Diseño y Coloc Coloc ac ación ión de Tapones Balanc eados Progr rograma ama de Entr Entrenamiento enamiento Ac eler elerado ado para Supervi upervisores sores de Pozo Pozo
Objetivos Al finaliz f inalizar ar este modulo, modulo, Ud. sera capaz c apaz de: • Id Iden entificar tificar el pro propo posit sitoo de colocar un tap tapon on de cem cemen ento to • Id Iden entif tificar icar la lass tre tress di dife fere rent ntees te tecnica cnicass de em empl plaz aza amie ient nto o • Id Iden entif tificar icar la lass ve vent ntaj ajas as y de desv sven enta taja jass de cad cada a te tecnica cnica • Reconoc econocer er las consideraciones considerac iones para para ejecutar ejecut ar una operac operacion ion • Selec eleccc ionar las propiedade pr opiedadess de las lechadas lec hadas depend dependiendo iendo de las condici c ondiciones ones para para cada c ada tipo de Tapon Tapon • Exp xplicar licar pa paso so a pa paso so el pro procedi cedim mien iento to de eje ejecucion cucion de un Tap apon on de cemen cemento to • Res esol olvver lo loss calcu calculo loss pa para ra ej ejecu ecuta tarr un Tap apon on Ba Bala lance ncead ado o Feb - 20 2003 03
Tapón de Cemento to.. In Intro trodducc cció iónn. •
El tapón tapón de ceme cemento nto es es una una operación operación comú comúnn de campo. campo.
•
Req equie uiere re un vo volum lumen en relativ relativam amen ente te ba bajo jo de lecha lechada da..
•
Se colo coloca ca en el po pozzo con di disstin tinto toss pr prop opós ósito itoss: – Par araa des desvi viar ar el el poz pozo sob sobre re un un “ Pescado” o pa para ra ini inicia ciarr una una perforación direccional – Para aba abando ndona narr una una zona zona o aba abando ndonar nar un poz pozoo – Par ara a curar curar un un prob proble lem ma de pé pérd rdid idaa de circu circula lació ciónn du dura rannte la fasee de pe fas perforación rforación – Para pro rovveer un ancla claje je en ca casso de pru prueebas a ho hoyo ab abie iert rtoo
Feb - 20 2003 03
“ Pes escc ado ados” s”
Feb - 20 2003 03
Perf. Lateral y Perf. Perf. Direc ireccc iona ionall Punto de Desvio
TAPON DE CEMENTO
POZO NUEVO
Feb - 20 2003 03
Obtu bturació ración n de Zona Agot Agotad adaa
Tapón de Cemento
Zona Depletada
Feb - 20 2003 03
Cem emen entan tando do du durante rante la Vida Vida Produ roducc tiva de un Poz Pozo o
Petroleo Acuifero Lueg uego o de algun algunos os anos anos de produ produccion… ccion… … ..
