CEMENTACIÓN SECUNDARIA
CEMENTACION FORZADA
CEMENTACIÓN FORZADA DEFINICIÓN: Operación que se realiza en un pozo el cual consiste en forzar bajo presión hidráulica una lechada de cemento en una formación, a través de canales o baleos.
APLICACIÓN:
Reparar trabajos de cementación primaria, que fallaron debido a canalización del cemento. Reparar fugas en las cañerías debido a que las mismas se encuentran corroídas. Taponar y abandonar zonas con producción depletada que estén produciendo agua. Aislar zonas con pérdida de circulación.
TAPON BALANCEADO PRESURIZADO
Bajar tubería de cola 5 m por debajo del baleo inferior
Desplazando cemento en Frente de los baleos
Forzando el cemento por los baleos después de levantar la tubería +/- 30 m por encima del tope de cemento
SECUENCIA OPERATIVA PARA REALIZAR TAPON BALANCEADO PRESURIZADO. 1. Bajar xx m de DP 3 ½”, ID=2,764”, 13,3 lb/ft + 200 m de tubing 2 7/8”, ID=2,441”, 6,5 lb/ft + Packer de 7”, 26-29 lb/ft + Tubing Tester 2 7/8” EUE pin x 3 ½” IF Box
hasta 5 m por debajo del baleo inferior. (longitud mínima de tapón por encima de baleos = 50 m) 2. Circular 1 ó 2 retornos. 3. Bombear los fluidos espaciadores (xx bbl de agua por delante). 4. Bombear el volumen de lechada preparada de acuerdo a especificaciones (yy bbl de lechada de densidad ¿ lpg). 5. Por detrás de la lechada bombear fluido espaciador (xx bbl de agua) y desplazar con zz bbl de lodo o salmuera. 6. Desfogar presión y observar balanceo del tapón. 7. Si balanceo es correcto, levantar herramienta 30m (punta cola) por encima del tope del tapón. Anclar packer en la profundidad calculada. 8. Realizar hesitación con un volumen igual a la mitad o menos de la altura del tapón de cemento, asegurándose de que esta altura bloquee los baleos luego de la hesitación. Se debe tener mucho cuidado con la presión de superficie. 9. Desfogar presión y esperar fragüe de cemento.
CEMENTACIÓN FORZADA CONVENCIONAL CON PACKER Y PUNTA COLA
Herramienta de fondo aisladora. Protección de la cañería y el cabezal del pozo. Tubería de cola para la colocación del cemento
PACKER PUNTA COLA
CEMENTO
PACKER RECUPERABLE
HOLD DOWN
GOMAS
MORDAZAS
CENTRALIZADOR
PACKER RECUPERABLE
PACKER RECUPERABLE
PACKER RECUPERABLE
CEMENTACIÓN FORZADA ALTURA LODO
ALTURA AGUA ATRAS
ALTURA LECHADA
ALTURA AGUA DELANTE
BALEOS
CF
1°: Con junta de circulación abierta, se bombea la secuencia de colchones: + lechada + desplazamiento hasta que el primer colchón llegue a la punta cola.
CEMENTACIÓN FORZADA 2°: Con junta de circulación cerrada, se inyecta hasta que la lechada termina de pasar por la punta cola
BALEOS
CF
CEMENTACIÓN FORZADA 3°: Con junta de circulación abierta, se circula por inversa, para que se tenga solo fluido de desplazamiento en interior tubería
BALEOS
CF
CEMENTACIÓN FORZADA 4°: Con junta de circulación cerrada, se hesita la lechada en el interior de los baleos, hacia la formación. Este procedimiento hace posible la deshidratación de pequeñas cantidades de cemento en el interior de los baleos por la aplicación intermitente de presión separada por un periodo de caída de presión causada por la pérdida de filtrado hacia el interior de la formación.
