Cementacion de Pozos Horizontales y Direccionales

7/25/2019 Cementacion de Pozos Horizontales y Direccionales

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CEMENTACION EN POZOS HORIZONTALES Y DIRECCIONALES

Una de las finalidades de cementar pozos horizontales es la de evitar la

inestabilidad mecnica y fisicoqumica del pozo, adems de aislar zonas para que

no haya comunicacin de fluidos.

En pozos horizontales, uno de los problemas que afectan la cementacin en el

depsito de los recortes del lodo de perforacin en la parte baja del pozo. Esto se

puede evitar haciendo un buen diseo del lodo, especficamente en el punto de

cedencia. El depsito de solidos evita el desplazamiento y frustra el propsito de la

cementacin rodear completamente y homo!"neamente la tubera de

revestimiento con una envoltura de cemento y afianzarla a la formacin. #tro

aspecto muy importante es centrar la tubera de revestimiento para mejorar el

desplazamiento del lodo.

$ara lo!rar una buena cementacin es muy importante colocar uniformemente la

lechada de cementacin en el espacio anular, y que en el diseo de la lechada de

cemento no hay a!ua libre y no se asienten partculas.

%entro de los pozos horizontales e&isten las variables de pozos de alcance

e&tendido y pozos multilaterales.

1. IntroduccinEn la industria de in!eniera de cementaciones se ha evolucionado de una

manera verti!inosa. En pocos aos se ha lo!rado obtener !randes avances

tecnol!icos de manera que ha facilitado la cementacin de pozos

petroleros por medio de computadoras que simulan el comportamiento

dentro del mismo.'a cementacin es un proceso que consiste en mezclar cemento seco y

ciertos aditivos con a!ua, para formar una lechada que es bombeada al

pozo a trav"s de la sarta de revestimiento y situarlo en el espacio anular

entre el hoyo y el dimetro e&terno del revestidor.%urante la construccin de un pozo petrolero el proceso de cementacin es

de vital importancia para el mismo, dado que una deficiente operacin de

cementacin traera drsticas consecuencias( tales como incremento de los

costos, ries!o de p"rdida del pozo, ries!os hacia el ambiente, fu!a de


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!ases, !rietas en la cuales haya fu!as de a!ua y a la se!uridad. $or tal

motivo al momento de disear y cementar un pozo petrolero se deben

tomar en cuenta las nuevas t"cnicas, as como las mejores prcticas

operacionales diri!idas al proceso de cementacin.

'a cementacin tiene una !ran importancia en la vida del pozo, ya que los

trabajos de una buena terminacin dependen directamente de una buena

cementacin.). Objetivo

%ar a conocer la cementacin de un pozo horizontal o direccional,

especificando las caractersticas, propiedades, limitaciones y pasos que se

realizan en el proceso.*. Marco terico

3.1. Pozos horizontales y direccionales

3.2. Clasificacin de los pozos horizontales'os pozos horizontales son aquellos en los que en una parte del

pozo esta desviada + con respecto a la vertical. 'a t"cnica de

perforacin horizontal puede ser subdividida en cuatro !rupos,

dependiendo del n!ulo con el que se ha construido el pozo, que

pueden ser de radio lar!o. -edio, corto y ultracorto.

adio 'ar!o En un sistema de radio lar!o se usa la tecnolo!a de

perforacin direccional. /qu los incrementos de n!ulo van desde * a 0

por cada * m y dependiendo del alcance, requieren de incremento para

ser desarrollados en dos o tres secciones.


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E' drene de pozos horizontales de radio lar!o puede ser relativamente

!rande, con una m&ima lon!itud de 1,))m. 'a perforacin de pozos

altamente desviados puede ser o no de 2alcance e&tendido3. Estos son

4eneralmente estos pozos se empiezan a construir de un punto de partida

con una desviacin de 5 a 6!se!uida por una seccin !rande de declive

para terminar en una seccin horizontal dentro del yacimiento. 7on esta

tecnolo!a en la perforacin de pozos horizontales se lo!ran lon!itudes de

drene que e&ceden los 81m, dimetros de 619)3 a +19)3, la seccin vertical

no presenta mayor problema en los primeros 6m, cuando son atravesadas

formaciones problemticas y en profundidades verticales mayores a los

*,50m.

adio -edio $ara la perforacin de un pozo de radio medio se emplea el

equipo convencional de perforacin modificado y se va desviando a u n

ritmo de 0 a )por cada *m, aunque ritmos de incrementos de orden de

6por cada 1ft son tericamente posibles. El lar!o de la seccin

horizontal puede ser de +16m o ms.

adio 7orto El m"todo de perforacin lateral de radio corto tiene un ritmo

de incremento del n!ulo de entre de 1.6 a *por ft. $ermite desviar el

pozo desde la vertical hasta la horizontal en menos de *m. 'as

penetraciones laterales arriba de ):5m son comunes. ;e utiliza un equipo

muy especializado combinndolo con herramientas rotatorias con coples y

juntas especiales para articular la tubera.