Feb - 20 2003 03
Pérd rdid ida a de Circul ircula ación Drill Pipe
Pozo Abierto
Drill Pipe Zona de Pérdida CEMENTDE TAPON PLUG
CEMENTO
Feb - 20 2003 03
Abandono
tapon tapon de ceme cement nto o
tapon tapon de ceme cement nto o
tapon tapon de ceme cement nto o
Feb - 20 2003 03
Eje jem mpl plos os de Pai aisses con Reg egul ulacio acione ness sobre so bre Perfora Perforación ción y Cem emen entación tación Pais Abu D Dh habi Australia Austria Canada Colomb mbia ia Francia Alemania Irlanda Italia J ap on Libia Malasia Mozamb Mozambiqu ique e Noruega Turquia Reino Reino Unido Unido Vene Venezu zuel ela a Feb - 20 2003 03
Agencia Ministerio del Pe Petrol roleo Departamento de Minas Oberste Bergbehorde Departamento de Reservas Minerales Ministerio de de Mi Minas y Petroleo Direccion General de Minas Departamento de Minas Comite de Operaciones Costa Afuera Departamento de Minas Regulaciones de Seguridad de Minas y Petroleo Ministerio del Petroleo Departamento de Geologia y Minas Minist Ministeri erio o de Minas Minas Directorio del Petroleo Administracion Pe Petrolera Depart Departame amento nto de Energi Energia a Mini Minis steri terio o de de En Energi ergia a y Min Minas as
Ancc la An laje je para para Test
Sarta de Test
Zona a ser examinada
Tapón de Cemento
Feb - 20 2003 03
Formación Débil
Téc écnic nicas as para coloc c olocar ar Tapone Taponess Exis xisten ten comu comunm nmente ente tres técnicas para para colocar tapon tapones es de cemento: •
Tapones Balanceados
•
Dump Dum p bailer bail er
•
M étod étodoo de los do doss tap tapon ones es (Plug Catcher)
Feb - 20 2003 03
Tapón Balanceado Balanc eado Balanceo Fluido de Desplaz.. Desplaz Espaciador
Lechada de Cemento
Feb - 20 2003 03
Tapón Balanceado Balanc eado Balanceo
Circ. Inversa
Fluido de Desplaz.. Desplaz Espaciador
Lechada de Cemento Altura de Tapón
Feb - 20 2003 03
M ét étod odo o Dum ump p Bai Baile lerr WIRELINE
DUMP BAILER
LECHADA DE CEMENTO
LIBERACION ELECTRICA/ ELECTRICA/ MECANICA DEL DUMP
TAPON PUENTE CASING
Feb - 20 2003 03
M ét étod odo o Dum ump p Bai Baile lerr Ventajas: •
Fácil con contro troll de de la Pro rofu fund ndid idad ad de dell ta tapó pónn de cem cemen ento to..
•
Costo relativamente bajo.
Desventajas: •
No es ad adecua ecuado do en cas casoo de tap tapon ones es pro profun fundo dos. s.
•
Can antid tidad ad de cem cemen ento to lim limita itada da al vo volu lum men de dell dum dump bail bailer. er.
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M ét odo de l os dos Tapones
1. Corriendo Tuberia 2. Tapón Inferior en el Tailpipe 3. Limpieza del Tail Pipe de Aluminio Feb - 20 2003 03
4. Asentamiento del Tapón Sup 5. Circulación Inversa y Sacada de Tuberia de Perforacion
M étod étodo o de los los do doss tapone taponess: Plug Catcher Catcher Ven entaja tajass de es este te méto étodo do:: •
Aislam Ais lamien iento to por por dela delante nte y po porr detras detras de dell cem cemen ento to..
•
La tuberia tuberia es limpiada limpiada hasta el fondo fondo del la tuberia de cola.
•
Tuberia de cola c ola (Tail (Tail pipe) frangible frangible (pue (puede de abando abandonars narsee si se atora).
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Tecnic ecnica a de Cem Cementa entacc ion c on Coiled Tubin ubingg
Coile oiledd Tubing
Cemento
Sistema de Lodo para suspender la lechada Feb - 20 2003 03
Con onssid idera eracc io ione ness de di disseñ eñoo •
Por qu qué se está col coloocan canddo un ta tappón de cem cemeento to??
•
A qu quéé pr prof ofun undi dida dadd se es está tá col coloca ocand ndoo el ta tapó pón? n?
•
A tr tra avés de que tipo tipo de fo form rmaacio cione ness se será colo colocad cadoo el ta tapó pónn?
•
A qu quéé dens densid idad ad deb deber eríía se serr mez ezclad cladaa la le lecha chada da??
•
Cuál es la te tem mper eraatu tura ra de fo fond ndoo de po pozzo BH BHT T?
•
Qué volum volumen en deberí deberíaa ser bom bombead beado? o?
•
Cuál es el tiempo de espes espesam amiento iento requerido requerido (T (TT) ?
•
Cóm ómo o ase asegu gurar rar que que el cem cemen ento to no se conta contam mina inara ra con lod lodo? o?
•
Son neces cesar aria iass la cen centra tralilizzació ciónn y ro rota tació ción n de la cañ cañer eríía?
•
Tie iem mpo de es esppera de cem cemeento to??
