Cementacion de Pozos.pptx

7/28/2019 Cementacion de Pozos.pptx

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DISEÑO DE LECHADAS DE CEMENTO YOPERACIONES DE CEMENTACIÓN DE POZOS

JOSE MANUEL MORALES PLASCENCIAING. PETROLERO VI SEMESTRE



INTRODUCCIÓN

La presente investigación se refiere al tema de el diseño de

lechadas de cemento y operaciones de cementación de pozosque se puede definir como los aspectos físicos y operacionesnecesarias para el diseño de cementación de un pozo

petrolero.

Por lo tanto este trabajo esta diseñado para cumplir estosobjetivos proporcionando los conceptos básicos y conocer todo lo concerniente a lo que es la cementación, susobjetivos, su diseño, planificación, lechadas de cemento,equipos de cementación, entre otras cosas, que nos permita alos vencedores emprender los conocimientos básicos ynecesarios para diseñar y ejecutar los programas decementación durante la construcción y/o reparaciones de

pozos.



ÍNDICE

• Preparación de lechadas de cemento• Propiedades físicas del cemento• Manufactura y clasificación de cemento• Aditivos utilizados en el cemento• Pruebas de laboratorio y preparación de lechadas• Preparación de lechadas de diferentes densidades• Medición de propiedades físicas de las lechadas• Contaminación de lechadas de cemento• Operaciones de cementación de pozos



• Funciones de las cementaciones de tuberías

• Cementación primaria• Cementación por etapas

• Cementación de linner

• Cementaciones especiales

• Centralización de tuberías

• Control de pozos

• Fenómenos físicos que intervienen en un brote

•

Pozos descontrolados y sus causas• Métodos de control de pozos



• Método del perforador

• Método del ingeniero• Método dinámico de control

• Conclusión



PREPARACION DE LECHADAS DE

CEMENTO

Una lechada de cemento es simplemente una mezcla decemento seco y agua. En la industria petrolera es utilizada

para el proceso de cementación de pozos, con el objetivo decrear rellenar el espacio entre los revestidores y el hoyo,

formando una barrera sólida.

En las cementaciones primarias las lechadas de cementodeben poseer una viscosidad o consistencia que ofrezcan undesplazamiento eficiente del lodo, y permitan una buena

adherencia del cemento con la formación y el revestimiento.Para lograr esto, las lechadas son mezcladas con unacantidad específica de agua que impida una separación deagua libre.



El tamaño de la partícula, el área superficial, y los aditivos,todo influye en la cantidad de agua requerida en elmezclado para lograr una viscosidad particular de lechada.



PROPIEDADES FÍSICAS DEL CEMENTO

Cemento

Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que,mezclado con agregados pétreos (grava, arena, etc.) y agua,crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y

se endurece al reaccionar con el agua, adquiriendoconsistencia pétrea, formando el llamado hormigón oconcreto. Su uso está muy generalizado en construcción eingeniería civil, su principal función la de aglutinante. El

primer tipo de cemento usado en un pozo petrolero fue elllamado cemento Portland, el cual fue desarrollado por Joseph Aspdin en 1824, esencialmente era un material

producto de una mezcla quemada de calizas y arcillas.



El cemento Portland es un material cementante disponibleuniversalmente. Las condiciones alas cuales es expuesto enun pozo difieren significativamente de aquellas encontradasen operaciones convencionales de construcciones civiles.



MANUFACTURA Y CLASIFICACIÓN DE

CEMENTO

Existen diversos tipos de cemento, diferentes por sucomposición, por sus propiedades de resistencia ydurabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos, pero se

pueden establecer dos tipos básicos de cementos:

De origen arcilloso:

• Obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción1 a 4 aproximadamente.

De origen puzolánico:

• La puzolana del cemento puede ser de origen orgánico ovolcánico.



ADITIVOS UTILIZADOS EN EL CEMENTO

Los aditivos tienen como función adaptar los diferentescementos petroleros a las condiciones específicas detrabajo. Pueden ser sólidos y/o líquidos (solución acuosa).Pueden ser requeridos para:

* Variar la densidad de la lechada

*Cambiar la fuerza de compresión

*Acelerar o retardar el tiempo de asentamiento

*Controlar la filtración y la pérdida de fluido



Las cantidades de aditivos secos normalmente sonexpresados en términos de porcentaje por peso de cemento(% BWOC). Los aditivos líquidos normalmente sonexpresados en términos de volumen por peso de cemento(gal/sx).Entre ellos tenemos:

Aceleradores:Se usan en pozos donde la profundidad y la temperatura son

bajas. Para obtener tiempos de espesamiento cortos y buenaresistencia a la compresión en corto tiempo. Pueden usarse:cloruro de calcio (CaCl2, el más usado, en unaconcentración de 1,5 - 2,0%),silicato de sodio (Na2SiO3),cloruro de sodio (NaCl, al 2.0 - 2.5%), ácido oxálico(H2C2O4), agua de mar, etc.