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adio Ultracorto El m"todo de radio ultracorto utiliza la accin de inyeccin

a chorro a trav"s de una tobera de alta presin montada al final de la

tubera fle&ible orientada. El ritmo de incremento del n!ulo es de + "pie(

sin embar!o la lon!itud y el dimetro de cada uno de los a!ujeros est

limitada de * a 8m y 6cm de dimetro. ;e pueden perforar mas de 1

a!ujeros de drenes pequeos en el mismo plano de an!los rectos con

respecto a la vertical, que se conocen como 2star jet holes3.3.3. Procedi#iento de ter#inacin

En la actualidad varios a!ujeros horizontales son terminados sin ser

cementados. 'a seccin horizontal !eneralmente se termina con

tubera corta ranurada, o bien perforada, o en al!unos casos, con

cedazos para el control de la arena. En tales pozos, la roca de la

formacin debe ser o suficientemente compacta como para impedir

el colapso, particularmente cuando se apro&ima el a!otamiento. -uy

raramente los pozos horizontales pueden ser terminados en a!ujeros

abiertos, sin al!=n m"todo de revestimiento.'as tuberas de revestimiento intermedias se encuentran, por lo

!eneral en la seccin altamente desviada. por lo !eneral, en la

seccin altamente desviada, por lo que deben tener un buen trabajo

de cementacin. Esto es necesario para evitar la filtracin de fluidosy para proveer un aislamiento entre el revestimiento de la parte

superior y los intervalos productores de la parte inferior.;in embar!o, frecuentemente e&isten ciertos aspectos de produccin

y terminacin de pozos horizontales que determinan en donde se

deber meter una tubera de revestimiento y en al!unos casos en

forma aislada. /l!unas de estas situaciones se mencionan a

continuacin 7uando en un yacimiento se planea un tratamiento de

estimulacin en intervalos m=ltiples.7uando hay problemas para controlar la conificacin de !as y a!ua,

las cuales deben ser prevenidas durante la perforacin del a!ujero.

Esto da como resultado la p"rdida del control direccional pues esto

causara que el a!ujero se perfore sin rumbo, o simplemente,

perforar el casquete de !as antes de entrar en la zona de aceite.


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7uando un intervalo de produccin requiera de una cementacin de

reparacin para impedir la produccin de a!ua indeseada o el

avance del !as.Un ejemplo de un pozo horizontal, cementado y terminado, en el

caso de pozos horizontales, las propiedades ms importantes de la

lechada de cemento son la estabilidad y la p"rdida de filtrado.'a estabilidad de la lechada de cemento es siempre importante pero,

a=n ms, en un pozo desviado. >ay dos propiedades que la

determinan el a!ua libre y la sedimentacin. El a!ua libre es

importante debido a que puede mi!rar a la parte superior del a!ujero

y crear un canal abierto a trav"s del cual los fluidos del pozo pueden

viajar( la sedimentacin puede causar un cemento poroso de baja

resistencia en la parte superior del pozo. $or consi!uiente, deben

llevarse a cabo pruebas de laboratorio para ase!urarse que lo

anterior no ocurrir a medida que el n!ulo aumenta. El a!ua libre

debe mantenerse en cero y puede prevenirse junto con la

sedimentacin por medios qumicos tales como la adicin de a!entes

viscosificantes y9o sales metlicas que forman hidr&idos complejos.

El control de la p"rdida de fluido es particularmente importante en

pozos horizontales, debido a que la lechada de cemento est

e&puesta a secciones permeables ms lar!as que en pozosverticales. 'os ritmos bajos de p"rdida de fluido son necesarios para

preservar las propiedades reol!icas cuidadosamente diseadas de

la lechada de cemento. El ritmo de p"rdida de fluido siempre debe

ser menor a 6 ml9* min. #tras propiedades en la lechada de

cemento es el control de la densidad y las concentraciones


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uniformes de aditivos, las cuales son particularmente importantes

para ase!urar que las propiedades del cemento sean consistentes

en todas las partes del intervalo cementado. 'a 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 !astos de

flujo debern ser verificados en un simulador. Esto es importante

para poder verificar que no se e&cedan las presiones de poro y de

fractura de la formacin.$untos que se deben considerar en la cementacin de pozos

horizontales, basados en investi!aciones y en e&periencia de campo,

las principales claves para el "&ito de una cementacin de un pozo

horizontal puede resumirse como si!ue? $revenir el asentamiento de los slidos del fluido de

perforacin? #ptimar las propiedades de la lechada? -a&imizar la limpieza del espacio anular? 7entrar la tubera de revestimiento? 7ircular el lodo? eciprocar y rotar la tubera de revestimiento? @ombear baches compatibles%isear !astos de desplazamiento para flujo turbulento Asin lle!ar al

lmite de la presin de poro y presin de fracturaB. 'a e&periencia

dentro de la industria confirma que con buenas prcticas de

cementacin y una atencin r!ida a los detalles especiales de

planificacin y ejecucin de los pozos horizontales, se podrn

cementar con ptimos resultados.3.$. Pozos de alcance e%tendido

Este tipo de pozos son producto de las ms recientes innovaciones

tecnol!icas en la industria petrolera. ;on pozos del tipo horizontal

pero con una seccin horizontal mayor, llamados convencionalmente

de alcance e&tendido Ae&tended reachCellsB. Estos pozos tienen un

punto de ori!en y lo!ran desarrollar desviaciones del orden de 5 a

6D, se!uidos por una seccin de n!ulo constante y por =ltimo una


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seccin horizontal dentro del yacimiento. Esta =ltima no

