Desplazamiento de lechadas y tapones con fuidos A continuación, las lechadas de cementación y los tapones limpiadores se bombe bombean an (son (son despl desplaz azad ados) os) hacia hacia el fondo fondo del del pozo pozo media mediante nte el uido de perforación u otro uido. Este uido de desplazamiento empuja el tapón superior y la lechada hacia abajo por la tubería de reve revesti stimi mient ento. o. uan uando do el tapón tapón limp limpiad iador or inferi inferior or lle!a lle!a al colla collarr de otac o tación ión,, la memb membran rana a situa situada da en su parte parte super superior ior se rompe rompe y la lechada es bombeada, saliendo de la parte inferior de la tubería de revestimiento y subiendo por el anular. uando el tapón superior lle!a al tapón inferior, hay un aumento de presión. "as lechadas de cementación se encu encuen entr tran an en el espa espaci cio o anul anular ar y en el recor ecorri rido do de zapa zapata ta.. El proceso habr# $nalizado cuando se indi%ue un aumento de presión en la super$ super$ci cie e y el proce proceso so de despl desplaza azamie miento nto haya haya termin terminado ado.. "ue!o "ue!o,, retornar#n de dos a cinco barriles y parar# el ujo. &i este ujo de retorno contin'a, si!ni$ca %ue hay fu!as en el collar de otación.
Técnicas de cementación orzada de reparación "a ceme cement ntac ació ión n forz forzad ada a pued puede e cla clasi$c si$car arse se se!' se!'n n la tcn tcnic ica a de colocación (presión de inyección baja o alta), el mtodo de bombeo (continu (continuo o o por forzamie forzamiento nto intermi intermitent tente) e) y el mtodo mtodo de aplicac aplicación ión (med (media iant nte e her herrami ramien enta tas s de ceme cement ntac ació ión n forz forzad ada a o mto mtodo dos s de colocación convencionales).
Colocación "a lechada de cementación puede colocarse detr#s de la tubería de revestimiento con presión de inyección alta o baja.
.*.+.+ olocación con baja presión "a cemen cementac tació ión n forzad forzada a a presi presión ón baja baja consi consiste ste b#sic b#sicam ament ente e en la inyección de lechada de cementación con una presión inferior a la de fractura de la formación. Esta tcnica se utiliza sobre todo para rellenar cavidades de las perforaciones o canales interconectados. Es la tcnica m#s utilizada. &e suelen utilizar vol'menes pe%ueos de lechada, ya %ue sta no se inyecta inyecta en la formaci formación. ón. Es necesario necesario tomar precau precaucio ciones nes especial especiales es para evitar %ue la formación se fracture. "a columna m#-ima de lechada %ue puede admitir la formación se calcula mediante la si!uiente fórmula / 012 - 3 4 556 4 05,5* - 3 - rc6 5,5* - 0rs 4 rc6 7m#- / 7t - donde / altura m#-ima de la columna de cemento 3 / profundidad de la perforación (pies) rc / densidad del uido de terminación (lp!) rs / densidad de la lechada de cementación (lp!)
7m#- / volumen m#-imo de lechada (pies c'bicos) 7t / volumen de la tubería por unidad de lon!itud (pies c'bicos8pie)
.*.+.* olocación con alta presión "a tcnica de cementación forzada de alta presión se utiliza cuando no es posible inyectar la lechada a una presión inferior a la de fractura. Esto ocurre principalmente en canales aislados detr#s de las tuberías de revestimiento, en microanulares y en perforaciones obstruidas. El cemento se coloca fracturando la formación e inyectando la lechada de cementación en la zona. &e suele utilizar un volumen relativamente alto de lechada, ya %ue las fracturas creadas y las perforaciones tienen %ue rellenarse con ella. omo medida de precaución especial, antes de inyectar la lechada, debe bombearse un lavador o un #cido dbil, con el $n de minimizar el caudal de bombeo necesario para iniciar las fracturas. 9n caudal de bombeo alto puede !enerar fracturas !randes, con orientaciones impredecibles %ue no puedan controlarse.
5.2.2 Bombeo E-isten dos mtodos para bombear y forzar la lechada detr#s de la tubería de revestimiento bombeo continuo o bombeo secuencial.
.*.*.+ :ombeo continuo El bombeo continuo (1i!ura ;<) consiste en bombear de forma ininterrumpida un volumen determinado de lechada hasta alcanzar la presión de inyección $nal. uando la presión de inyección $nal se mantiene constante, el trabajo ha terminado= en caso contrario, se debe repetir hasta alcanzar una presión uniforme. Esta tcnica puede utilizarse tanto con presiones altas como bajas, aun%ue hay %ue tener en cuenta %ue el volumen de lechada bombeado suele ser alto en esta situación.