Retardadores:

Utilizados en secciones profundas donde las altas temperaturas promueven un asentamiento más rápido. Hacen que el tiempo defraguado y el desarrollo de resistencia la compresión del cemento seamás lento. Los más usados son: lignitos, lignosulfonato de calcio (0,1 -1,5%), ácidos hidroxi-carboxílicos, azúcares, derivados celulósicos, etc.

Extendedores:

Se añaden para reducir la densidad del cemento o para reducirlacantidad de cemento por unidad de volumen del material fraguado, conel fin de reducir la presión hidrostática (con el fin de evitar una fractura)y aumentar el rendimiento (pie3/saco) de las lechadas. También reducen

la fuerza de compresión e incrementan el tiempo de fraguado. Entre losmás usados se tienen: bentonita pre-hidratada (2 - 20%),silicato de sodio(Na2SiO3), diatomeas (10 - 40%), mezclas 50:50 Pozo lancon cementoPortland, etc.



Controladores de Filtrado:

Aditivos que controlan la pérdida de la fase acuosa delsistema cementante frente a una formación permeable.Previenen la deshidratación prematura de la lechada. Losmás usados son:

celulosa (CMHEC, 0,3 – 1%), polímeros orgánicos,reductores de fricción, etc.



PRUEBAS DE LABORATORIO Y

PREPARACION DE LECHADAS

Prueba de cemento

Las recetas de cemento deben ser probadas en concordanciacon las 10 especificaciones API. Una muestra mezcladafresca, que incluya cemento, aguade mezcla y químicos delequipo de perforación, será entonces probada en ellaboratorio antes de que el trabajo si se realice para asegurar que no existan problemas de contaminación. Puesto que eltrabajo de prueba requiere un mínimo de 24 horas para

completarse, es importante que las muestras frescas seandespachadas al laboratorio desde el equipo de perforación,lo antes posible.



Tiempo de fraguado

Esto es medido utilizando un probador de fraguado de alta presión alta temperatura (consistómetro). Comprende uncontenedor cilíndrico rotativo de lechada con un remoestacionario siendo todo el lote encerrado en una cámara de

presión. Es capaz de simular condiciones de pozo con

BHST´s de hasta 500°F y un exceso de 25,000 psi. Elcontenedor de la lechada rota a una velocidad estándar hastaque se incremente la temperatura y la presión, a unavelocidad determinada. El torque creado en el mango delremo, y debido al cemento que se asienta, es medido en un

grabador de banda. El limite de bombeo o tiempo defraguado es alcanzado cuando la consistencia de la lechadaalcanza 70 – 100 Bc’s.



Densidad de la lechada

Esto es típicamente medido utilizando un balance

presurizado. Una muestra de cemento es decantada dentrode la cámara de muestreo y un atapa es atornillada a lamisma. Más adelante se puede inyectar mas lechada a travésde la válvula sin retorno que se encuentra en la tapa, conuna bomba de mano. Esto somete a la lechada a suficiente

presión para eliminar las burbujas de aire atrapadas.

Pérdida de agua o filtrado

La prueba de perdida de fluido mide el generado en un

lapso de 30minutos a través de un filtro de prensa revestidocon una malla medida de325. La prueba puede ser conducida a 100 o 1000 psi y a temperaturas de hasta 400 Fy con ya sea mezcla de lechada fresca o una que hayaestado en el probador de fraguado por un rato.



Permeabilidad

Puede ser medida utilizando un equipo de permeabilidad, pero por lo general no es parámetro principal en el diseñode la lechada de cementación.



PREPARACION DE LECHADAS DE

DIFERENTES DENSIDADES

Clasificación de los cementos según su grado API

Los cementos tienen ciertas características físicas yquímicas y en base al uso que se les puede dar en cuanto a

rango de profundidad, presiones y temperatura sa soportar,etc. La API define 9 diferentes clases de cemento (de A aH)dependiendo de la proporción de los cuatro componentesquímicos fundamentales(C3, C2S, C3A, C4AF; siendoC=calcio, S=silicato, A=aluminato, y F=floruro).

* Clase AUsado generalmente para pozos desde superficie hasta6000’,cuando no se requieren propiedades especiales. Larelación agua/cemento recomendada es 5.2 gal/sxs.