necesariamente deber ser horizontal.7on la presente tecnolo!a se han desarrollado pozos con un

alcance de hasta 1, metros con una profundidad vertical de

hasta *, metros. $ara la cementacin de estos pozos se emplea

el mismo principio de los pozos horizontales, pero con la

caracterstica de que en este caso se tendrn mayores distancias

con respecto a la vertical para ser cementadas.anto el diseo del pro!rama de revestimiento como el de

cementacin debern tener en cuenta los pesos y !rados de las

tuberas para no tener un mayor impacto en los costos del pozo. 'as

tuberas debern ser diseadas, fundamentalmente, para permitir un

mar!en de se!uridad para el colapso, debido al peso de las

formaciones suprayacentes, reventones y el esfuerzo de tensin. $or

estas razones, el cemento colocado alrededor de la tubera de

revestimiento deber desarrollar una alta resistencia a la

compresin.3.&. 'e#ocin del lodo

7omo en la cementacin convencional, el desplazamiento del lodo

es absolutamente esencial para obtener una buena cementacin

primaria. 'os principios para una remocin normal del lodo son

aplicables en a!ujeros horizontales( sin embar!o, hay al!unos

factores adicionales que se deber considerar.3.(. Propiedades del lodo

'a limpieza del a!ujero durante la perforacin ha sido, siempre, una

de las mayores consideraciones la perforacin direccional. Esto se

debe a la tendencia de los recortes que se asientan en la parte baja

del a!ujero y a la dificultad para removerlos.

En pruebas de laboratorio se determin el comportamiento delasentamiento 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 !as o

aceite. El modelo simulaba una tubera de 6F en un a!ujero de 8 GF,

y poda ser colocado en una formacin permeable o no permeable,


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hecha de arenisca o de acero, respectivamente. El modelo fue

operado a tres inclinaciones , 8 y 06D.%os formulaciones de lodo base a!ua y una composicin de

cemento fueron usadas. Ho se emplearon fluidos espaciadores. El

procedimiento de prueba fue diseado para simular un trabajo actual

de cementacin. 'a circulacin del lodo y su acondicionamiento

fueron desarrollados, y se bombe suficiente lechada de cemento a

trav"s del modelo para simular el tiempo de contacto entre la tubera

y la formacin que e&perimenta un trabajo de cementacin. El

cemento fra!u, el aparato fue desensamblado, y se cort en

se!mentos. 'as eficiencias de desplazamiento fueron determinadas

con base en la revisin de todos los se!mentos con canales del lodo.

%el anlisis de los resultados se observ que para un !asto dado, la

capacidad de un lodo para prevenir el asentamiento de slidos est

relacionado a su punto de cedencia y al esfuerzo de 4el.

/dicionalmente, Ieller encontr que la severidad del asentamiento

de slidos fue si!nificativamente mayor a 06D con respecto a 8D.7rooJ investi! sobre la influencia del punto de cedencia, empleando

el mismo modelo del pozo descrito anteriormente. 'as pruebas de

desplazamiento del lodo fueron similares a las desarrolladas por

Ieller, a 8 y 06D de desviacin. 'as propiedades del lodo y de la

lechada de cemento fueron monitoreadas, y la eficiencia del

desplazamiento fue determinada despu"s de desmantelar el modelo,

una vez que el cemento se coloc. 'as conclusiones principales

fueron1. >abr un valor crtico en el umbral, debajo del cual aparecer un

canal continuo de slidos.

). El valor del punto de cedenciarequerdo para prevenir la formacinde un canal aumenta con un incremento en el n!ulo de desviacin.Un punto de cedencia mnimo de ) lbf91 ft para una desviacin de

8D, y )0 lbf91 ft para 06D, se recomend para prevenir el

asentamiento a partir del lodo. 'as pruebas de laboratorio y la

e&periencia en la industria indican tambi"n que el flujo turbulento es


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esencial para la remocin de recortes en un a!ujero horizontal. $ara

inducir flujo turbulento, varios operadores perforan con un lodo de

viscosidad aparente baja, mientras se mantiene un !asto de

circulacin por arriba de 6 !al9min, y una relacin del punto de

cedencia9viscosidad plstica, arriba de 1./parte de mantener el a!ujero limpio, el lodo tambi"n debe evitar

daar el yacimiento, evitar la incompatibilidad con los fluidos del

yacimiento, ase!urar la estabilidad de la perforacin en formaciones

no consolidadas, y reducir el torque y arrastre de la sarta de

perforacin y tubera de revestimiento. $ara satisfacer estas

condiciones, con frecuencia se prefieren los lodos a base de aceite .3.). Circulacin del lodo