.*.*.* :ombeo intermitente "a tcnica de bombeo intermitente consiste en aplicar de forma intermitente presión a un caudal entre 5,* bbl8min y 5,5 bbl8min durante un intervalo de entre +5 y *5 minutos hasta alcanzar la presión $nal de la cementación forzada. "a prdida de $ltrado inicial suele ser muy alta, pero disminuye a medida %ue se forma el revo%ue de lodo. En comparación con la tcnica de bombeo continuo, en el bombeo secuencial se utilizan vol'menes de lechada relativamente bajos. "a duración de cada secuencia depende del tipo de formación y puede oscilar entre minutos, en formaciones duras, y >5 minutos, en formaciones blandas. Esta duración debe tenerse en cuenta a la hora de determinar el tiempo de espesamiento de la lechada.
En la 1i!ura ;? se muestra la variación de la presión con respecto al tiempo en un proceso de cementación forzada mediante bombeo intermitente. A. El a!ua de mezcla de la lechada se $ltra durante el bombeo secuencial. :. @o hay m#s $ltrado= la lechada se ha deshidratado. . "a presión se libera. . "a presión de inyección $nal se vuelve a aplicar escalonadamente.
Aplicación Bara colocar la lechada de cementación y aplicar la presión necesaria, se utilizan dos tcnicas diferentes. "a diferencia entre ambas estriba en el uso (o no) de unas herramientas de aislamiento llamadas empacadores de cementación forzada.
ementación forzada a travs de revestimiento (C:radenhead s%ueezeD)
la
cabeza
del
En la tcnica de cementación forzada a travs de la cabeza del revestimiento, tambin conocida como Ccementación forzada pobreD, no se utiliza una herramienta de aislamiento del fondo de pozo. Esto si!ni$ca %ue toda la tubería de revestimiento y el cabezal de pozo est#n e-puestos a la presión de inyección $nal. @o se recomienda el uso de esta tcnica en tuberías de revestimiento viejas. uando hay perforaciones abiertas por debajo de la zona, a veces es necesario introducir un tapón mec#nico (1i!ura ;) para aislarlas de la zona de tratamiento. "a tcnica de la cabeza del revestimiento se aplica a profundidades pe%ueas y con aberturas lar!as en la tubería de revestimiento. 9n procedimiento normal de trabajo incluye los si!uientes pasos A!" #$ orra en el a!ujero, hasta el fondo de la zona, la tubería o tubería de perforación sin nada en el e-tremo inferior. A!" #2 ierre las compuertas del preventor de reventones (:FB). A!" #% "leve a cabo la prueba de inyección. A!" #& Abra las compuertas del :FB. A!" #5 :ombee a!ua en primer lu!ar y lue!o la lechada de cementación y a!ua. A!" #' "evante la tubería por encima de la lechada para e%uilibrar el tapón. A!" #( ierre las compuertas del :FB. A!" #) Gnyecte la lechada en la zona. A!" #* Apli%ue la presión de cementación forzada. A!" $# Abra las compuertas del :FB. A!" $$ Heverse el e-ceso de lechada. A!" $2 Espere a %ue el cemente fra!Ie.
ementación forzada con empacador con tubo de fondo "a cementación forzada con empacador con tubo de fondo (1i!ura ;+>) implica el uso de un empacador recuperable ("J o BosiJrieve) para aislar la parte superior de la tubería de revestimiento y el cabezal de pozo de la presión de cementación forzada. Este mtodo se utiliza cuando e-isten dudas sobre la inte!ridad de la tubería de revestimiento (en pozos viejos) y cuando es necesario colocar la lechada en un intervalo lar!o, en una tubería de revestimiento partida o en un liner con perforaciones abiertas por debajo de la zona de tratamiento. El tubo de fondo se utiliza para !arantizar una buena colocación de la lechada en la zona= adem#s, permite asentar un tapón mec#nico en un liner para cementar (cementación forzada) el col!ador del liner o perforaciones o fu!as en la tubería de revestimiento anterior. A continuación se indica el procedimiento típico a se!uir en una operación de cementación forzada con empacador con tubo de fondo A!" #$ Aísle cual%uier perforación abierta por debajo de la zona de tratamiento. A!" #2 orra el empacador recuperable en el pozo. El e-tremo del tubo debe lle!ar hasta la parte inferior de la zona. A!" #% Asiente el empacador y lleve a cabo la prueba de inyección. A!" #& "ibere el empacador. A!" #5 olo%ue un tapón de cemento balanceado a travs de la zona. A!" #' "evante el empacador hasta %ue el e-tremo del tubo de fondo %uede situado encima del tope del tapón de cemento. A!" #( Asiente el empacador. A!" #) Gnyecte la lechada en la zona hasta alcanzar la presión de cementación forzada $nal= deje + bbl de lechada en la tubería de revestimiento por encima de la parte superior de la zona. A!" #* "ibere el empacador. A!" $# Heverse el e-ceso de lechada. A!" $$ 7uelva a asentar el empacador y vuelva a aplicar la presión de cementación forzada. A!" $2 Espere a %ue el cemente fra!Ie.