* Clase BUsado generalmente para pozos desde superficie hasta

6000’,cuando hay condiciones moderadas a altas resistenciaal sulfato. La relación agua/cemento recomendada es 5.2gal/sxs.* Clase CUsado generalmente para pozos desde superficie hasta6000’,cuando se requieren condiciones de alto esfuerzo. Larelación agua/cemento recomendada es 6.3 gal/sxs.* Clase DUsado generalmente para pozos desde 6000’ hasta 10000’,

para condiciones moderadas de presión y temperatura. Estádisponible para esfuerzos moderados a altos. La relaciónagua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs



* Clase EUsado generalmente para pozos desde 10000’ hasta 14000’,

para condiciones altas de presión y temperatura. La relación

agua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.* Clase FUsado generalmente para pozos desde 10000’ hasta 16000’,

para condiciones extremas de presión y temperatura. Estádisponible para esfuerzos moderados a altos. La relaciónagua/cemento recomendada es 4.3 gal/sxs.* Clase G y HUsado generalmente para pozos desde superficie hasta8000’ o puedan ser usados con aceleradores o retardadores

para cubrir una amplia variedad de rangos de presión ytemperatura. La relación agua/cemento recomendada es 5,0gal/sxs. El cemento más comúnmente usado es el G.



MEDICION DE LAS PROPIEDADES

FISICAS DE LAS LECHADAS

Para determinar el tiempo durante el cual se bombeará lalechada, es necesario conocer las condiciones del pozo, asícomo la potencia hidráulica requerida, caudal de

desplazamiento, volumen de lechada y relación entre eldiámetro del pozo y el revestimiento. Los datos deresistencia del cemento están basados en las temperaturas y

presiones a que esta expuesta la lechada en el fondo del pozo, e indican el tiempo requerido para que el cemento

resulte suficientemente fuerte para soportar elrevestimiento.Más detalladamente, algunos de esos parámetros necesarios

para el diseño son:



Tiempo de cementación

es el tiempo mínimo requerido para el endurecimiento de la

lechada por la deshidratación del cemento; este tiempo es1.5 veces mayor que el tiempo de duración de lasoperaciones de cementación; es decir si las operacionesduran 5 horas, el tiempo de fraguado del cemento será 7.5

horas.

Tiempo de espesamiento

Es el tiempo que se le da a una lechada para que

permanezca lo suficientemente fluida para poder bombearseen el hoyo bajo determinadas condiciones de temperatura y presión.



Tiempo mezclando y bombeado

es el tiempo mínimo para mezclar y bombear la lechada decemento dentro del pozo hasta el espacio anular. Las

consideraciones técnicas. Dependen del tiempo de bombeabilidaddepende del tipo de trabajo, condiciones de pozo y el volumen decemento que se desea bombear.Tiempo soltando los tapones

es el tiempo requerido para soltar los tapones antes y después dela lechada de cemento para iniciar el desplazamiento. El tiempoque dura colocando cada tapón es de aproximadamente 10minutos.Tiempo de desplazamiento

Es el tiempo requerido para que la columna de cemento sedesplace dentro del revestimiento hasta llegar al fondo del hoyo.Este factor esta en función de la profundidad de la sección acementar, el caudal de bombeo y las propiedades del revestidor.



CONTAMINACION DE LECHADAS DE

CEMENTO

Así como añadimos compuestos deliberadamente a las lechadas decemento en la superficie, para mejorar las propiedades de la misma, lalechada de cemento al entrar en contacto con el lodo de perforación

puede ser contaminada, cuando se bombea hacia el fondo del pozo. Los

productos químicos del lodo pueden reaccionar con el cemento para dar efectos secundarios no deseados. Algunos de estos se muestran acontinuación siguientes:



La mezcla del lodo con el cemento puede causar un agudo incremento

en la viscosidad. El mayor efecto de un fluido altamente viscoso en elespacio anular es que se forman canales que no son fácilmentedesplazados. Estos canales evitan una buena cementación sobre las

paredes del pozo y sobre las paredes de la cañería. Para prevenir lacontaminación del cemento por lodo un fluido espaciador se bombea

entre el lodo y la lechada de cemento.



OPERACIONES DE CEMENTACION DE

POZOSObjetivos de la cementación

Entre los propósitos principales de la cementación se pueden mencionarlossiguientes:

-Proteger y asegurar la tubería de revestimiento en el hoyo.

-Aislar zonas de diferentes fluidos.

-Aislar zonas de agua superficial y evitar la contaminación de las mismas por elfluido de perforación o por los fluidos del pozo.

-Evitar o resolver problemas de pérdida de circulación y pega de tuberías.

-Reparar pozos por problemas de canalización de fluidos.

-Reparar fugas en el revestidor.

-Proteger el hoyo de un colapso.



Planificación de una Cementación

La planificación para un trabajo de cemento consiste en evaluar cierta cantidad de características, incluyendo:

-Evaluación de condiciones de hoyo abierto (limpieza de hoyo,tamaño, desgastes en el hoyo, temperatura).

