOSI

Corres simulacin

Y determinar el HookLoad


36/71


Wire type

Cable typeWire-type

Well cleaner rotativo Well cleaner reciprocante

Wire type

Well Cleaner


37/71


Resumen de Buenas Practicas para acondicionamiento y limpieza

de hoyo

Acondicionamiento del LodoMinimizar retortaControlar filtrado < 15 cc (preferiblemente 5 cc)Minimizar en funcin de la densidad, su Vp, Ty y geles.

Circulacin y limpieza por mtodo de hoyo estableSeleccin del Rgimen de flujo adecuadoDiseo de Lavadores y Espaciadores considerando:

Erodability number (Shear Stress mnimo; Viscosidad Plstica, Geles 10/10)

Cambio de humectabilidad (utilizacin de Surfactantes y/o solventes)En los casos de lodos PHPA se requerir altos PhTiempo de contacto mnimo (8 10 min)Adecuado balance hidrostticoTest de compatibilidad

Programa de CentralizacinConforme a geometra del pozo y caractersticas de centralizadores

Aplicacin de Movimientos de Tubera:Rotacin y/o reciprocacin (10-40 rpm / 10-20 ft/min)Anlisis de Efectos de surgencia y pistoneoUtilizacin de mud cleaner aumenta la eficiencia.

Utilizacin de Tapones de DesplazamientoMnimo un tapn blando entre lodo y fluido de limpieza.


38/71



39/71


Que variables estudiamos y controlamos para lograr una cimentacin exitosa?

Velocidad Anular Diseo reologico de los espaciadores Centralizacin del revestidor Densidad de los fluidos

Movimiento del revestidor

Que variables Consideramos y no controlamos ?

Geometra del Hoyo Estabilidad del Hoyo y Formacin Temperatura Presin de Formacin Desviacin Remocin del Lodo


40/71


Conductor : Neat Cement 15 / 16 ppg

Superficial : Cemento A o B, aprox. 15.5 ppgEn lechada de cola con Acelerador de FrageRelleno a 12.5 / 13.5 ppg con extendedor.

Intermedia : Cemento B o H segn ProfundidadLechada de Relleno a 13/14 ppg con aditivosLechada de cola a 15.5 / 16.5 ppg aditivosCaractersticas dependern de las necesidades, siHay gas, alta presin, agua, etc.

Liner Intermedia : Puede o no ser necesario.Comprende las mismas caractersticas del anterior

Liner Produccin: Lechada Unica, su densidad variaSegn el gradiente de fractura. Normalmente antimigratoria

Tipos de Cimentacin Primaria


41/71


DENSIDADDE LECHADA

ResistenciaA la compresin

Tiempo Bombeable Initial Set

DuctilidadCapacidad de

absorcin de Stress

Reologa Perdida de Filtrado

Agua Libre Estabilidad

Static gel Strength

Conductor Superficial Intermedios ProduccinDensidad 15/16 ppg 12.5/13.5 Lead 13.0/14.0 ppg lead segn fra

15.5/16.2 Tail 15.5/16.5 ppg tailAgua Libre < 2 %


42/71


Factores que Alteran un Diseo Standard

Desarrollar SGS 500 lbf-100 ft2 en 20 minIncrementar el Shear Stress en la pared del pozoReducir a


43/71


EL SOBREBALANCE DE PRESION QUE IMPIDE LA MIGRACION DEL

GAS ES PERDIDO DEBIDO A DOS CAUSAS:

1- STATIC GEL STRENGHT

Es el desarrollo interno de rigidez en la matriz del cemento que impide que la migracindel gas por efecto de la presin de este.

2- PERDIDA DE VOLUMEN

Es la reduccin de volumen debido a la perdida de filtrado el por efecto de la reaccin de

fraguado.

p = (SGS / 300) x (L/D)

p = V / CF

Migracin de Gas

Migracin de Gas


44/71


Migracin de Gas

0

100

200

300

400

500

600

0 20 40 60 80

Time (minutes)

StaticGelStren

gth(lbs/100ft2)

Migracin de Gas


45/71


Migracin de Gas

G Fl P t i l


46/71


Gas Flow PotencialO&G Journal Preventing Annular Flow by David Sutton and Ronald Faul

Los siguientes trminos son utilizados:

Phyd = 0.052 x TVD x

TVD al tope de zona de entrada de gas

OBP = Overbalance Pressure (or presin hidrosttica

menos la presin de gas)

MPR = Maximum Pressure Reduction

MPR = 1.67 x L/D

(L= Largo del Intervalo; D= Dimetro, in)

FPF = Flow Potential Factor

FPF = MPR/OBP


47/71


TD=12,000 ft 7 in csg OH 9.86 inUltimo csg es 7000 ft 9 5/8 in

Mud = 14.5 ppgZona de gas = 11,000 ftGas Pressure = 7,936 psi (13.9 ppg)Cement TD a 7000 ft con 16.4 ppg densidad de lechada.

