Preguntas del primer parcial de cem cem ento 1¿cuáles son los pr oceso s, que se prod ucen en el horno rotatorio d urante la fabricación del clinker, indiqu e los m ateriales ateriales b ásicos que se u tiliza para fabricar el clinker? En el horno donde se produce el clinker ocurren tres procesos las cuales son:
Zona de deshidracion 100 ⁰ C: C: es la zona donde la materia prima se introduce al horno y esta pierde toda el agua libre que tiene debido a la temperatura que se tiene en esta zona (100 ⁰ C) C) Zona de descarbonizacion 400 ⁰ ⁰ C: C: en esta zona es donde la caliza se descompone (CO ₃Ca -----CO ₂ (gas) + CaO(s)), donde todo el material orgánico es eliminado. Si existen sulfatos se observa la eliminación de los óxidos de azufre (SO ₂ y SO ₃ ), ), pueden también volatilizarse muchos cloruros y sales alcalinas. La perdida de material como como gases puede llegar a ser hasta un 30% de la carga total Zon a de reacc ion es qu ím icas: en esta etapa es donde empiezan a reaccionar los óxidos, esta es una zona de calcinación donde el 20 – 30% – 30% del material se funde y tiene lugar a la formación del clinker. La temperatura de 1400 – 1400 – 1600 1600 ⁰ C es muy importante para la calidad del clinker.
El clinker es un compuesto químico que se forma en el horno rotatorio cuando mesclamos caliza con arcillas
es el carbonato de calcio(CO ₃Ca) , abundan en la naturaleza en las formaciones geológicas, las Calizas: es formas más puras son la calcita y el aragonito Arcillas: puede ser cualquier tipo de arcillas hidratables, lo importante es que este material este con la menor cantidad de impurezas, son sílice aluminato de mg, Fe, y Na.
2. ¿La ¿La calidad d el agua, a cuál de lo s c om pon entes d el clinker le afecta más, explique con ejemplos? La calidad del agua afecta más al aluminato tricalsico (AC ₃ ) ) debido a que posee una gran velocidad de hidratación porque es importante en las primeras reacciones del cemento con el agua, debe ser un componente minoritario su presencia es muy importante en la reologia de la mescla y en la resistencia final al ataque de las aguas sulfatadas. s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
Baja resistencia a los sulfatos Alta resistencia a los sulfatos
15% de AC ₃ 3% de AC ₃
Se considera aguas sulfatadas a las aguas que contiene + de 250 ppm de sulfatos
3. ¿Por ¿Por qu élos c ementos más u sados son el clase G Y H? y cu ando s e usa los c ementos con diesel, expli qu e con gráfico s? Son los más usado porque a estos cementos se le puede agregar aditivos (aceleradores, retardadores, etc.) para que puedan ser usado en grandes profundidades y temperaturas según las condiciones de pozo. son utilizados para controlar el agua en la perforación o en la producción de pozos, son Los cementos co n diesel primordialmente para cerrar el paso de flujo de agua, pero también puede ser usado para reparar fugas en la cañerías, para combatir algunos problemas de pérdida de circulación, para taponar canales detrás de las tuberías y para controlar la penetración de la lechada. Tienen tiempo de bombeabilidad ilimitados y no se ubicaran a menos que sean desplazados en una zona con asiento de agua, allí la lechada absorbe agua y situar un cemento denso y duro
4. a) ¿Cual es la importan cia de conoc er la resistenc resistenc ia a la comp resión y el tiemp tiemp o de bom beabilidad? b) com o le afecta afecta a ambas pro piedades la temperatura y la presión.
Gerardo Luis Cazón Bejarano
a) Resistencia a la com presión: Es importante porque nos da una idea del tiempo que debemos esperar para que la lechada tenga una capacidad de sostener la cañería o cuando podemos seguir las operaciones en el pozo después de cementar la cañería. En la industria petrolera se debe esperar una resistencia a la compresión de 500 psi, esto garantiza la continuación con las operaciones en el pozo después de cementar una cañería. Para realizar un baleo de debe esperar a tener una resistencia a la compresión de 2000 psi para que la bala no me disgregue (fracturar) el cemento fraguado. Tiempo de bom beabilidad: porque nos da el tiempo en que la lechada puede ser bombeada al pozo antes de que esta empieza a fraguar, se debe usar la temperatura de circulación para hacer el cálculo del tiempo de bombeabilidad, porque cuando bombeamos la lechada se va encontrar en el fondo del pozo con la temperatura de circulación y no así con la temperatura estática.
