EJERCICIO PRÁCTICO CEMENTACION

EJERCICIO PRCTICO

CONTENIDO

Pg.

1. CLCULOS VOLUMTRICOS CEMENTACIN31.1 PRIMERA SECCIN CASING DE 2041.1.1 Informacin general41.1.2 Clculos de volumen de cemento51.1.3 Rendimiento de la lechada71.1.4 Sacos de cemento requeridos121.1.5 Clculo de Baches Lavador y Espaciador131.1.6 Clculo de volumen de desplazamiento141.2 SEGUNDA SECCIN CASING DE 13 3/8151.2.1 Informacin general151.2.2 Clculos de volumen de cemento161.2.3 Rendimiento de la lechada181.2.4 Sacos de cemento requeridos201.2.5 Clculo de Baches Lavador y Espaciador211.2.6 Clculo de volumen de desplazamiento221.3 TERCERA SECCIN CASING DE 9 5/8231.3.1 Informacin general231.3.2 Clculos de volumen de cemento241.3.3 Rendimiento de la lechada261.3.4 Sacos de cemento requeridos281.3.5 Clculo de Baches Lavador y Espaciador291.3.6 Clculo de volumen de desplazamiento301.3.7 Simulacin de la cementacin30

1. CLCULOS VOLUMTRICOS CEMENTACIN

Para efectuar un buen trabajo de cementacin primaria adems de conocer el objetivo de la cementacin, se requiere informacin del estado mecnico del pozo, datos de la formacin y datos de los fluidos a usar durante la cementacin.

Figura 1. Estado mecnico del pozo ANH BVTURA-1-ST-P.

Fuente: Equipo de trabajo UIS

1.1 PRIMERA SECCIN CASING DE 20

1.1.1 Informacin general

DATOS FORMACINTemperatura Formacin:82F

Presin de Poro:465psi

Presin de Fractura:644,8psi

DATOS POZODimetro del Hueco:26pulg

Profundidad Seccin:1000pies

Tope cemento:0

Profundidad cople:993pies

Profundidad zapato:995pies

PROPIEDADES CSGPeso: 133#/pie

Grado:K55

Dimetro Interno:18,730pulg

Dimetro Externo:20pulg

Drift18,542pulg

Peso TR anterior:N/A

Grado TR anterior:N/A

PROPIEDADES DEL FLUIDODensidad del Lodo:8,9lpg

Clase cementoG

Densidad de Lechada

Principal:15,8lpg

Relleno:13,5lpg

Densidad Preflujos

Lavador:8,3lpg

Espaciador11,0lpg

Desplazador:9,0lpg

1.1.2 Clculos de volumen de cemento

VOLUMEN DEL ESPACIO ANULAR

Consideracin: Exceso lechada Principal 50% Exceso lechada Relleno 50%

Capacidad del espacio anular (Bls/pie):

Dnde:DH: Dimetro del HuecoODTR: Dimetro Externo de la Tubera de Revestimiento

Volumen de lechada en el espacio anular (Bls):

Lechada Relleno:

Dnde:H: Profundidad = 200 pies

Lechada de Principal:


Volumen Total:

VOLUMEN ENTRE EL COPLE Y EL ZAPATO

Capacidad interna de la tubera de revestimiento (Bls/pie):

Dnde:IDTR: Dimetro Interno de la Tubera de Revestimiento

Volumen entre el cople y el zapato:

Dnde:H: Profundidad entre el zapato y el cople (Hzapato Hcople)

VOLUMEN TOTAL DE LECHADA

1.1.3 Rendimiento de la lechada

LECHADA PRINCIPALPara los clculos que se presentan a continuacin no se tuvieron en cuenta los aditivos, ya que no se cuenta no el diseo especfico de la lechada.