'a circulacin del lodo antes de la cementacin es tan importante en

pozos horizontales como en pozos convencionales. 'a circulacin

apropiada con el !asto ms alto permisible de la bomba es necesaria

para romper la fuerza de !el de lodo y facilitar su remocin por el

desplazamiento de fluidos. /s como en pozos convencionales, la

circulacin debera ser al menos de dos veces el volumen del

a!ujero, y debera ser continua hasta que un +6K del lodo circulable

este en movimiento. Un operador 2marca3 el lodo frecuentemente

para determinar cundo est fluyendo el volumen, m&imo de lodo.;e deber mantener flujo turbulento sin rebasar la presin de

fractura, esto puede verificarse mediante el uso de simuladores

como el cemento LAM-$B.El empleo del sistema de perforacin top N drive A%; por sus si!las

en in!l"sB es prcticamente obli!atorio para proporcionar una

adecuada limpieza del a!ujero en pozos altamente desviados y

horizontales.El %; proporciona varias ventajas con respecto a la perforacin

rotaria convencional? 'a capacidad para intercambiar y rotar la tubera de

perforacin durante la circulacin, con el fin de mejorar la limpieza

del a!ujero durante su acondicionamiento antes de sacarla.


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? 'a capacidad al hacer cone&iones, para repasar en cada

parada de tubera con el top drive, al menos una vez en a!ujero

calibrado y tres veces en zonas deslavadas.? 'a capacidad para hacer frecuentes viajes de limpieza a partir

de la zapata de la tubera de revestimiento con circulacin por lo

menos durante las 1 primeras paradas de tubera.3.*. Movi#iento de la tuber+a

El movimiento de las tuberas corridas a la superficie o tubera corta

es importante para ayudar a romper el esfuerzo de !el del lodo, y

para permitir un buen desplazamiento de fluidos. Es recomendable

aplicar tanto el movimiento rotacional como reciprocante. En realidad

se prefiere la combinacin de ambos. ;in embar!o, es recomendable

la rotacin en a!ujeros calibrados ya que n la fuerzas rotacionales

provocaran un barrido completo a rededor del espacio anular. El

movimiento reciprocante es una alternativa aceptable, y deber ser

empleada en a!ujeros deslavados. 'a rotacin debe ser de 1 a )

$, el reciprocante de 1 a ) ft, con uno a dos movimientos cada

uno o dos minutos. El movimiento debe comenzar al momento de

iniciar la circulacin del lodo y terminar hasta que el =ltimo tapn es

desplazado.'a combinacin de ambos movimientos se ha utilizado para pozos

horizontales y puede ser empleado para sartas hasta superficie y

tuberas cortas. ;e ha observado que el movimiento de tubera es

mucho ms fcil con lodo a base de aceite que con lodo de base

a!ua, debido a que la friccin en las paredes es de cerca de la mitad.3.,. Centralizacin

'a centralizacin es esencial para proporcionar un rea uniforme que

ser la ruta abierta de flujo hacia al espacio anular. ;i la tubera no

est centrada, impedir el movimiento del lodo en la parte baja del

a!ujerodebido a las diferencias en el patrn de flujo no hay un

r"!imen de flujo o ritmo de flujo practico que pueda remover el lodo

entrampado.'a e&periencia de campo indica que un 8:K de centradores

necesario para lo!rar la mejor oportunidad de remover el lodo de la


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parte estrecha del anular. Esto fue confirmado por Lilson y ;abins

A1+00B quienes en estudio de laboratorio observaron que a pesar de

un control estricto sobre el lodo, e&ista contaminacin del lodo y una

pobre eficiencia de desplazamiento cuando el centrado /$M de una

tubera menor del 8K, el espaciador y las caractersticas de la

lechada de cemento.

'a dificultad para mantener el flujo turbulento hacia una tubera

e&c"ntrica esta mostrada en la fi!ura. El promedio de nuero de

eynolds critico se incrementa a ).6 veces cuando es centrado se

reduce del 8: al 5K .El centrado de la tubera de revestimiento es complicado cuando el

n!ulo de desviacin es alto, debido al incremento d la car!a sobre

los centradores.$ara mantener el ptimo centrado, una re!la de 2dedo3 es mantener

el espaciamiento entre centradores por debajo de ) ftA8.1mB los

centradores de barra solidos son los recomendados cuando se

cementa en a!ujeros calibrados.'os centradores soldados tipo 2fleje 2pueden ser empleados en

secciones deslavadas. 'os centradores debern incluir un cojinete

que permita el movimiento rotacional y reciprocante en la tubera sin

que se mueva los centradores. El n=mero requerido y el

posicionamiento de los centradores pueden ser determinados con

precisin mediante simuladores de cmputo.

Efecto de cua

7uando hay bajos !astos de flujo Aflujo laminarB, e&iste la posibilidad

de que el cemento ms pesado pueda actuar como cua y como


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canal debajo del lodo. ;in embar!o, este efecto puede compensar

por diferencia de velocidades entre la parte superior e inferior del

espacio anular durante el desplazamiento, debido a la e&centricidad

de la tubera a la aparente e&centricidad por el asentamiento de

solidos del lodo de perforacin. -s aun, no han aparecido

publicados estudios tericos o e&perimentales concernientes a los

efectos de la diferencial de densidades y el aislamiento de la ( por

lo que las recomendaciones en estos aspectos estn basados en

e&periencia e campo3.1. -luidos espaciadores y lavadores

'os fluidos espaciadores y lavadores qumicos debern preceder

siempre a la lechada de cemento.