-Propiedades del lodo

-Diseño de Lechada

-Posicionamiento de la lechada

-Equipo adicional (equipo de flotación, centralizadores, ECP's)



Diseño de una Cementación

El programa de cementación debe diseñarse para obtener una buenacementación primaria. El trabajo debe aislar y prevenir la comunicación

entre las formaciones cementadas y entre el hoyo abierto y lasformaciones someras detrás del revestidor.Debe considerarse el no fracturar alrededor de la zapata del conductor ode la sarta de superficie durante las subsiguientes operaciones de

perforación o cuando se corren las otras sartas de revestimientos. Al planificar una cementación, independientemente del tipo de revestidor

debe considerarse información sobre:

-Referencia de pozos vecinos.

-Geometría del hoyo (diámetro/forma).

-Tipo de fluido de perforación existente en el sistema.

-Problemas presentados durante la perforación.



-Tipo de cemento, lechada y aditivos a utilizar por la compañía.

-Efectuar pruebas API para cada una de las lechadas de cemento.

-Equipos y herramientas a utilizar por la compañía decementación.

-Centralización del revestidor.

-Condiciones óptimas de una cementación.

-Tener la densidad apropiada.

-Ser fácilmente mezclable en superficie.

-Tener propiedades reológicas óptimas para remover el lodo.



-Mantener sus propiedades físicas y químicas mientras se estácolocando.

-Debe ser impermeable al gas en el anular, si estuviese presente.

-Desarrollar esfuerzo lo más rápido posible una vez que ha sido bombeado.

-Desarrollar una buena adherencia entre revestidor y formación.

-Tener una permeabilidad lo más baja posible.

-Mantener todas sus propiedades bajo condiciones severasdepresión y temperatura.



Problemas comunes de una cementación

Problemas comunes que afectan todos los trabajos de cemento incluyen:

-Condición pobre del hoyo: patas de perro, estabilidad del hoyo desnudo,desgastes, llenado del hoyo, cama de recortes, etc.

-Condición pobre del lodo: altas resistencias de gel, alta pérdida de circulacióno filtración, revoque grueso, alto contenido de sólidos, pérdida de material decirculación, incompatibilidad de lodo/cemento.

-Centralización pobre: el cemento no se coloca uniformemente alrededor de latubería de revestimiento, dejando lodo en el sitio.

-Pérdida de circulación.

-Presión anormal.

-Presión subnormal.

-Presión Alta.



FUNCIONES DE LAS CEMENTACIONES DE

TUBERÍAS

Las funciones de la cementación son las siguientes:

-Sirve para afianzar la sarta y para protegerla contra el deterioro durante

subsiguientes trabajos de reacondicionamiento que se hagan en el pozo.

-Protege la sarta y las formaciones cubiertas: gasíferas, petroleras y/o acuíferas.

-Efectúa el aislamiento de las formaciones productivas y el confinamiento deestratos acuíferos.

-Evita la migración de fluidos entre las formaciones. También protege lasformaciones contra derrumbes.



-Refuerza la sarta revestidora contra el aplastamiento que pueden imponerle presiones externas.

-Refuerza la resistencia de la sarta a presiones de estallido.

-Protege la sarta contra la corrosión.

-Protege la sarta durante los trabajos de cañoneo.



CEMENTACION PRIMARIA

Se realiza al cementar los revestidores del pozo (conductor, superficial,

intermedio, producción, etc.) durante la perforación. Entre los objetivos principales de esta cementación se pueden mencionar los siguientes:

-Adherir y fijar la sarta de revestimiento.

-Restringir el movimiento de fluidos entre las formaciones productorasy el confinamiento de los estratos acuíferos.

-Proteger la sarta contra la corrosión.

-Reforzar la sarta contra el aplastamiento debido a fuerzas externas yreforzarla resistencia de la sarta a presiones de estallido.

-Proteger la sarta durante los trabajos de cañoneo (completación).



CEMENTACION POR ETAPAS

Utilizada en aplicaciones en donde largas secciones de tubería derevestimiento requieren cementación, pero existe preocupación

por:

-Largos tiempos de bombeo

-Altas presiones de bombeo

-Presión hidrostática excesiva debido a la columna de cemento – excede la inclinación de fractura.

Primera etapa

Repetición de la cementación primaria



Segunda etapa

Esta necesita la inclusión de un collar DV, en la tubería derevestimiento, a una profundidad predeterminada.

La primera etapa coloca al cemento en el espacio anular desde fondo arriba hasta el collar DV. Los puertos del collar

DV pueden entonces ser abiertos lanzando un dardoespecial (bomba) y trasquilando los pines retenidos (1000-1500 psi).

La circulación es entonces establecida a través del collar

DV. El procedimiento de cementación primaria puedeentonces ser repetido, pero sin la reciprocidad de tubería.Más etapas podrían ser incluidas, de ser necesario.