La temperatura y la presión afecta al tiempo de bombeabilidad y la resistencia a la compresión, a medida que b ) la temperatura aumenta la lechada de cemento se deshidrata y esto causa que mi tiempo de bombeabilidad disminuya. También a medida que la temperatura aumenta en el fondo del pozo y me sobrepasa los 200 ⁰ F me causa la retrogresión (perdida de la resistencia a la compresión por efecto de la temperatura) del cemento fraguado, para evitar la retrogresión se lo debe agregar la silica flúor. La presión impuesta por la carga hidrostática de los fluidos del pozo sobre la lechada de cemento también reduce la bombeabilidad del cemento
5. a) indic ar por qu e el cement o deb e tener una d eterm inada m olien da, cual es el tam añ o m áxim o de u na partícula de cem ento, para que pueda hid ratarse? b) cuand o y p orqu e se debe contro lar el filtrado? a) es importante que el cemento tenga una determinada molienda porque influye en el tiempo de fragüe, la mayoría de los cemento API están molidos de manera que el 85% del mismo pasan por la malla # 200. El diámetro máximo que debe tener una partícula de cemento para que se hidrate totalmente es de 0.2 mm (200 micrones), ya que la partícula de cemento solo hidrata 0.1 mm (100 micrones). Si la partícula es mayor a los 200 micrones en el centro de la partícula no ocurriría la hidratación del cemento por lo tanto esto es como un material inerte. s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
el control de filtrado se realiza cuando tenemos pozos profundos durante la cementación de LINER , para b ) efectuar cementaciones a presión EQUEZZE , o cuando vamos a cementar la cañería de producción, la lechada que esta frente a la zona potencialmente productora de hidrocarburos debe tener un bajo filtrado La perdida de filtrado se debe controlar porque en una zona permeable puede originar debido a la perdida de agua quela lechada aumente su reología, va originar inmediatamente un revoque grueso que puede cambiar el tipo de flujo de la lechada. Los factores que influyen en la perdida de filtrado de la lechada es la presión, temperatura, la permeabilidad del revoque y la permeabilidad del reservorio.
6.- En for m a ord enada, exp liqu e cóm o ac on dic ion a el po zo p ara bajar la cañ ería.
acondicionar el lodo, o sea tener geles frágiles lo más bajo posible, debe bajarse la viscosidad plástica, y punto cedente lo más bajo posible sin afectar la estabilidad del pozo, buen control de filtrado y además mínima cantidad de sólidos de formación (menor a 5%) enviar baches viscosos para limpiar el pozo( las veces que sea necesario) solucionar problemas de arrastre de la herramienta correr carreras de reconocimiento para ver si los problemas se solucionaron, ver si el lodo no viene cortado con gas o agua de formación anotar los puntos de arrastres o resistencia al estar sacando la sarta del pozo durante las carreras de registros, medir la temperatura de fondo de pozo y la temperatura estática
Gerardo Luis Cazón Bejarano
medir la sarta de perforación mientras se saca la herramienta del pozo luego empezar a bajar la cañería al pozo con los respectivos cuidados 7. a) Que es la retrog resión, espliqu e, como se evita que suc eda la mism a. b) Ventajas de UCA, frente a la pren sa hid ráulic a?
a) La RETROGRESION se define como la pérdida de la resistencia de compresión del cemento fraguado por efecto de la temperatura mayor a 200 ⁰ F.se evita agregando a la lechada un aditivo llamado “silica flúor ” b ) la prensa hidráulica utiliza moldes de curado con lechada expuesta a temperaturas y presiones, lo cual tiene problemas al determinar la resistencia a la compresión porque es destructiva u además es dificultoso que todos los moldes salgan iguales uniformes En cambio el analizador ultrasónico de cemento (UCA) utiliza una única muestra por lo que el ensayo se hace en forma continua, además se realiza a baja presión y temperatura simulando condiciones de pozo (presión y temperatura), la UCA trabaja con señal acústica a través de la muestra del cemento que es interpretada por un software que nos mide los tiempos de transito de la señal en función del tiempo y nos interpola los valores de resistencia a la compresión del fragüe inicial y el final, hay aparatos que permiten trabajar hasta con 8 muestras simultaneas
8. a) Defina que es el fragüe desde el p unto de vis ta químico . b) Defina qu e es fragüe desde el p unt o d e vi st a físi co ? a) La cristalización inicial de la lechada y la consolidación se debe a la hidratación del AC ₃ y la hidratación parcial del SC ₃, el aumento posterior de la consistencia se debe a la hidratación continua del SC ₃ y SC ₂ que continua hasta que el cemento llega a un estado de equilibrio. b) el fr agüédesd e el pu nto físic o s e div ide en tres etapas :
s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
prim era etapa: el fragüé inicial ocurre cuando la lechada pierde toda su plasticidad y se vuelve friable al grado tal que dos fragmentos de una mescla rota no puede formar una masa homogénea cuando se la pone en contacto íntimo. La plasticidad no se la recupera aun colocando los peda zos en agua Segunda etapa: luego del fraguado inicial el cemento sufre cambios físicos debido a que continúa la hidratación, estos cambios se traducen en que el cemento adquiere una mayor dureza hasta alcanzar el fraguado final Tercera etapa: Luego de alcanzado el fragüe final, y en el periodo de 28 días y como consecuencia de nuevos ajustes químicos que dan como resultado un aumento gradual de la resistencia y dureza esto se conoce como periodo de endurecimiento.