Mdealmente, todos los fluidos debern desplazarse en flujo turbulento,

incluyendo el lodo. ;in embar!o, si el cemento no puede ser

desplazado en flujo turbulento entonces, al menos, se debe preceder

por el flujo turbulento de un fluido espaciador o lavador. 'a lechada

de cemento puede, entonces, desplazar un fluido ms del!ado, que

tiene una baja resistencia al flujo. $ara determinar las condiciones de

cementacin, la fi!. 1+ indica el !asto para alcanzar el flujo

turbulento del lodo en el espacio anular para diferentes tamaos de

tubera de revestimiento en un a!ujero de 0 G pul!, y su

correspondiente mar!en de se!uridad esta fi!ura muestra

claramente que se necesita alcanzar flujo turbulento en la 6 G

pul!, un mar!en de se!uridad de * psi permanece al final del

desplazamiento , mientras que para una :pul!, la presin de

fractura de la formacin ha sido sobrepasada por ) psi.


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-I/'0 1,3.11. Propiedades de la lechada de ce#ento

Oarias propiedades de la lechada de cemento se consideran

necesarias para una cementacin e&itosa. /l!unas de estas

propiedades son ms crticas en la cementacin de pozos

horizontales que en pozos menos desviados. %os de los ms

importantes propiedades son la estabilidad de la lechada de filtrado.

3.12. stabilidad de la lechada'a estabilidad del cemento es siempre importante, pero aunmas

cuando se trata de pozos desviados. E&isten dos propiedades que

determinan la estabilidad de la lechada el a!ua libre y la

sedimentacin. El a!ua libre es importante debido a que puede


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mi!rar hacia la parte alta del a!ujero y crear un canal abierto a trav"s

del cual los fluidos del pozo pueden fluir.'a sedimentacin puede provocar una baja resistencia, una

porosidad alta del cemento en la parte superior del pozo. 'a perdida

de aislamiento entre zonas puede ocurrir y causar una mi!racin de

fluido y una reduccin en el control eficiente del yacimiento. /unque

la propiedad del a!ua libre y la sedimentacin pueden ocurrir juntos

no estn necesariamente relacionadas. Una propiedad puede

presentarse sin la presencia de la otra( por lo tanto, las pruebas que

se ha!an debern considerar que sean independientes.El a!ua libre debe mantenerse en cero. En el laboratorio, el a!ua

libre y la sedimentacin deben medirse contemplando el m&imo

an!ulo de desviacin. /unque un m"todo de prueba estndar de la

/$M no e&iste actualmente para pozos horizontales, la mayora de las

compaas operadoras y de servicio han desarrollado

procedimientos internos para pruebas de evaluacin del a!ua libre.

El a!ua libre y la sedimentacin pueden ser prevenidos por medios

qumicos, tales como la adicin de a!entes viscosificantes y9o sales

metlicas, las cuales forman hidr&idos complejos.3.13. Perdida del fluido

El control de p"rdida de fluido es particularmente importante en

pozos horizontales, debido a la e&posicin de la lechada a !randes

secciones permeables que son ms crticas que en pozos verticales.

;e requieren bajos ritmos de perdida de fluidos para preservar las

propiedades reol!icas diseadas para la lechada. 'os ritmos de

p"rdida deben ser siempre menores a 6 ml9* min. Un m"todo para

lo!rarlo, sin efectuar adversamente el control del a!ua libre y la

viscosidad, es mediante el uso de un sistema propiamente diseadode cemento late&P modificado.#tras propiedades de la lechadaEl control de la densidad de la lechada y una concentracin uniforme

de los aditivos son particularmente importantes para ase!urar que

las propiedades del cemento sean consistentes a trav"s del intervalo


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que se va a cementar. ;e deber tener un control estricto de la

mezcla de la lechada. ;i se requiere el control de sistema de

cemento de baja densidad, por problemas de perdida de circulacin,

los cementos a base de microesferas podran ser mejores que los

sistemas convencionales de cementos li!eros, sobre todo para

obtener una mayor resistencia a la compresin.3.1$. uipos ue se utilizan en la ce#entacin