2.3

736

336,2

336,2

786.9

)7000000,11(67.1

736936,7672,8672,8

)4.16000,45.14000,7(0519.0

FPF

FPF

psiMPR

MPR

psiOBPpsiP

P

hyd

hyd

9 5/8 in 7000 ft

7 in 11,000 ft

OH = 9.86 in

Gas Pressure: 7,936 psi@ 11,000 ft


48/71


GAS FLOW POTENTIAL FACTOR

Flow Condition 1

MenorFlow Condition 2

Moderado

Flow Condition 3

Severo

Fluid Los control max 50Modificar diseo considerando:Reducir el GFP por medio debackpressure o la altura de laColumna de cemento

Fluid Los control max 50Antimigration Additives:Rpido tiempo de transicinSGS 500 lbf/100 ft2 en 20 min

Condicin 8Fluid Los control max 50Antimigration Additives:Rpido tiempo de transicinmax 10 minSGS 500 lbf/100 ft2 < 5 minUtilizar en lo posible cementosexpansivos.Para condicin 9 o mayor, modificar

condiciones de pozo.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


49/71


CEMENTACION ESPUMADA


50/71


CEMENTACION ESPUMADA


51/71


Excelentes propiedades mecnicas

Alta resistencia a la compresin para una relacin de

densidad y Permeabilidad.

Extremadamente baja perdida de filtrado y

Agua libre cero

La relacin de viscosidad y tixotropa permite

detener influjos de gas y/o agua

La energa interna permite la transicin del

estado liquido al slido sin problemas de desbalance

Econmicamente competitiva

Compatible para altas temperaturas, zonas de sal y

presencia de gas


52/71


LECHADAS ULTRALIVIANAS

Alta resistencia a la compresin

Mnima permeabilidadMnimo tiempo de transicinMnima perdida de filtradoNo posee reduccin de volumenEconmicamente competitiva, considerando

posible DVD tool o cementaciones de correccin

Considerar el Transit Time de manera de poder calcular la ImpedanciaA ti fi d lib l h i t d i t d d t


53/71


Acstica a fin de calibrar la herramienta de registro adecuadamente

Density (ppg)

T.T ( sec)x 3.04Z (mRayl) =


54/71


212014 15 16 17 18 199 10 11 12 137 8

ESPUMA DE NITROGENO

MICROESFERAS

PUZOLANAS

CEMENTO MICROFINO

CEMENTO API C

CEMENTO API G O HSALES COMO DENSIFICANTE

CEMENTO DENSIFICADO

DENSIFICANTES DE ALTO S.G

212014 15 16 17 18 199 10 11 12 137 8

ESPUMA DE NITROGENO

GEL PREHIDRATADO O EXTENDIDA CON AGUAGEL PREHIDRATADO O EXTENDIDA CON AGUA

MICROESFERAS

PUZOLANAS

CEMENTO MICROFINO

CEMENTO API C

CEMENTO API G O HSALES COMO DENSIFICANTE

CEMENTO DENSIFICADO

DENSIFICANTES DE ALTO S.G

2500

1000

1500

2000

500

Resistencia a la Comp. [psi]

Gel Prehidratado

ULTRALIVIANAS

Lechadas Ultralivianas

Microesferas

Espumado

Fluidos de Gelicacion Inmediata


55/71

Well Construction Seminar 2004January 20, 1997 9

Tcnica de Aplicacin

LC

Zone

Pump DownDrill Pipe

Pump Down

Annulus

FlexPlug

Spacer

Drilling

Fluid

StartDrilling

Pump downdrill pipe

and

annulus.

Apply

pressure

andsqueeze.

Fluidos de Gelicacion Inmediata

Autoportantes, cohesivos y deformables

Pozos de Alto Angulo de Desviacin y/u Horizontales


56/71


Free Water

Cement

Solids

Pozos de Alto Angulo de Desviacin y/u Horizontales


57/71


Consideraciones para la cementacin


58/71


Erodability Value Remocin

5 Muy difcil de remover

10 moderadamente difcil de remover

20 - 30 moderadamente fcil de remover

30 bastante fcil de remover

Valores mnimos aceptables

18 - 25 Oil Based Muds

15 - 18 Water Based Muds

1- Considerar tcnicas de desplazamiento y remocin, a travs del Erodability Number

2- Considerar el Gas Flow Potencial en el diseo

3- Utilizar el Test de Agua Libre a 45 grados4- Aplicar test de sedimentacin a la lechada5- SGS test debe ser corrido y optimizar 500 lbf/100 ft2 en 15 min (si no hay gas) y no

mas de 10 min en presencia de gas.6- Considerar el uso de cementos expansivos7- El 95 % del volumen de caliper debe ser circulado8- Es recomendable el uso de Well Cleaner