9.- Defina que es el cement o? Se define como sustancias adhesivas y cohesivas, es decir capaz de unir fragmentos de masas o de fragmentos sólidos en un todo compacto
10.- De que resulta el cemento p ortland, cuales so n los com pon entes básicos para la fabricación del cemento? Son el resultado de la mezclar clinker mas yeso (sulfato de calcio) en una proporción de (95 – 97%) clinker y (5 – 3%) de yeso El clinker es un compuesto químico que se forma en un horno rotatorio cuando mesclamos caliza con arcillas que tiene un proceso de fusión de 1400 – 1600 ⁰ C
Gerardo Luis Cazón Bejarano
Calizas: no es más que el carbonato de calcio (CO ₃Ca), es importantes mencionar que no se deben utilizar calizas que tienen porcentajes altos de impurezas o contaminación, esto causa que el cemento cuando fragüe presentes grietas, también cuando el material es muy duro se debe descartar porque se necesita mucha energía para su molienda puede ser cualquier tipo de arcillas hidratables, lo importante es que el material tenga la menor cantidad Arcillas: de impurezas, están hecha de sílice aluminato de Mg, Fe y Na.
11.- Cual es la finalidad de m esclar el yeso co n el clinker? El yeso tiene la finalidad de darle características hidráulicas al clinker u retardar su tiempo de endurecimiento e incrementar su resistencia.
12.- Defina q uímic amen te el c link er? Químicamente el clinker es una combinación de los siguientes compuestos:
₃ : Es el componente mayoritario del cemento portland 45 – 65%, es responsable de la mayoría de las SC reacciones hidráulicas en el estado inicial, se encuentra en el cemento de una manera impura SC ₂: Es el segundo componente del cemento portland entre 15 – 35 %, debido a su baja velocidad de hidratación comparada con la del SC ₃ no tiene un rol importante en el desarrollo de la resistencia en tiempos cortos, si en tiempos mayores a 28 días. ₃: Posee una gran velocidad de hidratación porque es importante en las primeras reacciones del A C cemento con el agua, no obstante de ser un componente minoritario su presencia es muy importante en la reologia de la mescla y en la resistencia final al ataque de las aguas sulfatadas.las especificaciones API permiten hasta un 15% para cementos que tienen baja resistencia a los sulfatos y un contenido de 3% para los cementos con alta resistencia a los sulfatos. Las aguas con más de 250 ppm de sulfatos son consideradas como aguas sulfatadas. A FC ₄ : No incide en la resistencia del cemento fraguado, si no que su presencia en el cemento es para darle mayor resistencia a los ataques de los sulfatos
s o r e l o r t e P
13.- Porque se agrega bentonita a las lechadas, que efectos p rodu cen sob re las lechadas?
s o z o P
14.- Como s e determina el agua libre en una lechada, este ensayo es p ara todo tipo de cementos ?
e d n ó i c a t n e m e C
Se agrega bentonita para bajar la densidad de la lechada e incrementar su volumen, se acepta que por cada 1% de bentonita agregada se debe agregar 5.3% de agua adicional a la lechada para evitar que la lechada tenga valores altos en su reologia. Reduce la fuerza compresiva y disminuye la resistencia a ataques químicos de las formaciones de agua.
una vez preparada la lechada debe ser colocado en un consistometro atmosférico (baño maría) se lo mantiene durante 20 min a 80 ⁰ F, luego se lo saca la lechada y se debe agitar en el mesclador durante 35 seg, luego se pasa a una probeta de 250 cc. tapar la probeta con cartón para evitar la evaporación del agua y dejar transcurrir 2 horas después de 2 hr se observa en la parte superior de la probeta que volumen de agua se ha separado de la lechada.