En la operacin de cementacin se emplean dos tipos de equipos,

estos son1. Equipos ;uperficiales). Equipos ;ubPsuperficiales1B Equipos superficialesaB 7abezales de cementacinbB uberas de cementacin para bombeo de lechada, uniones

chicJsancB $lanta de almacenamiento de cemento y adictivos a !ranel

Amviles o fijosBdB /lmacenes mviles de cemento y adictivos en sacoeB Equipos de mezcladofB Equipo de bombeo!B Equipos de medicin y re!istroaB 7abezales de cementacin'as 7abezas de 7ementacin o tambi"n llamados 7ontenedores de

apones se utilizan en la mayora de los trabajos de cementacin

para adaptar la tubera de revestimiento a la bomba as como para

liberar los tapones de cementacin al momento adecuado. 'os

tapones de cementacin se utilizan para separar los fluidos del pozo

y la lechada de cemento. 'as cabezas de cementacin estn

diseadas para retener uno o dos tapones que se pueden car!ar

antes de mezclar la lechada de cemento.'as cabezas de inyeccin se instalan en la parte superior de la

caera de revestimiento antes de trabajos de cementacin para

permitir a los operadores aplicar el tapn de cementacin superior

sin abrir la caera de revestimiento. %ebido a que no se requiere

circulacin continua en la mayora de las situaciones de


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cementacin, el bombeo puede detenerse suficientemente como

para insertar el tapn inferior.7abeza de 7ementacin'as cabezas de cementacin tienen ventajas con respecto de otros

m"todos de aplicacin de taponesQ ;e puede car!ar un tapn en un contenedor antes de la mezcla de

la lechada de cemento.Q ;e puede liberar un tapn del contenedor en cualquier momento sin

interrumpir la operacin de bombeo.Q Ho in!resa aire en la caera de tal manera que el movimiento de la

lechada no se detiene.'as cabezas de cementacin estn disponibles en dos tiposP %e cada libreP -=ltiple

bB uberas de cementacin para bombeo de lechada, uniones

chicJsanHo se cuenta con la informacin necesaria sobre este dispositivo de

cementacin.cB $lanta de almacenamiento de cemento y adictivos a !ranel

Amviles o fijosB

El manejo de cementos a !ranel a trav"s de un proceso neumtico

involucra el mezclado de materiales secos movi"ndolos de tanque a

tanque. El material seco mezclado subsecuentemente se mueve al

si!uiente tanque o camin descar!ndolo a un flujo de aire de alta

velocidad. 'as ventajas de este tipo de sistemas son

Q /limentacin uniforme del cemento reci"n aireado AfluidizadoB, sin

enjarres y sin !rumos al sistema de mezclado.Q El mezclado de cemento del movimiento entre tanques a una

presin de aire de * a 5 psi y hacia los tanques de mezcla o

transferencia para una aireacin continua y una mezcla ms

homo!"nea de los materiales.anques de almacenaje.P olvas verticales de forma de cono o

cuadradas que brindan capacidad de almacenaje y descar!a de los

cementos y aditivos com=nmente utilizados en esa ubicacin


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!eo!rfica. 'a mayora de los sistemas a !ranel porttil o marino

usan tanques de almacenamiento presurizados que permiten

colocarlos en cualquier sitio, mientras que los tanques de almacenaje

permanente operan con el principio de alimentacin por !ravedad.

anque scale.Panque presurizado con forma de cono en el que los

materiales de cemento a !ranel son neumticamente colocados en el

vaco y densificados.anque de reserva9mezcla.P 'a maria de las plantas a !ranel estn

equipadas ya sea con un tanque receptor superior de alimentacin

de !ravedad no presurizado o un tanque de mezcla presurizado.

Esos tanques mezclan a=n ms los materiales en seco y tambi"n

retienen temporalmente el cemento y los aditivos antes de

descar!arlos al camin para su transportacin.

anque de desperdicios.P Un tanque de tipo de almacenaje con un

colector de polvo en el que otros tanques de almacenaje neumticos

pueden ventearse. ambien puede almacenar material de

desperdicio del campo hasta que su desecho es posible.

dB /lmacenes mviles de cemento y adictivos en saco

'os componentes principales de la unidad son los productos

!enuinos importados, que realzan !randemente su funcionamiento.

'a operacin de la unidad se observa a trav"s del sistema del

electrico, del sistema hidrulico, del sistema pheumantic y del

sistema de transmisin mecnico. odos los sistemas son

controlados a trav"s del panel de control, que facilita al usuario para

funcionar y realiza la automatizacin de alto nivel.

eB Equipos de mezclado'a -ezcladora ecirculante de 7emento A7-B es un sistema de

mezclado de tipo avanzado con diferentes ventajas con respecto de

otros sistemas convencionales.

Entre estas ventajas podemos citar


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Q 'a mezcladora podr confi!urarse para un control ms preciso

sobre la densidad de la lechada, lo que permite variaciones se!=n

como lo requieran los requisitos de un trabajo especfico.Q -ayor ener!a de mezcla.

Q -ayor control sobre las propiedades de las lechadas.


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produccin se podran requerir hasta tres unidades. ambi"n se

podrn requerir varias revolvedoras en trabajos en donde se

requieran ms de 1 sacos o donde se esperan altas presiones.'as lechadas de campo usualmente se mezclan y bombean en la

caera de revestimiento al ran!o ms alto posible. Esto varia de )

a 6 sacos9minuto, dependiendo de la capacidad de cada unidad

mezcladora. 7omo resultado, el primer saco de cemento de un

trabajo de cementacin primaria lleva al fondo en un periodo

relativamente corto.4B Equipos de medicin y re!istro

E&isten dos de medidores de densidad-edidores de densidad radioactivos

El densmetro radioactivo es un sistema totalmente el"ctrico

diseado para lar!ueros, remolques y utilizacin porttil. El sistema

cosiste de un desple!ado y un sensor de densidad. Est diseado

para operar con batera.Un densmetro radioactivo difiere de un densmetro neumtico enP El calibrado utilizado aire en vez de a!ua.P ;ensa la ma!nitud de los rayos fuente radioactivos conforme pasan

a travez de la lechada de cemento y convierte el valor a densidad de

la lechada.