Requerimiento de agua

Tabla 1. Requerimiento de agua y gravedad especifica de cementos y aditivos comunes

Fuente: Formulas y clculos para operaciones de perforacin Norton J. Lapeyrouse

De acuerdo a la Tabla 1, para el cemento clase G se tiene:

Volumen de lechada (gal/saco)

Donde:

: Gravedad especifica del cemento: Gravedad especifica de cada aditivo: Requerimiento total de agua (gal/saco)

Rendimiento de la lechada (pie3/saco)

Densidad de la lechada (lbs/gal),

LECHADA DE RELLENOPara los clculos que se presentan a continuacin no se tuvieron en cuenta los aditivos, ya que no se cuenta no el diseo especfico de la lechada.

Densidad de la lechada (lbs/gal),Sabiendo que la lechada de relleno tendr una densidad de 13,5 lpg y que se usar cemento clase G debemos recalcular el requerimiento de agua conociendo la densidad de la lechada y las propiedades del cemento:

Con dos ecuaciones y dos incgnitas, despejamos requerimiento de agua Rtoagua:

Quitando los aditivos de la formula tendramos:

Conociendo:

: 13,5 lpg: 3,14 (para cemento clase G)

Hallamos el requerimiento de agua:

Con el requerimiento de agua se halla el volumen de la lechada, para luego hallar el rendimiento de la lechada (sin tener en cuenta aditivos):


Rendimiento de la lechada (pie3/saco)

1.1.4 Sacos de cemento requeridos

Teniendo:

Volumen de Lechada de Relleno = 80 Bls = 449,2 Pies3Volumen de Lechada Principal = 323 Bls = 1.813,4 Pies3

No. Sacos de cemento lechada de cemento:

Total Sacos de Cemento:

1.1.5 Clculo de Baches Lavador y EspaciadorEn lodos base agua es recomendable usar como bache lavador agua dulce; la cual es un fluido Newtoniano que alcanza un rgimen de flujo turbulento durante el desplazamiento a bajas tasas (Gastos).

El bache espaciador se comporta comnmente como un fluido No- Newtoniano. La densidad de este espaciador debe estar entre la densidad del lodo y la del cemento. Si el gradiente de fractura de la formacin lo permite, es recomendable que la densidad Es recomendable una longitud de los baches de 150 m en el espacio anular entre la tubera de revestimiento y el hueco a menos que existan problemas de induccin y/o prdida de fluido en pozo. El volumen de los baches lavador y espaciador (Vb), de acuerdo con el criterio de eficiencia de desplazamiento, se determina de la siguiente forma:

Donde:

Lb: Es la longitud del bache, se recomienda al menos de 150 m.

Volumen Lavador (Agua) = 30 Bls (equivalen a 111,5 pies en el Espacio Anular)Volumen Espaciador = (132 30) = 102 Bls (equivalen a 380,5 pies en el Espacio Anular)

1.1.6 Clculo de volumen de desplazamiento

Desplazamiento con tubera de perforacin Drill Pipe 5- (interna):

Donde:IDDP: Dimetro Interno de la Tubera de Perforacin

Por tanto:

Desplazamiento sin tubera de perforacin:

Donde:IDTR: Dimetro Interno de la Tubera de Perforacin

Por tanto:

1.2 SEGUNDA SECCIN CASING DE 13 3/8



Presin de Poro:2808psi

Presin de Fractura:3722psi

DATOS POZODimetro del Hueco:17 Pulg

Profundidad Seccin:6000Pies

Tope cemento:4500

Profundidad cople:5993Pies

Profundidad zapato:5995Pies


Grado:N80

Dimetro Interno:12,415Pulg

Dimetro Externo:13 3/8Pulg

Drift12,259Pulg

Peso TR anterior:133#/pie

Grado TR anterior:K55


Clase cementoG

Densidad de Lechada

Principal:15,8lpg

Relleno:12,5lpg

Densidad Preflujos

Lavador:8,3lpg

Espaciador11lpg

Desplazador:9,5lpg







Lechada Relleno:




Volumen Total:










De acuerdo a la Tabla 1 y al igual que en el revestimiento anterior (Sin tener en cuenta los aditivos) tenemos:


Densidad de la lechada (lbs/gal),Al igual que en la seccin anterior conociendo:


Hallamos el requerimiento de agua, sin tener en cuenta los aditivos:



Rendimiento de la lechada relleno (pie3/saco)


Teniendo:

Volumen de Lechada de Relleno = 186 Bls = 1.044,3 Pies3Volumen de Lechada Principal = 80 Bls = 449,2 Pies3




El bache espaciador se comporta comnmente como un fluido No- Newtoniano. La densidad de este espaciador debe estar entre la densidad del lodo y la del cemento. Si el gradiente de fractura de la formacin lo permite, es recomendable que la densidad del fluido espaciador sea 0,06 gr/cm3 mayor a la del lodo.