Este ensayo solo se lo realiza para los cementos G y H y no debe exceder al 1.4%, para los otros tipos de cementos no hay requisitos. Para pozos horizontales el agua libre debe ser igual a 0cc, esto se consigue agregando aditivos principalmente reductor de filtrado.
Gerardo Luis Cazón Bejarano
15.- Explique so bre los t res parámetros que so n im portantes en la preparación de una lechada de cemento?
Resistencia a la com presión: es la presión que aguanta el cemento antes de romperse. Es importante determinarla porque nos da una idea del tiempo que debemos esperar para continuar con las operaciones, se acepta una resistencia a la compresión de 500 psi para continuar con las operaciones en el pozo. Tiempo de bom beabilidad: es el tiempo en que lechada puede ser bombeada al pozo antes de que esta empiece a fraguar. Por definición se acepta que la lechada ha alcanzado su tiempo de bombeabilidad cuando llega a las 100 unidades de consistencia , actualmente las compañías petroleras dan como un límite 70 unidades de consistencia tomando en cuenta el factor de seguridad Contro l de filtrado: se controla el filtrado en zonas productoras para minimizar daño a la formación, ya que si tenemos filtrado con PH mayor a 12, cuando el filtrado resulta altamente alcalino y si los granos de la arena tiene un matriz arcilloso este disgrega las arcillas obstruyendo los poros, esto cambia la permeabilidad y por ende disminuye la productividad. Los factores que influyen en la perdida de filtrado de la lechada son la presión, temperatura, la permeabilidad del revoque y la permeabilidad del reservorio.
16.- Porque se debe aumentar la densidad de la lechada y que pro piedades se mo difican? Para poder contrarrestar las presiones altas frecuentemente encontradas en pozos profundos, aumenta la densidad de la lechada, aumenta la resistencia a la compresión.
17.- Porq ue es imp ort ante la temp eratur a y presión en las o perac ion es de cem entac ión y cu ál es el más c ríti c o? Porque la temperatura y la presión afectan al tiempo de bombeabilidad y la resistencia a la compresión de la lechada fraguada
s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
La temperatura de la formación es la más crítica, a medida que aumenta con la profundidad la lechada de cemento se deshidrata, se fragua más rápido y desarrolla la dureza más rápidamente, también el tiempo de bombeabilidad decrece.
18.- Porqu e us amo s c entralizado res al b ajar cañ ería, que benefi cio s t iene? Son accesorios que ayudan a centrar la cañería dentro del agujero abierto durante la operación de cementación, permitiendo que el cemento sea distrib uido homogéneamente alrededor de la cañería
Previene el arrastre mientras las tuberías son corridas dentro del pozo Centralizar la cañería en el pozo Minimiza el pegamiento por presión diferencial y así ayuda a regularizar la presión hidrostática en el espacio anular Reduce los problemas de canalización del cemento y mejora el desplazamiento del lodo Evita que la cañería este en contacto con el pozo
19.- Que propiedades se analizan en una lechada de cem ento?
Contenido de agua Molienda del cemento Resistencia a la compresión Tiempo de bombeabilidad
Gerardo Luis Cazón Bejarano
Control del filtrado Permeabilidad Reologia
20.- Que efecto ocur re cuando la lechada se contam ina con lodo ? Cuando la lechada es contaminada con lodo de perforación se ve afectada las propiedades en la lechada y cemento fraguado. La poliacrilamida, emulsificantes, adelgazantes causan en la lechada un retardamiento en el fraguado, la suavidad en el cemento utilizado como un tapón que es re perforado es un signo de contaminación porque la contaminación disminuye la resistencia d el cemento fraguado.
21.- Cuando es n ecesario cem entar un a cañ ería en do s etap as, exp liqu e? Cuando se tienen columnas de lechada muy alta y nos encontramos con zonas de baja gradiente de fractura que no soportan la presión hidrostática que ejerce la columna de la lechada, para evitar que la formación se fracture se realiza la cementación por etapas.