CEMENTACION DE LINNER

Una sarta de liner usualmente incluye una Zapata y uncollar flotador, junto con una tubería de revestimiento maslarga y un colgador de “liner ” (colocado hidráulica omecánicamente) para asegurar la parte superior.

Todo el ensamble es corrido con tubería de perforación yluego se coloca el colgador a unos 300-500 pies dentro de latubería de revestimiento anterior.

Una vez asentado, el lodo es circulado para asegurar una víade cemento libre de obstrucciones, alrededor del “liner ”.Antes de la cementación la herramienta corrida es retraídadel colgador del liner para garantizar la remoción posterior de la tubería de perforación.



Las recetas de cementación con “liner ” usualmente contienen aditivosextras para control de perdida de fluido, retardo, posible bloqueo de gas,etc. Debido a que las proporciones de mezcla son criticas y no existelechada de relleno, es usualmente mezclado en cargas antes de llevar acabo el trabajo. Esto garantiza la calidad y densidad del trabajo. Unatípica operación de cementación con “liner ”, procedería como sigue:

-Posicionar el “liner ” a la profundidad requerida

-Circular fondo arriba – asegurar una reología baja (YP y gels mínimo);rotar el “liner ”

-Colocar el colgador del “liner ”

-Soltar una herramienta activadora y quitarle peso a la sarta (10-20Klbs)

-Bombear espaciador



-Probar con presión las líneas de superficie

-Bombear la lechada premezclada

-Soltar el tapón

-Bombear espaciador

-Desplazar cemento fuera del “liner ” y hacia el espacio anular – rotar el “liner ” de ser posible

-Bombear el tapón hacia abajo, suelta el tapón de limpieza del “liner ”.

-Ambos tapones son bombeados hasta el nivel del “liner ” hasta que quedenajustados en el collar de aterrizaje.

-Golpear los tapones con 1000 psi

-Desfogar la presión y revisar si existe flujo de retorno

-Levantar, posicionar la tubería final en el tope del “liner y circular exceso decemento hacia fuera desde arriba del “liner.



CEMENTACIONES ESPECIALES

Se define cementacion especial como aquella operación decementacion de un pozo que no es primaria.Se usa para reparar ya sea las fisuras en las cañerías odefectos en la cementacion primaria y también paradistintos tipos de tapones.

Tapones de cemento:

Consiste en la colocación de un volumen de cemento

relativamente pequeño en una zona determinada del agujerodescubierto o de la tubería de revestimiento.Su función es sellar el flujo de fluidos o prever una

plataforma para la desviación del pozo.



CENTRALIZACIÓN DE TUBERIASCentralizadores

Estos son ya sea de tipo de fleje con bisagra o sólidos detipo espiral o "rígidos" y ambas sirven para centralizar latubería de revestimiento en el hueco.

Ventajas de una tubería centralizada:

-Mejora la eficiencia de desplazamiento (excentricidadmínima)

- Reduce el riesgo diferencial de atrapamiento- Previene problemas clave de asentamiento- Reduce el arrastre en pozos direccionales



Influencia de empate o remoción de lodo

9.5/8" Tubería de revestimiento en un agujero de12¼"



Efectos del Empate o Desplazamiento de Lodo

Los centralizadores están amordazados a la tubería de revestimiento utilizando un mecanismo de

bisagra o de clavado, mientras que un collar de parado sirve para colocarlos en posición. El espaciadoy cantidad de centralizadores depende del ángulo del agujero, peso de la tubería de revestimiento y peso del lodo. Los suplidores pueden proveer un programa óptimo para el uso delos espaciadores,utilizando el criterio recomendado por API. Típicamente los centralizadores se concentrarían en lassecciones críticas, de mayor ángulo, la zapata y justo debajo del colgador, mientras que el resto de latubería de revestimiento los espaciara muy esporádicamente.



CONTROL DE POZOSEl sistema previene el flujo incontrolado de fluidos de la formación hacia el

pozo.

Cuando la broca penetra una formación permeable que tiene una presión mayor que la hidrostática ejercida por el fluido de perforación, los fluidos de laformación empezarán a desplazar el lodo del pozo. Se denomina “Kick ”, a ese

flujo repentino de fluidos de la formación dentro del pozo, en presencia delfluido de perforación.

El sistema de control de pozos debe permitir:

-Prevenir el “Kick ”. -Detectar el kick.-Controlar un “Kick ”:

-Cerrar el pozo en la superficie.-Circular el pozo bajo presión para remover los fluidos de formación eincrementar la densidad del lodo.-Mover la sarta bajo presión.-Cambiar la dirección de flujo lejos del equipo y del personal.



Si el sistema de control falla, resulta un flujo incontrolado defluidos de formación que es denominado reventón (“Blow Out”).

Este hecho es quizás, el menos deseable cuando se perfora. Puedecausar pérdida de personal, del equipo, de las reservas de gas yaceite, y del pozo.