BALEOS
CF
CALCULOS
PK = 3430m
PC = 3440m 30m Baleos = 3470 – 3475m
CF = 3488m Zpto = 3500m
Se desea sellar los baleos existentes en el tramo de 3470 – 3475m Gradiente de formación = 0.465 (psi/ft) Gradiente de fractura = 0.850 (psi/ft) Densidad del lodo = 9.6 (lpg) Cañería = 7”, 32 #/ft, ID = 6.035”. P. Reventón = 9800 psi DP 3 ½” 13,3 #/ft, ID = 2.786” PCK 7” 29-32 #/ft Densidad Lechada = 15.8 lpg R. Lechada = 0.242 bbl/sx Colchón por delante = 10 bbl agua Colchón por atrás = 5 bbl agua
CALCULOS 1.- PRESIÓN DE FRACTURA (psi):
P F
=
G F
P F
=
0 ,85
P F
=
9688 (psi)
×
H B INF
×
3475
× ×
3 ,28 (psi) 3 ,28 (psi)
2.- PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO (psi): PK = 3430m
PC = 3440m 30m Baleos = 3470 – 3475m
CF = 3488m Zpto = 3500m
P MAX
=
PS
=
PF − Ph LODO (psi)
P MAX
=
PS
=
9688
P MAX
=
PS
=
3998 (psi)
−
9 ,6 × 0 ,052
×
3475
×
3 ,28 (psi)
SI LA PRESION DE REVENTON DE LA CAÑERÍA ES MENOR QUE LA PRESIÓN DE FRACTURA DE FORMACIÓN (P F), ENTONCES UTILIZAR LA PRESIÓN DE REVENTÓN.
P MAX
=
PS
=
P REV
−
Ph LODO (psi)
CALCULOS 3.- PRUEBA DE INYECTIVIDAD:
PK = 3430m
CAUDAL (BPM)
PRESIÓN (PSI)
N°SACOS CEMENTO
¼
600
28
½
900
38
¾
1300
39
1
2000
34
1½
2700
38
2
3500
39
2¼
3998
PC = 3440m 30m
# Sa cos
=
112000
×
PS
θ b
×
LODO
ρ LECHADA
Baleos = 3470 – 3475m
#Sx prom CF = 3488m Zpto = 3500m
=
216 6
=
36�sx )
CALCULOS 4.- VOLUMEN DE LA LECHADA (bbl): V LCH = # sxprom × R LCH �bbl ) V LCH = 36�sx) × 0�242 �bbl / sx) V LCH = 8,7�bbl )
PK = 3430m
PC = 3440m 30m Baleos = 3470 – 3475m
CF = 3488m Zpto = 3500m
Si V LCH < 5�bbl )
Tapón Balanceado presurizad o
Si V LCH > 5�bbl )
Cementación Forzada convencional
CALCULOS 5.- ALTURA DEL AGUA DELANTERA (m): H agua = 2482m
H agua d =
H lch = 2684m
10 bbl
=
2
2,786
1029,4
×
404m
⇒
Tope = (3440 − 404) = 3036m
3,281
6.- ALTURA DE LA LECHADA (m): H LCH = H agua = 3036m PK = 3430m
PC = 3440m
8,7 bbl 1029,4
CF = 3488m Zpto = 3500m
×
352m
⇒
Tope = (3036 − 352) = 2684m
3,281
7.- ALTURA DEL AGUA POSTERIOR (m): H agua post =
30m Baleos = 3470 – 3475m
=
2
2,786
5 bbl 2
2,786
1029,4
×
=
202m
⇒
Tope= (2684− 202) = 2482m
3,281
8.- VOLUMEN DE DESPLAZAMIENTO (bbl): V Desplaz
=
2482
×
3, 281 ×
2,786
2
1029 , 4
⇒
V Desplaz
=
61, 4 (bbl )
CALCULOS 9.- VOLUMEN DE LA CAMARA (bbl): 2
V camara = (3475− 3440) × 3,281×
6,035
⇒
1029,4
V camara = 4,1(bbl)
10.- VOLUMEN DE LECHADA A INYECTAR (bbl):
PK = 3430m
PC = 3440m 30m Baleos = 3470 – 3475m
V LCH iny
= LCH −
V
V LCH iny
=
V camara (bbl)
8,7 − 4,1 (bbl)
⇒
=
4,6 (bbl)
11.- VOLUMEN TOTAL A INYECTAR (bbl): V T iny
=
V cam + V agua D
V T iny
=
18,7 (bbl)
V
+ LCH iny
⇒
V T iny
=
12.- VOLUMEN DE LECHADA A HESITAR: 2
V = 15× 3,281× CF = 3488m Zpto = 3500m
V LCH iny
V = 1,74 (bbl)
6,035
1029,4
(bbl)
4,1 + 10
+
4,6 (bbl)
CALCULOS 13.- PRUEBA SEMI SECA: ΔP
Para un diferencia l h = 1054m
PFm
=
5300 ( psi )
PFm
=
Ph
Ph
+
5300
=
ΔP −
⇒
Ph
=
1500 (psi)
=
PFm ⇒
1500 ( psi ) − Δ
P (psi
Ph
=
3800 ( psi )
14.- ALTURA DEL LODO:
PK = 3430m
h Lodo
=
h Lodo
=
Ph
δ k
(m)
⇒
h Lodo
=
3800 9,6 × 0 ,052 × 3, 281
2320 ( m)
15.- ALTURA DE VACIO: PC = 3440m 30m Baleos = 3470 – 3475m
hVacio
=
h Baleo inf
hVacio
=
1155 ( m)
−
h Lodo
=
3475
−
2320 ( m)
SE PISTONEA EL VOLUMEN DE LODO PARA TENER UNA Ph = 3800 psi CF = 3488m Zpto = 3500m
V Pistoneo
=
1155 ×
2 ,441
2
1029 ,4
×
3 ,281
⇒
V Pistoneo
SE OBSERVA POR 1 Ó 2 HORAS, SI LA CEMENTACIÓN FUE EXITOSA, EL NIVEL DEL LODO NO DEBEB MOVERSE.