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Prop ropie ieda dade dess de la le lecc ha hada da •
Densid ensidad ad – Liviana para perdidas perdidas de circulacion circ ulacion
•
Dens ensida idad d – Alta para para Des Desvia viarr
•
Dens ensida idad d – Hom omogé ogénea nea - M ez ezcla cla por por tan tanda dass
•
Reolo eologia gia – Alta para Pérdid érdidas as de Circulación
•
Reologia – Baja cuan c uando do usam usamos os Coiled Coiled Tubing Tubing
•
Resistenci esistenciaa a la Compresion Compresion – M as Alta para Desviacion Desviacion
•
Res esis isten tencia cia a la Com ompre presio sionn – M en enos os Im Impo portan rtante te pa para ra Perd erdida idass de Circ Circulacion ulacion
•
Res esiste istencia ncia a la Com ompres presion ion – M inim inimoo 50 500 ps psii
•
Tiempo de Espesamiento Espesamiento – Entr ntree 1. 1.5 y 2 horas para par a coloc c olocac acion ion Feb - 20 2003 03
Tiem iempo po de Frague Frague y Resis esistenc tencia ia a la Com ompres presión ión Cemento API Clase G mezclado a 15.8 ppg
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Conc D8 Conc D81R 1R gal/sk
Prof. (ft)
BHCT (oF)
BHST (oF)
THICKENING TIME (hrs:min)
None
10,000
144
228
1:20
0.04
10,000
144
228
2:25
0.08
10,000
144
228
3:40
Conc D8 Conc D81R 1R gal/sk
Prof. (ft)
BHST (oF)
None
10,000
228
0.04
10,000
228
0.08
10,000
228
Resist. Res ist. a la Comp Compresi resión ón (psi (psi)) 8hrs
16hrs
24hrs
3050
3500
4100
2500
3000
3700
1200
2200
3800
Contam ontaminac. inac. por Lodo Lodo vs vs Rest. a Com ompresió presiónn Efecto de la Contaminacion Contaminacion con lodo
Cement Ceme nto o Clase Clase H 16.5 lb/gal
Contaminacion (% by Volume)
0 5 10 20 50
Compressive Strength (psi at 170°F)
8 hr
16 hr
4,647 3,512 2,619 2,378 245
5,862 5,300 4,538 2,331 471
(%)
Lechada Estandar 15.6 lb/gal
0 10 40 60
4,08 4,082 2 psi 2,95 2,950 0 psi 2,42 2,426 6 psi 593 593 psi psi
Contaminacion
* Resistencia a la Compresión es 18hr a 230F ** Contiene dispersante
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Lechada Agua Reducida 17.5 lb/gal 8,600 8,600 psi 8,237 8,237 psi 3,850 3,850 psi 2,967 2,967 psi
Razones de fa fallllaas en Tapones de Cemento •
Fraguado insufic insuficiente iente (De Desviaciones) sviaciones)..
•
Aislamiento Aislam iento pobre pobre (Obturación, aban abandono dono)).
•
Profundida rofundidadd incorrect inc orrectaa (todos los tapones tapones)).
•
Fue uera ra de em empla plazzam amien iento to por hun hundim dimien iento to hacia el fon fondo do (tod todos os los tapones) ta pones)..
•
Fue uera ra de em empla plazzam amien iento to por por zon zonaa de pé pérdi rdida da (pé pérdi rdida da de circulación).
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Causas Comunes Comunes de fallas fal las en los Tapones Tapones •
Lechad echadaa no dis diseñ eñada ada pa para ra su suficiente ficiente resi resist. st. a la comp compres resión ión..
•
Insuficiente Ins uficiente tiem tiempo po de es espera pera del ceme cemento nto (WO WOC C).
•
Tem empera peratura tura Está Estática tica de Fon ondo do de Poz ozoo imprecisa imprecisa (BH BHS ST).
•
Conta ontamin minación ación del Cem emento ento dura durante nte el em empla plazzam amien iento to del cemeento o el re cem reti tiro ro de tu tube berí ríaa.