@scula de lodo balanceada a presin

Esta bscula es un instrumento para medir la densidad absoluta de

una muestra de fluidos. 'a unidad es similar en su operacin a las

bsculas de lodo convencionales. 'a diferencia radica en que la

muestra de la lechada puede colocarse en una tasa de muestra de

volumen fijo bajo presin.Uno de los principales problemas es que tiene con los medidores de

densidad de fluidos, lechadas de cemento y de lodos es que a

menudo cuentan con una cantidad considerable de aire atrapada.

;in embar!o la presurizacin de la tasa de muestra puede reducir el

volumen de aire atrapado a una cantidad insi!nificante.)B Equipos subPsuperficiales


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%urante las etapas tempranas del proceso de perforacin, el pozo

est equipado con una tubera de revestimiento de acero brinda un

dimetro adecuado para las herramientas necesarias para perforar y

terminar el pozo. 'os tipos de equipo de fondo de pozo que se

analizan en esta seccin contribuyen para un trabajo de

cementacin( tambi"n ayudan a ase!urar una capa de cemento

uniforme por detrs de la caera de revestimiento.Equipos utilizados dentro del pozo

aB Equipos para cementaciones primariasbB Rapatos !uascB 7ollares flotadoresdB 7entralizadoreseB aspadores o limpiadores de paredfB 7anatas de cemento!B apones de desplazamiento de cemento

aB Equipos para cementaciones primarias

El equipo de !ua ayuda a !uiar la caera de revestimiento despu"s

de pasar por salientes y patas de perro al fondo del pozo. El equipo

de flotacin permite correr la caera de revestimiento en el pozo

parcialmente vacio, situacin que elimina un poco de la tensin de la

estructura del equipo y los malacates. ambi"n, las vlvulas de

contrapresin del equipo de flotacin permite liberar la presin de la

caera de revestimiento, despu"s de un trabajo de cementacin,

para reducir los problemas de micro espacios anulares.

;e puede crear un micro espacio anular cuando se permite que una

caera de revestimiento con esfuerzo Adebido a la presin internaB

se relaje despu"s de que el cemento haya endurecido y unido.

7onforme la caera de revestimiento se contrae, la leve reduccin

del dimetro e&terno de la caera de cmo resultado un espacio

muy an!osto entre el cemento y la caera que podra permitir el

desplazamiento de fluido y poner el ries!o el aislamiento de las

zonas.


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bB Rapatos !uas

'a zapata !ua tienen los si!uientes objetivos

Q $rote!er a la sarta de caera de revestimiento en contra de los

impactos relacionados con el asentado de la misma en el fondo del

pozo.

Q /yuda a pasar a la caera de revestimiento a pasar por tramos

an!ostos y desviados.'a zapata !ua estndar cuanta con un a!ujero de dimetro interno

!rande en su centro, lo que permite m&imos ran!os de bombeo de

cemento asi como el paso de tubos los cuales se introducen en la

sarta de caera de revestimiento.

cB 7ollares flotadores

El collar flotador diferencial de presin incluye una vlvula flotadora.

Esta vlvula permite que la tubera de revestimiento se llene

mientras se corre el pozo y permite la circulacin del fluido en

cualquier momento sin desactivar la unidad de llenado. 'os collares

flotadores pueden correrse en la misma sata de perforacin y

permiten que entre el fluido en la parte interior de la caera de

revestimiento y en el e&terior de la misma.

%espu"s que se ha corrido toda la caera de revestimiento, se deja

caer una bola de plstico densificada en la caera desde la

superficie y se bombea por la herramienta. Este procedimiento

desactiva la opcin de llenado diferencial. %espu"s de que la bola

pasa por el collar esta se cierra contra su asiento evitando que el

cemento rein!rese al dimetro interno de la caera de revestimiento.

odo esquipo que se corre con estas herramientas debe contar con

un dimetro interno lo suficientemente !rande como para permitir el

paso de una bola desnsificada que libera la vlvula de contrapresin.