22.- Com o pl anif ic aría la cem ent aci ón de un a c añ ería, qu e in fo rm ación req ui ere an tes de baj ar l a c añ ería, com o acondiciono el pozo? a) planificación:
Acondicionar el pozo Tener información de los diámetros del pozo Ver los accesorios de cementación que estén en buenas condiciones
b) inform ación:
s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
Condición del pozo (calibre) Condición del lodo (progresiones reologicas) Si se bombea de espaciadores Que accesorios vamos a usar Tipo de cemento que se va usar para preparar la lechada
c) aco ndicionamiento del pozo:
Acondicionar el lodo, que el lodo este estable, tener propiedades reologicas, tixotrópicas bajas, ( geles frágiles) sin afectar la estabilidad del pozo Enviar bache viscoso para limpiar el pozo Solucionar posibles problemas de arrastre de la herramienta Correr carreras de reconocimiento para ver si los problemas se solucionaron, ver si el lodo viene cortado con gas o con agua de formación Una vez que la cañería este en el fondo moverlo Circular el pozo a bajo caudal y luego ir aumentando el caudal hasta llegar al caudal con que se va desplazar la lechada al pozo.
23.- En fo rm a ord enada ex pliq ue cóm o p lanific aría la bajada d e un a cañ ería y su cem entac ión pr im aria? a) Planificación:
Una vez la cañería esta en el pozo medir y calibrar cada una de las piezas, verificar el grado y el peso de la cañería
Gerardo Luis Cazón Bejarano
Se deben limpiar todas las roscas de la cañería Verificar que todos los accesorios que se van a bajar con la cañería, se encuentren en el pozo y que estén en buen estado
b ) B aj ad a d e c añ er ía:
Conectar y enroscar el zapato guía a la última pieza de cañería en la parte inferior, luego entre la primer y la segunda pieza conectar el collar flotador , se continua bajando la cañería con los centralizadores que corresponden Una vez que la cañería esta en el fondo del pozo conectar la cabeza de cementación, empezar a circular a bajo caudal, moviendo la cañería y acondicionar el lodo
c) Cementación:
Probar todas las líneas de superficie con agua a presión de 4000 psi Largar el tapón inferior desplazando con agua luego chequear si bajo el tapón para luego bombear el agua restante Mesclar y bombear la lechada extendida Mesclar y bombear la lechada principal Soltar el tapón superior desplazando con agua Asentar el tapón superior con 3000 psi Desfogar y observar si hay devolución de agua hacia el camión, con esto se verifica el trabajo del collar flotador y esperar el fragüe de la lechada.
24.- Que diferencia o ventajas tiene el collar diferencial frente al collar flotador? Las ventajas del collar diferencial son:
s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
Permite el flujo en ambos sentidos No se tiene que llenar con lodo cada 5 piezas, automáticamente se llena la cañería de fluido Se lo puede utilizar en pozos de mayor profundidad Trabajo con presión diferencial Se puede convertir en un collar flotador al largar una bolilla Se bajara en menos tiempo la cañería Menos riesgo de aprisionamiento por presión diferencial
La función principal de la cabeza de cementación es la ubicación y la largada de tapones de goma y la derivación para bombear distintos fluidos a través d e esta al pozo y va armada en la última cañería bajada.
25.- Ex pli qu e quéfu nc ión tien en lo s acc eso rio s qu e se bajan co n la cañ ería?
Zap ato de gu ía: su función principal es de guiar la cañería durante la bajada evitando que se encaje en las paredes del pozo por su forma cónica redondeada son accesorios que ayudan a centrar la cañería dentro del agujero abierto durante la Centralizadores: operación de cementación permitiendo que el cemento sea distribuido homogéneamente alrededor de la cañería Collar flotador: su función principal es de no permitir el retorno de la lechada al interior de la cañería una vez terminada la cementación, esto es debido a que cuando nosotros ubicamos la lechada al espacio anular y el tapón superior esta encima del tapón inferior, entonces debido a las diferencias de las densidades entre la lechada y el fluido desplazante la lechada va a tratar de retornar al interior de la cañería
Gerardo Luis Cazón Bejarano
Rascadores: su función es que a medida que se va bajando la cañería al pozo este rascador tiene unas puntas que van removiendo el revoque del lodo en la pared del pozo, esto queremos lograr para que el cemento se adhiera tanto a la cañería como a la pared del pozo Tapón inferior: se larga el tapón inferior para que vaya limpiando la parte interior de la cañería Tapón sup erior: se larga por detrás del tapón inferior se bombea el fluido que desplaza la lechada
La función principal del tapón superior e inferior es de separar mecánicamente la lechada del lodo y del fluido desplazante.
