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Tema # 5

Tapones de Cemento TEMA # 5 – TAPONES DE CEMENTO

1.

INTRODUCION

En alguna etapa durante la vida del pozo, puede ser necesario colocar un tapón de cemento en el pozo. Un tapón de cemento se diseña para llenar la longitud de la cañería o del agujero abierto y evitar el movimiento vertical del fluido. Los tapones de cemento pueden ser usados para: AGUJERO ABIERTO • • • • •

Solucionar problemas de perdida de circulación. circulaci ón. Realizar un desvío (Sidetrack). (Sidetrack ). Proveer de un punto de arranque (KOP) para perforar un pozo direccional Para probar una zona anteriormente perforada. Para abandonar tramos sin interés o zonas depletadas en el fondo del pozo (regulaciones gubernamentales usualmente ordenan colocar una serie de tapones de cemento en el pozo antes de moverse del lugar).

Fig. 1 Tapón de Desvío

Cementación de Pozos

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Tapones de Cemento

CAÑERÍAS • •

Para abandonar tramos sin interés o zonas depletadas en el fondo del pozo. Para realizar el abandono del pozo.

El mayor problema cuando se coloca un tapón de cemento es evitar la contaminación con lodo de perforación durante la colocación del cemento. Ciertas precauciones deben tomarse para reducir la contaminación. •

• • •

Seleccionar una sección limpia del pozo que se encuentre en calibre y calcular el volumen requerido (añadir una cierta cantidad de exceso como factor de seguridad). El tapón debe ser lo suficientemente largo como para permitir alguna contaminación (comúnmente se usan 500 pies de tapón). El tope del tapón debe estar 250 pies encima de la zona productora. Acondicionar el lodo de perforación antes de desplazar el tapón de cemento. Usar un pre-flujo por delante del tapón del cemento. Usar una lechada de cemento densificada (o usar menor agua de mezcla de lo normal).

Fig. 2 Tapón de Abandono 2.

TECNICAS PARA COLOCAR TAPONES DE CEMENTO

Después de que el cemento ha endurecido se debe verificar la posición final del tapón a través de correr las herramientas y verificar la ubicaron del cemento. Existen 2 técnicas comunes usadas para colocar un tapón de cemento. Cementación de Pozos

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2.1. TAPON BALANCEADO

Este método tiene por objeto lograr un nivel de igualdad de cemento en la tubería de perforación y de l espacio anular. Pre-flujos, lechada de cemento y fluido espaciador se bombean a través de la tubería de perforación y son desplazados por lodo. El desplazamiento continúa hasta que el nivel de cemento dentro y fuera de la tubería de perforación es la misma (hasta estar equilibrada). Si los niveles no son los mismos, entonces se debe efectuar un efecto de tubo en U. La tubería de perforación puede ser recuperada dejando el tapón en su lugar.

Tubería de Perforació n

Espaciador

Cemento

Espaciado ry

Centralizador y Rascador

Pre-Flujo

Pre-Flujo Tapón de Cemento

Acondicionar lodo rotando tubería

Desplazar Cemento y Fluidos

Posición del Tapón Balanceado

Sacar Tubería Lentamente

Fig. 3 Tapón de Cemento Balanceado 2.2. CUCHARA VOLCADORA

Una cuchara vertedora (volcadora) es un dispositivo eléctrico que se corre con cable (wireline). Un tapón permanente que sirve de puente es colocado debajo de la profundidad requerida del tapón de cemento. Una cuchara de cemento conteniendo la lechada es bajada al pozo por el cable (wireline). Cuando la cuchara llega a la zona del tapón puente la lechada es liberada y puesta al tope del tapón puente. Las ventajas de este método son: • •

Alta precisión en el control de la profundidad. Reduce el riesgo de contaminación del cemento.

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Las desventajas son: •

•

Solo se puede bombear un volumen pequeño de cemento al mismo tiempo. Pueden ser necesarias muchas carreras. No es recomendable para pozos profundos a menos que se usen retardadores de fragüe. Cable

Cuchara Volcadora

Cemento

Lodo Liberación del Tapón

Cañería Tapón Puente

Fig. 4 Tapón de Cemento con Cuchara Volcadora 3.

SECUENCIA OPERATIVA • • • • • • •

•

• •

Probar líneas superficiales +/- 3.000 psi, usar agua. Bombear preflujo por delante. Mezclar y bombear la lechada. Bombear preflujo por detrás. Realizar el desplazamiento de la lechada. Abrir líneas de retorno a tanques de desplazamiento. Dejar que se balancee la lechada, ya sea devolviendo fluido al camión o succionando aire. Desarmar cabeza de cementación y sacar tubería por tiros hasta estar encima del tapón de cemento. Circular por inversa si las condiciones lo permiten. Sacar tubería del pozo y esperar fragüe.

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4.

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CACULOS PARA BALANCEAR TAPON DE CEMENTO

4.1. CONDICION DE TAPON BALANCEADO

 PH  EA

PH  IT 

=

Donde: PH EA PH IT 

= Presión hidrostática en el espacio anular (psi). = Presión hidrostática en el interior de la tubería (psi).

4.2. VOLUMEN DE CEMENTO

V cm

=  L × C  H 

Donde: L C H 

= Longitud de la columna de cemento en agujero abierto (pie). = Capacidad del agujero abierto (bbl/pie).

4.3. LONGITUD DEL TAPÓN BALANCEADO

 Lcm

=

V cm C  EA

+ C  DP 

Donde: CEA C DP 

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= Capacidad del anular entre la tubería de perforación o el tubing y el agujero abierto (bbl/pie). = Capacidad de la tubería de perforación o tubing (bbl/pie).

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4.4. VOLUMEN DEL ESPACIADOR DETRÁS DEL CEMENTO

V SP 2

=

V SP 1 C  EA

× C  DP 

Donde: VSP1

= Volumen del Espaciador delante del cemento (bbl)

4.5. VOLUMEN DE DESPLAZAMIENTO V  D

=

[

(

C  DP  ×  D −  Lcm

+

LSP 2

)]

Donde: D LSP2 

= Profundidad de la columna de trabajo (fondo del tapón del cemento (pie). = Longitud del espaciador por detrás del cemento (pie).

 LSP 2

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=

V SP 2 C  DP 

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