Feb - 20 2003 03
Causas Comunes Comunes de fallas fal las en los Tapones Tapones • Lecha echada da no dis diseñ eñad adaa es espe pecíf cíficam icamen ente te pa para ra el pro probl blem emaa (pé pérdid rdida a de circ circula ulación) ción).. • Volum olumen en de ceme cemento nto ins insuficiente uficiente.. • Dife ifere rencia ncia de de dens nsid idad ad en entre tre le lecha chada da y flu fluid idoo de dell po pozzo, dem de mas asiad iado o alt alta, a, pro provo vocand candoo el hu hund ndim imien iento to de dell tap tapón ón..
Feb - 20 2003 03
Tapón de Cemento - Conclu clussio ionnes •
Empla plazzar el tap tapón ón en un unaa formación formación apta apta (for form mació aciónn dura) dura)..
•
Utili tilizzar suficiente sufic iente cemento.
•
Utiliz tilizar ar un tail tail pipe pipe pa para ra interv intervalo aloss de ob obtura turacion ciones es..
•
Usa sarr c en entra traliz lizad ador ores es en tail tail pipe pipe do dond ndee el po pozzo no suf ufre re excesivos desm desmoronamientos. oronamientos.
•
Utiliz tilizar ar drill pipe pipe plug y un plug c atcher.
Feb - 20 2003 03
Tapón de Cemento - Conclu clussio ionnes • Acondicionar Acondicionar poz pozo an antes tes de come comenz nzar ar trabaj trabajo, o, us usan ando do lod lodos os de baja ba ja PV y ba bajo jo YP, pe pero ro suf uficie icient ntee pe pesso par ara a con contro trola larr el po pozzo. • Antes Antes de dell cem cemen ento to env enviar iar un colchó colchónn vis viscoso coso com compa patib tible le con el lo lod do (así se se pr prev evie ienne que que el cem cemeento de decan cante te en el el fo fonndo de dell pozo) • Usar espaciador/lav espaciador/lavador ador para para combatir combatir efecto efect o de c ontaminaci ontaminación ón por lodo. Son Son útiles las lechadas densificadas densific adas con dis dispe persa rsante nte.. • Perm ermitir itir su suficien ficiente te tie tiem mpo de frag frague ue a la lecha lechada da..
Feb - 20 2003 03
Diver iverter ter Tool (Desviac (Desviación) ión)
8 holes phased at 450
Bull Plug
Feb - 20 2003 03
Centraliz entralizac ación ión de Dril Drilll Pipe Pipe & Diverter Tool Tool DRILLPIPE CENTRALZADO LODO 9.0 PPG ESPACIADOR DIVERTER TOOL CEMENTO 16.0 PPG 9.1 lb/gal VISCOUS BENTONITE PILL
LODO 9.0PPG
Feb - 20 2003 03
Col olocacion ocacion Incorre Incorrecta cta de Lecha echada da
LODO 9.0 PPG
ESPACIADOR 13.8lb/gal 15.8 lb/gal 17.5 lb/gal CEMENTO BENTONITE PILL
LODO 9.0 PPG
Feb - 20 2003 03
Exces ceso o de Cemento en In Invvers rsaa
H L
Feb - 20 2003 03
Procedim rocedimie iento nto - Tap apón ón Bal Balan ancc ea eado do •
Pru rueb ebaa de lí líne neas as de tra trata tam mie ient nto. o.
•
Bombear Bom bear espa espaci ciador/lav ador/lavador ador quí químico mico delante delante de lechada.
•
M ezcla clarr y bombear la le lech chaada de ce cem mento to..
•
Bombear Bom bear espa espaci ciador/lav ador/lavador ador quí químico mico detrás detrás de la lechada.
•
Des espl plaz azar ar la can cantid tidad ad calcu calcula lada da de flu fluid idoo de desplazamiento.