=
22 (bbl )
SECUENCIA OPERATIVA PARA REALIZAR CEMENTACION FORZADA 1.
2. 3.
Bajar una pieza de DP OD=3 ½”, ID= 2,764” de 13,3 lb/ft + Packer recuperable de 7” 26-29 lb/ft + Tubing Tester + DP OD=3 ½”, ID= 2,764” de 13,3 lb/ft, hasta xxxx m (punta cola), Circular y acondicionar propiedades de lodo o fluido de terminación (2 retornos). Largas bolilla de 1 ¾”, acompañar con caudal mínimo hasta que llegue a niple asiento. Probar sarta de tubería con presión (P = Pmáx*1,5), (10-15 min), Desfogar. Cerrar preventores y circular por inversa hasta recuperar bolilla. Abrir preventor anular, anclar Packer c/x vueltas derecha y aplicar peso 15 klbs sobre Pk. Cerrar preventor anular, probar sello de packer durante 10-15 min con 800 psi. Abrir preventor, desfogar. Con unidad de cementación realizar prueba de inyectividad a diferentes caudales. Abrir junta de circulación, cerrar preventor anular, circular por inversa para normalizar fluido.
4. 5. 6. 7. 8. 9.
SECUENCIA OPERATIVA PARA REALIZAR CEMENTACION FORZADA 10. Abrir preventor anular y con junta de circulación abierta, con unidad de cementación bombear xx bbl de agua delantera + yy bbl de lechada + zz bbl de agua por atrás de la lechada. Luego todo desplazar con xx bbl de lodo o fluido de terminación hasta que los xx bbl de agua delantera lleguen a la punta cola. 11. Cerrar junta de circulación aplicando 15000 lbs de peso. 12. Proceder a bombear lodo o fluido de terminación, para inyectar el volumen equivalente de (Vcam + VH2O D + VLech), la presión no debe sobrepasar a la presión máxima de trabajo. 13. Parar la inyección, desfogar. abrir junta de circulación y cerrar preventor anular, circular por inversa (EA) para limpieza de tubería (2 retornos). 14. Abrir preventor anular y cerrar junta de circulación para realizar la hesitación con xx bbl de fluido de terminación o lodo. 15. Mantener la presión de cierre hasta que concluya el tiempo de bombeabilidad, desfogar y cuantificar volumen devuelto. 16. Desanclar packer, x vueltas a la izquierda, circular por inversa para limpiar tubería, sacar herramienta a superficie.
SECUENCIA OPERATIVA PARA REALIZAR PRUEBA SEMI SECA 1. Bajar arreglo con trépano tricono de 6 1/8” más escareadores de 7”, reperforar tapón de cemento. 2. Luego, bajar con circulación hasta (20 m por debajo los baleos) y continuar circulando. 3. Sacar herramienta hasta superficie. 4. Bajar arreglo para realizar prueba semi seca, (una pieza de DP OD=3 ½”, ID= 2,764” de 13,3 lb/ft + Packer recuperable de 7” 26-29 lb/ft + Tubing Tester + DP OD=3 ½”, ID= 2,764” de 13,3 lb/ft. 5. Largar bolilla, probar sarta, recuperar bolilla, anclar y probar sellos de packer.
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