26.- Cuando es necesario acelerar y retardar el fragüe, cuales son lo s aditivo s qu e se usan? Es necesario acelerar el fragüe del cemento cuando estamos en pozos pocos profundos, formaciones de baja , usando los aceleradores en menos de 4 horas se puede conseguir una temperatura por debajo de los 100 ⁰F resistencia a la compresión de 500 psi que es la fuerza generalmente aceptada para sostener la cañería y continuar con las operaciones. Entre algunos aceleradores tenemos cloruro de calcio que es el más usado y efectivo, también está el cloruro de sodio, cemento con yeso y silicatos. Los retardadores se usan para cementar cañerías a grandes profundidades y altas temperaturas entre 6000 – , a esa temperaturas y presiones el fragüe del cemento se acelera es por 25000 ft de profundidad y 170 – 500 ⁰F eso que es necesario hacer el uso de los retardadores para poder tener el tiempo suficiente para poder bombear la lechada de cemento al fondo del pozo antes de que fragüe. Los retardadores más comunes son los compuestos de lignito, sales de ácidos lignosulfonicos, gomas, almidón, ácidos orgánicos débiles y derivados de almidones.
27.-Explique porq ue es necesario el uso de aditivo s en las lechadas? Es necesario el uso de aditivos en las lechadas para optimizar o mejorar el rendimiento de la lechada (propiedades físicas, reologicas y tixotrópicas) según las condiciones de fondo de pozo, tenemos aditivos como aceleradores, retardadores, aditivos livianos, aditivos pesados, para control de filtrado, para controlar perdida de circulación, etc. s o r e l o r t e P
28.- Explique que es la TOBERMARITA y de que resulta la formación de la mism a? La tobermarita es un gel compuesto de partículas muy finas, que tiene un gran área superficial por lo tanto mediante fuerzas atractivas se adsorben sobre todos los cristales presentes y los une. Resulta de las reacciones químicas de los componentes del clinker con el agua
29.- Que me causa el exceso de agua que no se utiliza en la hidratación de los co mp on entes del clinker?
s o z o P
Causa que el cemento fraguado pierda su resistencia, lo hace más poroso y permeable. Por eso se debe buscar que la lechada de cemento tenga la densidad programada cuando se va a cementar el zapato guía y las piezas cercanas al zapato.
e d
30.- a que se refiere cuando se dic e que la lechada debe tener la densidad pro gramada?
n ó i c a t n e m e C
Se refiere al cuidado que se debe tener en el agregado de agua para el cemento para poder obtener la densidad que se programo tener para realizar la cementación.
31.- A q ue se refiere cu ando se habla del agu a crítica de u na lechada d e cement o?
Gerardo Luis Cazón Bejarano
Se refiere al porcentaje de agua máxima que se debe agregar para cada tipo de cemento según las especificaciones API para tener un volumen del cemento fraguado igual o similar al volumen de la lechada que lo origino.
32.- Cuales son los cem entos espec iales, explique cada uno de ellos en form a detallada? a) cemento s puzzolano portland: son lechadas que tienen baja densidad en comparación de las lechadas que se obtienen de los cementos API. No es más que una mescla de cemento portland con silicatos, se usa cuando se tiene formaciones con gradiente de fractura baja. b) cemento puzzolano – cal: es una mescla de puzzolanico con cal hidratada, a bajas temperaturas sus reacciones son lentas por esos son recomendadas para cementaciones primarias a temperaturas superiores a , poseen una dureza estable a altas temperaturas. los 140 ⁰F c) cemento s p lástico s o con resina: son cementos usados para taponamiento de agujeros abiertos en formaciones que tienen arenas con alta permeabilidad llamadas zonas ladronas. La propiedad de estos cementos es que cuando la presión es aplicada a la lechada la fase de resina puede ser forzada dentro de una zona permeable y formar un sello dentro de la formación. d) ce mentos de yeso: son cementos que se usan para combatir perdida de circulación debido a su capacidad de ubicarse rápidamente y su dureza temprana, los cementos de yeso son mesclado con cemento API en un rango de 8 – 10% de concentración para producir propiedades tixotrópicas. Los fluidos tixotrópicos son aquellos que cuando se le aplica un esfuerzo de corte fluyen con facilidad y cuando se les quita el esfuerzo de corte empieza a formar un estado de gel, pero el proceso no dura mucho tiempo sino hasta que fragüe el cemento.