Es recomendable una longitud de los baches de 150 m en el espacio anular entre la tubera de revestimiento y el hueco a menos que existan problemas de induccin y/o prdida de fluido en pozo. El volumen de los baches lavador y espaciador (Vb), de acuerdo con el criterio de eficiencia de desplazamiento, se determina de la siguiente forma:

Donde:

Lb: Es la longitud del bache, se recomienda al menos de 492 pies (Aprox: 150 m).

Volumen Lavador (Agua) = 30 Bls (equivalen aprox a 243 pies en el Espacio Anular)Volumen Espaciador = (61 30) = 31 Bls (equivalen aprox a 250 pies en el Espacio Anular)




Por tanto:

1.3 TERCERA SECCIN CASING DE 9 5/8



Presin de Poro:5.880psi

Presin de Fractura:7.116,67psi

DATOS POZODimetro del Hueco:12 pulg

Profundidad Seccin:10.000pies

Tope cemento:8.000

Profundidad cople:7.993pies

Profundidad zapato:7.995pies


Grado:P-110

Dimetro Interno:8,681pulg

Dimetro Externo:9 5/8pulg

Drift8,525pulg

Peso TR anterior:68#/pie

Grado TR anterior:N80


Clase cementoG

Densidad de Lechada

Principal:15,8lpg

Relleno:12,5lpg

Densidad Preflujos

Lavador:8,3lpg

Espaciador11lpg

Desplazador:10,5lpg







Lechada Relleno:

Dnde:H: Profundidad = 1.500 pies



Volumen Total:










De acuerdo a la Tabla 1 y al igual que en el revestimiento anterior (Sin tener en cuenta los aditivos) tenemos:


Densidad de la lechada (lbs/gal),Al igual que en la seccin anterior conociendo:


Hallamos el requerimiento de agua, sin tener en cuenta los aditivos:



Rendimiento de la lechada relleno (pie3/saco)


Teniendo:

Volumen de Lechada de Relleno = 126 Bls = 707,4 Pies3Volumen de Lechada Principal = 36 Bls = 202,1 Pies3




El bache espaciador se comporta comnmente como un fluido No- Newtoniano. La densidad de este espaciador debe estar entre la densidad del lodo y la del cemento. Si el gradiente de fractura de la formacin lo permite, es recomendable que la densidad del fluido espaciador sea 0,06 gr/cm3 mayor a la del lodo.

Es recomendable una longitud de los baches de 150 m en el espacio anular entre la tubera de revestimiento y el hueco a menos que existan problemas de induccin y/o prdida de fluido en pozo. El volumen de los baches lavador y espaciador (Vb), de acuerdo con el criterio de eficiencia de desplazamiento, se determina de la siguiente forma:

Donde:

Lb: Es la longitud del bache, se recomienda al menos de 820 pies (Aprox: 250 m).

Volumen Lavador (Agua) = 30 Bls (equivalen aprox a 538 pies en el Espacio Anular)Volumen Espaciador = (46 30) = 16 Bls (equivalen aprox a 287 pies en el Espacio Anular)




Por tanto:

1.3.7 Simulacin de la cementacinLa simulacin hidrulica de una cementacin es fundamental en el diseo adecuado de una cementacin, generalmente se realiza con un simulador en el que las consideraciones principales son:

Gradientes de presin de poro y fractura Geometra y programa direccional del pozo Densidad y caractersticas reolgicas de los fluidos con los que se realizar la perforacin (se incluyen tambin las del fluido con las que se tiene lleno el pozo). Flujo de bombeo Factor de Friccin Prdidas de presin Accesorios especiales que reduzcan el rea de flujo

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