9- Propiedades del LodoProperties PreferredFL - 15cc or Less 5

PV - 20 or Less 15

YP - 10 or Less 5

GS - 1 0 sec / 10 min flat profile*

* 5/6 not 5/25


59/71


Fl id id d d f l t t t


60/71


Fluidos con capacidad de frage al contacto con cemento



61/71


Que pueden hacer estos fluidos por el Pozo?Eliminar Canalizaciones

en la zapata en pozo desviadosEliminar el flujo cruzadoMejorar la integridad de la zaparaReducir al mnimo la necesidad de squeezeMejorar drsticamente la aislacion del

revestidorKOP o Ventanas de reentrada

Que no puede hacer por el pozo?No curara ni solucionar perdidas decirculacin

No aumentara los gradientes de fracturaNo proveer por si solo aislamiento




62/71


Donde y cuando utilizarlo?En Pozos desviadosDonde Se requiera excelente aislamiento en KOP

o zonas de alto impacto mecnico (reentry)En revestidores superficiales, donde el OH es muy

grande y se requiere buena integridad en la zapataEn Liners de produccinCuando la aislacion de una arena es crucialCuando el OH es geomtricamente irregularCuando se enfrente problemas de gas en zonas

desviadas.


Di d l C t C id d P i d d M i


63/71


Hidratacin del cemento=>Reduccin de Volumen

Completacion

=> Reduccin de la presin dentro del casing Pressure Testing=> Incremento de presin dentro del casing

Estimulacin Fractura Hidrulica=> Incremento de Presin

Produccin=> Incremento de presin y temperatura dentro del tubular

Diseo del Cemento Considerando sus Propiedades Mecnicasy la Vida del Pozo

EVENTOS EN EL POZO LUEGO DE LA CEMENTACION

Diseo del Cemento Considerando sus Propiedades Mecnicas


64/71


De-Bonding o falta de adherencia del cemento=>Influjo de gas, agua o ambos

Colapso de Casing

Comunicacin nter-zonalPerdida de reservasTemprana produccin de agua y/o gas no deseadoContaminacin de zonas

Fragmentacin del Cemento

Perdida de aislamientoCross flowProblemas de seguridad y medioambienteIncremento de los costos trabajos adicionales de

reparacin

PROBLEMAS OBSERVADOS COM CONSECUENCIA DE LOS EVENTOS

POSTERIORES A LA CEMENTACION




65/71


HPHT, HP, HT

Deepwater

Shallow GasGas Storage

Geothermal

Steam Injection

w/ Unconsolidated Formation

w/ High Depletion Rate

Tipo de pozos bajo caractersticas de riesgo post-cimentacin




66/71


Strain

Stress

s1, e1s1

e1 e3

s3

s2, e2s2

e2

Brittle

Ductile




67/71


Base de Anlisis Datos de Considerados en el Diseo

Modulo deYoungs Relacin Poisson Parmetros de Resistencia a la compresin Resistencia a la Tensin Cambios efectivos de volumen por efecto de la

hidratacin del cemento

Propiedades de la Roca

Propiedades de la lechada y del cemento fraguado

Detalles Operacionales Completacion Estimulacin Produccin

Propiedades del Casing




68/71


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Cement System - 1 Cement System - 2 Cement System - 3

Cement Type

Rem

aining

CementCapacity(%

)

curing

temp increase(200 C)

pressure increase

(80 MPa)




69/71


Well 1 Well 2Event Cement

System1

CementSystem

2

CementSystem

3

Event CementSystem

1

CementSystem

2

CementSystem

3

CementHydration

CementHydration

WellCompletion(3775 psidecrease)

WellCompletion(6656 psidecrease)

HydraulicFracturing(10,000 psiincrease)

HydraulicFracturing(10,000 psiincrease)

Failed

Failed

Failed

Intact

Intact

Intact

Intact

Intact

Intact

Intact

Intact

IntactFailed

Failed

Failed

Failed

Failed

Intact




70/71


Cracking

Equivalent Plastic Strains Due to 10K Pressure Test, Top of Tieback

(1000 ft, RKB)

X

Y

Z

.434E-4

.8E-4

.117E-3

.153E-3

.19E-3

.226E-3

.263E-3

.299E-3

.336E-3

.372E-3

Shrinkage compensated Tie Back SlurryShrinkage - 0%




71/71

Elastic (lower Youngs Modulus) Cement Shrinkage Compensated

No Plastic Deformation orCracking

X

Y

Z

0000000000

Equivalent Plastic Strains Due to 10K Pressure Test, Top of Tieback

(1000 ft, RKB)


Documents

Buenas Practicas de Cementacion