s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
e) cemento diesel – o íl: son cementos que se usan para controlar el agua de perforación o en la producción de pozo, son cementos que tienen tiempos de bombeabilidad ilimitados y no se ubicaran a menos que sean desplazados en una zona con asientos de agua, allí la lechada absorbe agua y sitúa un cemento denso y duro. También puede ser usado para reparar fugas de tuberías, para combatir algunos problemas de circulación, para taponar canales detrás de la tubería y controlar la penetración de la lechada. f) cementos expansivos: son aquellos que cuando fraguan aumentan su volumen para sellar mejor la pared del pozo. g) cemento s refractarios: son cementos alto contenido de alúmina, son de endurecimiento rápido y mayor ) y al ataque de químicos corrosivos, son usado en pozos de resistencia a altas temperaturas (750 - 2000 ⁰F combustión in-situ h) cem ent os látex : es una mescla de cemento API y látex liquido o en polvo, muchas veces se utiliza para aumentar la dureza del cemento fraguado principalmente cuando el tapón de cemento se lo va utilizar para hacer un sidetrack (es decir para realizar un desvío de pozo debido a problemas de pesca y seguir perforando), además de dureza el cemento látex tiene que tener mucha adherencia con la pared del pozo. i) cemento s de congelación permanente : so cementos que tienen un calor de hidratación muy baja para evitar que derrita el suelo congelado son usados en zonas de ambientes congelados. 33.- Cual es la temp eratura que se utiliza para la determin ación del tiempo d e bomb eabilidad y com o logro q ue la temp eratura de fondo de pozo sea la de circulación?
Gerardo Luis Cazón Bejarano
L a temperatura circulación es la que se utiliza para determinar el tiempo de bombeabilidad y no así la estática de fondo de pozo, antes de bombear la lechada se hace circular para acondicionar el lodo por los menos unas 6 horas como mínimo y esto hace que la temperatura en el fondo del pozo sea la de circulación
34.- Que requisitos debe tener el agua para prep arar una lechada y c uál es su func ión princip al? El agua para preparar una lechada debería estar limpia y clara de químicos solubles, arena, limo, material orgánico soluble, material alcalino o cualquier contaminante, pero no siempre es posible dado que las fuentes de agua en los pozos es de distintas fuentes, sin embargo aguas con 500 ppm de sólidos suspendidos puede ser utilizadas sin problemas. Su función en la lechada es de humedecerlo y transportar la lechada al espacio anular.
35.- Que factores intervienen en la cantidad de agua que s e debe agregar a una lechada dada? El tamaño de las partículas, área de superficie y todos los aditivos influencian en la cantidad de agua requerida para que la mezcla alcance una viscosidad en una l echada dada.
36.- Explique sobre la permeabilidad del cemento fragu ado? Los cementos fraguados tienen muy poca permeabilidad, de hechos más bajas que las formaciones productoras, a menores temperaturas de 200 ⁰ F la permeabilidad del cemento disminuye con el tiempo y la temperatura, después de 7 días de curado la permeabilidad es usualmente muy baja como para medirla.
37.- Cuales son los factores influyen en el diseñ o d e la lechada de cem ento?
s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
Profundidad del pozo Temperatura del pozo Presión de la columna de lodo Viscosidad y contenido de agua de las lechadas de cemento Tiempo de espesamiento o bombeabilidad Fuerza del cemento requerida para sostener la cañería Característica del agua disponible para el mesclado Tipo de fluido de perforación y de aditivo para el fluido de perforación Densidad de la lechada Calor de hidratación Permeabilidad del cemento fraguado Control de filtrado Resistencia a las salmueras de fondo de pozo
38.- De que depende el tiempo que tom a la lechada en llegar al fondo del pozo? Depende del tamaño de la cañería y del caudal de desplazamiento
39.- Explique el enfriamient o de la lechada cuando es bo mb eada y que efecto me caus a? En realidad la mayoría de los cementos experimentan algún tipo de enfriamiento mientras son bombeados por el espacio anular bajo condiciones actuales de pozo porque a medida que la temperatura de la lechada disminuye el tiempo de bombeabilidad aumenta, esto causara un efecto de factor de seguridad más alto en la bombeabilidad.
40.-Que factores se debe tom ar en cuenta para el uso de m ateriales para contro lar la perdida de circulación?