Lo anterior sin contar los daños causados al medio ambiente,

cercano al pozo.



FENOMENOS FISICOS QUE

INTERVIENEN EN UN BROTE

Brote:

Es la entrada de fluidos provenientes de la formación al pozo,tales como aceite, gas, agua, o una mezcla de estos. Al ocurrir un

brote, el pozo desaloja una gran cantidad de lodo de perforación,

y si dicho brote no es detectado, ni corregido a tiempo, se produce un reventón o descontrol.

Descontrol:

Se define como un brote de fluidos que no puede manejarse avoluntad.





Presión de sobrecarga: Es el peso de los materiales a una profundidaddeterminada.

Presión de fractura. Es la que propicia una falla mecánica en unaformación.

Presión del fondo en el pozo. Cuando se perfora se impone presión enel fondo del agujero en todas direcciones.

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=presion%20normal%20y%20subnormal%20en%20un%20pozo&source=images&cd=&cad=rja&docid=hWzqLKD4a92lZM&tbnid=Crq23b2pBA8EwM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.nejasayoil.com/2010/11/los-conceptos-de-presiones-normales.html&ei=6OZdUc7CFIfs9ATJ-oDQBA&bvm=bv.44770516,d.dmQ&psig=AFQjCNGqo2wYcAzbjglO4LIJqujwpkuyEg&ust=1365194846633907



POZOS DESCONTROLADOS Y SUS

CAUSAS

Durante las operaciones de perforación, se conserva una presiónhidrostática ligeramente mayor a la de formación.

De esta forma se previene el riesgo de que ocurra un brote. Sinembargo en ocasiones, la presión de formación excederá lahidrostática y ocurrirá un brote, esto se puede originar por lo

siguiente:

-Densidad insuficiente del lodo

-Llenado insuficiente durante los viajes

-Sondeo del pozo al sacar tubería rápidamente-Contaminación del lodo

-Perdidas de circulación

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=pozo%20descontrolado&source=images&cd=&cad=rja&docid=cq8vli4xt1vFUM&tbnid=t5cMcY37WMVv2M:&ved=0CAUQjRw&url=http://blog.rtve.es/desdecamelot/page/2/&ei=J-pdUaIGht70BLHHgNAG&bvm=bv.44770516,d.dmQ&psig=AFQjCNG9SjOWd6q0Emgomt2dydC4TkH1OA&ust=1365195658109960





Densidad insuficiente del lodo

Esta es una de las causas predominantes que originan los brotes. En la

actualidad se ha enfatizado en perforar con densidades del lodo mínimasnecesarias de control de presión de formación, con el objeto deoptimizar las velocidades de perforación. Pero se deberá tener especialcuidado cuando se perforen zonas permeables ya que, los fluidos de laformación pueden alcanzar el pozo y producir un brote.

Los brotes causados por densidades insuficientes de lodo pudieran parecer fáciles de controlar con sólo incrementar la densidad del lodo de perforación. Por las siguientes razones, esto puede ser lo menosadecuado:

-Se puede exceder el gradiente de fractura-Se incrementa el riesgo de tener pegaduras por presión diferencial-Se reduce significativamente la velocidad de penetración



Llenado insuficiente durante los viajes de tuberías

Ésta es otra de las causas predominantes de brotes.

A medida que la tubería se saca del pozo, el nivel de lododisminuye por el volumen que desplaza el acero en el interior del

pozo.Conforme se extrae tubería del pozo y no se llena con lodo, elnivel mismo decrece y por consecuencia también la presiónhidrostática.

Esto se torna crítico cuando se saca la herramienta de mayor desplazamiento como lo son: las lastra barrenas (Drill Collar) y latubería pesada de perforación (Heavy Weight).



Contaminación de lodo con gas

Los brotes también se pueden originar por una reducción en lasdensidades del lodo a causa de la presencia del gas en la roca

cortada con la barrena.Al perforar demasiado rápido, el gas contenido en los recortes, selibera ocasionando la reducción en la densidad del lodo. Eso reducela presión hidrostática en el pozo, permitiendo que una cantidadconsiderable de gas entre el pozo.

El gas se detecta en la superficie bajo la forma de lodo “cortado” yuna pequeña cantidad de gas en el fondo representa un granvolumen en la superficie.Los brotes que ocurren por esta causa, terminan transformándose enreventones por lo que al detectar este brote se recomiendan lassiguientes prácticas:

-Reducir el ritmo de penetración-Aumentar el gasto de circulación-Circular el tiempo necesario para densificar el lodo



Pérdidas de circulación

Son uno de los problemas más comunes durante la perforación. Seclasifican en dos tipos:

-Pérdidas naturales o intrínsecas.