'os tamaos de herramientas de 5G a 8S in, requieren de una bola


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de 1T in. de dimetro, mientras que las herramientas de : in y mas

!randes requieren de una bola de ) T in de dimetro.El collar flotador no debe utilizarse en pozos desviados ms de *

de la vertical, y debern perforarse con trepanos $%7.

dB 7entralizadores

'os centralizadores son dispositivos que ayudan a centrar la caera

de revestimiento en el pozo durante las operaciones de cementacin,

permitiendo que el cemento se distribuya homo!"neamente en torno

de la caera de revestimiento. El !rado al que la caera de centra

depende del desempeo del centrador y del espaciamiento de los

centradores instalados en el dimetro e&terno de dicha caera. 'os

centralizadores arqueados tanto soldados como no soldados,

brindan las si!uientes ventajas

Q /yudan a centrar la caera de revestimiento en el pozo,

permitiendo un distribucin homo!"nea del cemento.Q /yudan a reducir el arrastre de la caera en el pozo durante las

operaciones de baja de la misma.Q /yudan a evitar el pe!ado o atascamiento por presin diferencial de

la caera de revestimiento.Q Mncrementan la turbulencia del fluido en la herramienta.

eB aspadores o limpiadores de pared

%ebido a que el fluido de perforacin y el cemento no deben

mezclarse, la buena unin del cemento entre la caera de

revestimiento N cemento y entre el cemento N la formacin depende

de la remocin del enjarre de las formaciones.

'os raspadores o limpiadores de pared Aen al!unas ocasionesdenominados tambi"n como a!itadores de lodoB se instalan en el

e&terior de la caera para remover mecnicamente el enjarre o

revoque del lodo de la pared del pozo con puntas de acero de

resorte o cable.


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'os limpiadores o raspadores mecnicos de la caera de

revestimiento a!itan el lodo y facilitan su desplazamiento. El

movimiento de los raspadores rompo el esfuerzo !el del lodo en el

espacio anular y ayuda a adel!azar el fluido de manera que pueda

desplazarse y sacarlo del pozo. 'a remocin del lodo tambi"n es

asistida mediante el bombeo de la lechada de cemento a un ran!o lo

suficientemente alto como para crear un flujo turbulento.

E&isten dos tipos comunes de rapadores estos son

P aspadores de rotacinP aspadores de reciprocacin

El raspador de tipo rotacin limpia la formacin cuando se rota la

caera de revestimiento a apro&imadamente 16 a ) $-. ;e

requiere tener una lar!a y continua lon!itud de raspadores en todas

las zonas que se vayan a limpiar.

El raspador tipo reciprocacin cuanta ya sea con puntas de acero

lar!as o con un cable. Estos dispositivos raspan o limpian la

formacin conforme la caera est siendo levantada de 1 a 16 ft

del fondo del pozo. ;e debe tener precaucin N debido a que

al!unos raspadores de tipo reciprocacin pueden instalarse al rev"s

y por lo tanto se tornaran in=tiles cuando lle!an a la formacin de

e&plotacin.fB canastas de cementoambi"n se instalan canastas de cemento en el e&terior de la caera

de revestimiento. /yudan a soportar parte de la presin hidrosttica

que produce la lechada de cemento hasta que fra!ua y prote!e a la

formacin de e&plotacin en contra de contaminacin del cemento.

Una canasta de cemento cuenta con una lona o camisa metlica que

est soportada mediante peldaos de acero.

Esta camisa filtra los slidos de cemento, que pueden formar un

puente entre la caera y el pozo. 'a cantidad m&ima de presin


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que cualquier canasta de cemento debe poder soportar es de

apro&imadamente 6 psi. Una canasta de cemento debe tener una

capacidad de viajar a todo lo lar!o del tramo de la caera.

'as canastas de cemento se utilizan

P $or arriba de zonas d"biles que puedan romperse bajo la presin

hidrosttica de la lechada del cemento.P $ara la cementacin de caera a trav"s de un tramo del zapato

para brindar un soporte adicional a la columna de cemento.!B tapones de desplazamiento de cemento

'os tapones que se utilizan en la cementacin primaria minimizan la

contaminacin del cemento en la caera de revestimiento limpiando

la caera.

E&isten dos tipos de taponesP apones inferioresP apones superiores

apones inferiores'a funcin del tapn inferior es in!resar en la cabeza de

cementacin delante de la lechada de cemento. 'impia el lodo y los

slidos de la pared de la caera y evita que los slidos vayan

adelante del tapn. 'os tapones inferiores casi siempre se utilizan en

la cementacin primaria, con e&cepcin que cuando se corren

materiales de p"rdida de circulacin con el cemento.

7uando el tapn lle!a al cople o collar flotador, la presin diferencial

entre el interior de la caera de revestimiento y el espacio anular

rompe el diafra!ma en la parte superior del tapn y se permite que la

lechada fluya y sal!a del zapato y suba al espacio anular.El cuerpo del tapn es lo suficientemente fuerte como para soportar

las fuerzas de impacto y la presin diferencial a la ruptura.

apones superioresUn tapn superior se bombea hacia abajo mediante el fluido de

desplazamiento despu"s de que se ha bombeado la lechada. Evita


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que el fluido de desplazamiento ha!a canalizaciones a trav"s de la

lechada de cemento ms viscosa. 'os tapones superiores no tienen

diafra!ma y el fluido no puede bombearse por ellos. 7uando lle!a a

la parte superior del tapn inferior la presin se acumular e indicara

que el trabajo se ha concluido.

/unque los tapones superiores e inferiores llevan a cabo funciones

relativamente i!uales Aseparacin de dos fluidosB, son bastante

diferentes estructuralmente.

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Cementacion de Pozos Horizontales y Direccionales