Gerardo Luis Cazón Bejarano
Se debe tomas en cuenta los siguientes factores:
El material debe ser de un tamaño que pueda ser manejable por el equipo de bombeo Las formaciones abiertas deben ser lo bastante pequeñas para permitir al material retener y sellar
Cuando las formaciones abiertas son muy largas que los agentes sellantes y estos son relativamente inefectivos entonces es necesario diseñar cementos semisólidos o de asentamiento rápido.
41.- Cuales son las con dicio nes adversas que afectan la cementación?
Agujero p erforado inadecuadamente : diámetro del agujero pequeño, patas de perros, inestabilidad del agujero, mala selección de accesorios Lodo m al acondiciona do: altos geles, viscosidad plástica y punto cedente, alto filtrado, grueso revoque, concentraciones altas de sólidos indeseables, incompatibilidad de la lechada con el lodo Perdida de circulación : zonas de perdidas no selladas antes de la cementación, excesiva perdida de carga en el EA causa perdida de cemento Presión anorm al : complica la perforación del pozo, las lechadas tienen que ser densificadas y con aditivos de control de gas, es más difícil mover la cañería : hay problemas de pegamiento por presión diferencial, lechadas de baja densidad, Presión subno rmal resistencia a la compresión reducida Altas temperaturas : gelificacion del lodo y fragüe rápido del cemento si se le aditiva retardadores, problemas con las herramientas de fondo de pozo, r etrogresión de la resistencia a la compresión
42.- Cuales son los requ isitos p ara una cementación exitosa?
s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
Buen lodo, pozo estable, valores tixotrópicos y reologicos bajos sin afectar al pozo Movimiento de la cañería durante la operación de reacondicionamiento del lodo Bombear lo mas que se pueda preflujos, cuanto sea practico Utilizar cuanto centralizadores sea necesario para centralizar la cañería Diseño apropiado de la reologia de la lechada El flujo turbulento mejora la posición de la lechada en el espacio anular Prevenir la contaminación lodo – cemento Conocer las limitaciones de la presión de fractura de la formación
43.- Cuales son las princ ipales funcion es de una cementación?
Evitar flujo de fluidos entre formaciones Unir la cañería a la formación, soportarla y reforzarla Evitar contaminaciones de zonas acuíferas, que pueden ser usadas para el uso domestico Proteger las cañerías de aguas corrosivas y corrientes electrolíticas Sellar zonas de pérdida de circulación y formaciones problemáticas y continuar la operación Proteger a las cañerías de seguridad, intermedias durante la perforación del pozo. Las cañerías libres a menudo presentan roturas Provee una base para la fractura en las operaciones de fracturamiento en las cementación a presión
44.- Cual es so n las té cn icas de cem ent aci ón d e c añ erías? exp liq ue
Cem ent aci ón a tr avé s d el cas in g : el cemento se bombea por el interior del casing, los dispositivos de flotación y de allí al anular, empleando tapones inferior y tapones superiores
Gerardo Luis Cazón Bejarano
Cementación por etapas: son cementaciones primarias que se llevan a cabo en 2 o más etapas, se ejecutan en pozos que requieren una columna de cemento alta en las cuales las formaciones débiles no soportan las presiones hidrostáticas que aparecen durante la operación.
Cemen tación po r m edio de u na cañ ería in terio r al casi ng : se utiliza cuando se cementa una cañería de gran diámetro, es como hacerlo a través de una cañería que se baja por dentro de la misma, este método reduce el tiempo de la cementación así como también el volumen de cemento requerido para bombear el tapón. De esta manera se evita tener que maniobrar con gran cantidad de cemento.
Cementación por medio del tubin g bajado por el anular : se bombea la lechada a través de tubería o cañería de pequeño diámetro bajado por el espacio anular, este método es comúnmente usado en la cementación de cañería de superficie a fin de obtener tope de cemento con la superficie.
Cementación por circulación inversa: consiste en bombear el cemento por el anular, desplazando el lodo hacia el interior de la cañería y de ahí a la superficie, se emplea cuando no es posible bombear lechada en régimen turbulento sin producir fractura en las zonas débiles por encima del zapato.
Cementación de f ragüe retardado : esta técnica permite obtener un anillo de cemento más uniforme alrededor del casing que el que se obtendrá cementando por métodos convencionales
Cem en tac ión co n m últ ip les c añ erías : se usa en cementación de tubings de pequeño diámetro.
s o r e l o r t e P s o z o P e d n ó i c a t n e m e C
Gerardo Luis Cazón Bejarano