-Pérdidas mecánicas o inducidas

Si la pérdida de circulación se presenta durante el proceso de la perforación, se corre el riesgo de tener un brote y este se incrementa alestar en zonas de alta presión o en el yacimiento, en los pozosdelimitadores y exploratorios.

Al perder la columna de lodo, la presión hidrostática disminuye al puntode permitir la entrada de fluidos de la formación al pozo, ocasionandoun brote.



Para reducir las pérdidas de circulación se recomiendan las siguientes prácticas:

-Emplear la densidad mínima que permita mantener un mínimo desólidos en el pozo.

-Mantener la reología de lodo en condiciones óptimas.

-Reducir las pérdidas de presión en el espacio anular.

-Evitar incrementos bruscos de presión.

-Reducir la velocidad al introducir la sarta.



Efectos de sondeo al sacar la tubería

El efecto de sondeo se refiere a la acción que ejerce la sarta de perforación dentro del pozo, cuando se mueve hacia arriba a unavelocidad mayor que la del lodo, máxime cuando se “embola” laherramienta con sólidos de la formación, esto origina que el

efecto sea mucho mayor.

Si esta reducción de presión es lo suficientemente grande como para disminuir la presión hidrostática efectiva a un valor por

debajo del de la formación, dará origen a un desequilibrio quecausará un brote.



Entre las variables que influyen en el efectode sondeo se tienen las siguientes:

-Velocidad de extracción de tubería

-Reología del lodo

-Geometría del pozo

-Estabilizadores en la sarta



METODOS DE CONTROL DE POZOS

Los principales métodos de control de pozos que mantienen una

presión constante en el fondo del pozo son:

-El método del perforador.-El método del densificar y esperar (método del Ingeniero).-El método concurrente.

Estos métodos tienen como objetivo aplicar una presiónconstante en el fondo del pozo, para desalojar el brote,hasta que se obtiene el control total sobre el mismo.

Cada método de control del pozo tiene sus propias ventajas ydesventajas por lo que se recomienda identificarlas, a fin deaplicar, el método adecuado cuando se presente un brote en el

pozo.



Al aplicar un método decontrol del pozo se requierecontar con la información

siguiente:

-Gasto Reducido.

-Presión reducida decirculación.

-Presión máxima permisible.

-Estado mecánico del pozo.

-Gradientes de fractura dela formación.

-Desplazamientos yvolúmenes.

-Densidad del fluido.

Información que se debe de registrar

par el control de un brote:

Qr .- Gasto reducido. Pr .- Presión reducida de circulación. PMP .- presión máxima permisible. PCTP .- presión de cierre en TP. PCTR.- presión de cierre en TR. Dc.- Densidad de control.Volumen ganado en presasGradiente de fractura de la formación.Desplazamiento y volúmenes.Densidad del fluido de perforación.



METODO DEL PERFORADOR

El método del perforador es una técnica utilizada ampliamente

para circular y sacar los fluidos provenientes de la formación endos etapas o circuladas manteniendo la presión del fondoconstante.

En la primera etapa o circulada los fluidos invasores del broteson desalojados circulando un ciclo completo con el fluidooriginal con que se estaba operando al momento del brote, asímismo en esta circulada no se requiere de mayores cálculosmatemáticos, es necesario tener el conocimiento de los

volúmenes de fluido contenidos en el pozo y el sistema, asímismo facilita la maniobra cuando por lo general la sarta incluyeuna válvula de contrapresión.



La segunda circulada, se realiza con nueva densidad de control delfluido y es necesario realizar cálculos matemáticos que nos permitenllevar un registro de las presiones de circulación y los volúmenes de

desplazamiento (hoja de control de brotes).

- A continuación está el procedimiento para el método del perforador:

1.- Cierre el pozo después de observar el brote.

2.- Registre las presiones de cierre estabilizadas en la tubería de perforación (PCTP) y de tubería de revestimiento (PCTR).3.- De inmediato circule y saque el fluido invasor del pozo con ladensidad original del fluido4.- Al terminar de circular el ciclo completo, cierre el pozo por segundavez.5.- Si es necesario, se incrementara la densidad al fluido de control.6.- Se circula el pozo por segunda vez con un flujo nuevo y más pesado

para recuperar el control hidrostático.

METODO DEL INGENIERO



METODO DEL INGENIERO

Este método implica que estando el pozo cerrado se tenga que esperar mientras se densifica el lodo a la Dc para equilibrar la presión de laformación, así como recabar los datos necesarios y efectuar los cálculos

para llevar a cabo el control del pozo.

Este método tiene algunas ventajas con relación al método del perforador:

- Las presiones ejercidas en el pozo y en las conexiones superficialesde control serán menores, eso ayudara mucho en pozos que presenteno se tenga sospecha de pérdida de circulación.