Feb - 20 2003 03
Procedim rocedimie iento nto - Tap apón ón Bal Balan ancc ea eado do • Des espla plazzar 1/2 /2-1 -1 bbl meno enoss de lo es especificado, pecificado, po porr segu segurida ridad. d. • Abrir retorn retornos os ha hacia cia tanqu tanques es de des despla plazzam amien iento to de la uni unidad dad,, y pe perm rmiti itirr que tap tapón ón se eq equi uilib libre re por por sí sí mis mism mo (ya se seaa po porr flu fl ujo de re reto torn rno o o po porr vaci acio) o).. • Lev evan anta tarr dril drilll pipe pipe o tubin tubingg po porr sob sobre re el tap tapón ón.. • Circ ircular ular por inv inversa ersa si las condicion condiciones es lo perm permiten iten.. • Levanta tarr la sart rtaa del pozo y espera rarr el fr fraague de ce cem mento to..
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Cálcu lcullo de Volu lum men de Lech chaada Drillpipe / tubing tubing
Lsp2
Espaciador
7000 Cemento L Lcmt 7500 Lodo
Tapón final Feb - 20 2003 03
Tapón al final de desplazamiento
Ejercicio – 12 1/4 /4”” O.H .H.. + 20% exceso exc eso – 5” 19.5 lb/ft Tube Tuberia ria de perforac perforacion ion – Tapon desde 7500’ a 70 7000’ – 30 bbl de de agu aguaa por por delante, delante, c om omoo espa espaci ciado adorr
Feb - 20 2003 03
Cálcu lcullo de Volu lum men de Lech chaada • Vol olum umen en de Lecha echada da,, Vcmt Vc mt = L x Ch Ch x factor fac tor de exceso donde, L = alt ltu ura de co colu lum mna de le lech chaada en pozo abie iert rto o (ft ft)). Ch = capa capacidad cidad de dell po pozzo ab abier ierto to (de tab tablas las)) (ft3 ft3/ft) /ft)..
Feb - 20 2003 03
Cálcu lculo lo del Volu lum men de Lecha chadda •
Vol olum umen en de Lech echad ada, a, Vcmt Vcmt = L x Ch x factor de exceso donde, L = alt ltuura de co colu lum mna de le lech chaada en pozo abie iert rtoo (ft ft)). Ch = capa capacida cidadd de dell po pozzo ab abie ierto rto (de tab tabla las) s) (ft3 ft3/ft /ft)).
•
Altura Altu ra del del Tap apón ón Bal Balan ancead ceadoo (con sa sarta rta de trab trabajo ajo en el poz pozo) o) Lcmt =
Vcmt Can + Ctbg
donde, Can = Capacidad anula anularr entre el tubing o drill pipe y el poz pozoo abierto(ft3ft). Ctbg = Capacidad del tubin tubingg o drill pipe (ft3 ft3/ft). /ft). Feb - 20 2003 03
Cálcu lculo lo del Volu lum men de Lecha chadda • Vol olum umen en de Esp spacia aciado dorr detrás detrás de la le lecha chada da Vsp2 = Vsp1 x Ctbg Can
Vsp1 = Volu lum men del espacia ciaddor de dela lannte de la la lechada
Feb - 20 2003 03
Cálcu lculo lo del Volu lum men de Lecha chadda • Vol olum umen en de Esp spacia aciado dorr detrás detrás de la la Lecha echada da Vsp 2
=
Vsp1 Can
xCtbg
Vsp1 = Volu lum men de espacia ciaddor de dela lan nte de la la Lechada • Altura del del Espa spaciador ciador Lsp 2
Feb - 20 2003 03
=
Vsp 2 Ctbg
Cálcu lculo lo del Volu lum men de Lecha chadda • Vol olum umen en de dell Esp spacia aciado dorr detrás detrás de la Lecha echada da Vsp
2
=
Vsp 1 Can
xCtbg
– Vsp1 = Volu lum men de espacia ciaddor dela lan nte de la Lecha chad da
• Altura del del Espa spaciador ciador Lsp2 = length of spacer behind (ft) = V sp2 / C
tbg
• Volumen de Des Desplaz plazamiento amiento Vd
= Ctbg x [D [D - (Lcmt + Lsp2)]
– D = pro rof. f. de sart rtaa de tr traabajo (fo fonndo del ta tappón de ce cem mento to)) (ft ft)) Feb - 20 2003 03