- Cuando el flujo del fluido de control comience a subir por el espacio

anular será antes de que la parte superior del brote llegue a la zapatao al punto más débil del agujero descubierto del pozo esto ayudara aque la presión máxima ejercida en ese punto sea menor.

- El pozo estará bajo presión por menos tiempo



Secuencia

- Abra el estrangulador y simultáneamente inicie el bombeo del lodocon densidad de control a un gasto reducido (Qr).

- Ajuste el estrangulador e iguale la presión de cierre de la tubería derevestimiento. (PCTR), en ese momento registre la presión en la TPla cual se llamara presión inicial de circulación (PIC).

- Mantenga la presión en el espacio anular constante, con ayuda delestrangulador, hasta que la densidad de control llegue a la barrena.

- Cuando el lodo de control llegue a la barrena, lea y registre la presiónen la tubería de perforación que se llamara presión final decirculación (PFC).

- Mantenga constante el valor de presión en la tubería de perforación,auxiliándose del estrangulador; Si la presión incrementa, abra elestrangulador; Si disminuye ciérrelo.



- Continúe circulando manteniendo la presión en la tubería de perforación constante, hasta que el lodo con densidad de controlllegue a la superficie.

- Suspenda el bombeo y cierre el pozo.

- Lea y registre las presiones en las tuberías de perforación y derevestimiento.

- Si las presiones son iguales a cero, el pozo estará bajo control. Si las presiones son iguales entre si, pero mayores a cero, la densidad dellodo bombeado no fue la suficiente para controlar el pozo, por lo quese deberá repetir el procedimiento con base a las presionesregistradas. Si la presión de la tubería de perforación es igual a cero

pero en tubería de revestimiento se registra alguna presión, seráindicativo que no se ha desplazado totalmente el espacio anular conla densidad de control o que hubo ingreso adicional de fluidos de laformación al pozo.

METODO DINAMICO DE CONTROL



METODO DINAMICO DE CONTROL

El método dinámico de control, es un método primario para

controlar pozos con presión de fondo constante, consiste endensificar gradualmente el fluido mientras se está circulando parasacar el brote del pozo, también se le ha llamado el método decircular y densificar o el método de incrementar el pesolentamente.

Para ejecutar el método dinámico de control se requiere hacer algo de contabilidad y cálculos, mientras se está en el proceso decircular y sacar el brote del pozo, porque podría haber fluido de

control con densidades diferentes e intervalos irregulares dentrode la sarta.

C d ili é d l b i i i l



Cuando se utiliza este método para controlar un brote, se inicia lacirculación con la presión inicial de circulación y se empieza adicionar

barita al sistema de lodos hasta alcanzar el peso de control, lo anterior significa aumentar la densidad al fluido mientras se circula.

El método aplica un incremento gradual en el peso del fluido de controlhasta que el brote es desalojado a la superficie, por lo cual requerirávarias circulaciones hasta completar el control del pozo.

Secuencia

- Registre las presiones de cierre en la tubería de perforación (PCTP) yen la tubería de revestimiento (PCTR).- Inicie el bombeo a un gasto reducido de circulación hasta obtener la

presión de cierre de la tubería de revestimiento, que deberá ser igual a la presión inicial de circulación calculada (PIC).- Mantenga esta presión constante, hasta totalizar las emboladasnecesarias para que el fluido con la nueva densidad registrada lleguehasta la barrena.



- El operador del estrangulador debe controlar y registrar lasemboladas de la bomba y graficar en una tabla la presiónhidrostática que ejercerá la nueva densidad a medida que se vadensificando.

- Al llegar hasta la barrena el lodo con densidad calculada, seobtiene la presión final de circulación (PFC) a la cual se ledeberán hacer los ajustes de presión correspondiente a la nuevadensidad, y se deberá mantener constante la presión hasta queel lodo densificado salga a la superficie.

CONCLUSIÓN



CONCLUSIÓN

La cementación es un proceso petrolero que tiene por objeto endurecer

las paredes del pozo para conservar las mejores cualidades de laformación, contando con técnicas y practicas operaciones que provienende una planificación para un plan de trabajo supervisado por especialistas con el fin de orientar al desarrollo y aplicación paraexplotar , transportar , procesar , y tratar los hidrocarburos.

La cementación tiene una gran importancia en la vida del pozo, ya quelos trabajos de una buena completación dependen directamente de una buena cementación.

Los propósitos principales de la cementación son Proteger y asegurar latubería de revestimiento en el hoyo, aislar zonas de diferentes fluidos,

aislar zonas de agua superficial y evitar la contaminación de las mismas por el fluido de perforación o por los fluidos del pozo, evitar o resolver problemas de pérdida de circulación y pega de tuberías, Reparar pozos por problemas de canalización de fluidos y Reparar fugas en elrevestidor entre otras, e allí la gran importancia de la cementación.

Documents

Cementacion de Pozos.pptx