.*.>.K fondo
ementación forzada con empacador sin tubo de
En la cementación forzada sin tubo de fondo, tambin llamada cementación forzada suicida, la lechada se bombea e inyecta de forma continua en la zona. En este proceso, se utiliza un empacador recuperable (sin tubo de fondo) para aislar la tubería de revestimiento y el cabezal de pozo. Esta tcnica presenta las mismas ventajas %ue la utilización de un empacador con un tubo de fondo= no obstante, la principal desventaja es
%ue se puede lle!ar a cementar el empacador debido al efecto de retorno de los tubos en 9 y a un posible fra!uado r#pido de la lechada. Este mtodo se utiliza principalmente para llevar a cabo la cementación forzada de tramos cortos y fu!as en la tubería de revestimiento debido a la posible comunicación entre las zonas y los canales, no se recomienda su uso para cementar canales detr#s de la tubería de revestimiento. En la cementación con un empacador sin tubo de fondo, se recomienda utilizar el bombeo continuo. A continuación se indica el procedimiento típico a se!uir en una operación de cementación forzada con empacador sin tubo de fondo A!" #$ Aísle cual%uier perforación abierta por debajo de la zona de tratamiento. A!" #2 orra el empacador en el pozo hasta la profundidad de asentamiento. A!" #% Asiente el empacador. A!" #& "leve a cabo la prueba de inyección. A!" #5 Abra el bypass del empacador. A!" #' :ombee a!ua en primer lu!ar y lue!o la lechada de cementación y a!ua. A!" #( esplace la lechada hasta %ue %uede a + bbl del e-tremo del $nal de la tubería. A!" #) ierre el bypass del empacador. A!" #* Gnyecte la lechada en la zona, si es necesario intermitentemente (si la presión no aumenta), hasta alcanzar la presión $nal de cementación forzada. A!" $# Abra el bypass del empacador. A!" $$ 3a!a circulación inversa para limpiar la tubería y el empacador (/+, veces el volumen de la tubería). A!" $2 7uelva a aplicar la presión de cementación forzada y espere a %ue el cemento fra!Ie.
.*.>. ementación forzada con retenedor de cemento "a cementación forzada con retenedor de cemento es similar al mtodo de cementación forzada sin tubo de fondo. "a diferencia estriba en %ue, en lu!ar de utilizar un empacador recuperable, se emplea una herramienta de aislamiento perforable (el retenedor de cemento). Esta tcnica se utiliza principalmente cuando es difícil o poco se!uro mantener la presión $nal de cementación forzada y, en especial, en los casos en los %ue se re!istran prdidas de circulación y cuando una presión diferencial alta puede alterar la costra de lodo.Jambin se usa cuando se comunican distintas zonas. El retenedor de cemento puede asentarse muy cerca de la zona con cable o mec#nicamente, con lo cual se minimiza el ries!o de contaminación del cemento. "a presión de cementación %ueda atrapada bajo la herramienta !racias a una v#lvula de control situada en el retenedor de cemento.
e esta manera, la tubería, el revestimiento y el cabezal de pozo %uedan prote!idos de la presión de la cementación forzada. A continuación se indica el procedimiento típico a se!uir en una operación de cementación forzada con retenedor de cemento A!" #$ Aísle cual%uier perforación abierta por debajo de la zona de tratamiento. A!" #2 orra el retenedor de cemento en el pozo hasta la profundidad de asentamiento. A!" #% Asiente el retenedor de cemento. A!" #& Gntroduzca el a!uijón en el retenedor y lleve a cabo la prueba de inyección. A!" #5 E-trai!a el a!uijón del retenedor. A!" #' :ombee a!ua en primer lu!ar y lue!o la lechada de cementación y a!ua. A!" #( esplace la lechada hasta %ue %uede a un + bbl del e-tremo del a!uijón. A!" #) Gntroduzca el a!uijón en el retenedor. A!" #* Gnyecte la lechada en la zona, si es necesario intermitentemente (si la presión no aumenta), hasta alcanzar la presión $nal de cementación forzada. A!" $# E-trai!a el a!uijón del retenedor. A!" $$ 3a!a circulación inversa para limpiar la tubería y el a!uijón (/+, veces el volumen de la tubería). A!" $2 Espere a %ue el cemente fra!Ie.
ementación forzada con tubería e-ible "a tcnica de cementación forzada con tubería e-ible se utiliza para cementar zonas a!otadas o zonas de a!ua8!as en un pozo productivo sin emplear un e%uipo de perforación o herramientas recuperables. Este sistema consiste en inyectar la lechada de cementación en la zona mediante una tubería e-ible= lue!o, sta se levanta hasta %uedar por encima de la parte superior del cemento y se aplica la presión de cementación forzada. "a lechada %ue ha %uedado en el a!ujero se contamina y se reversa antes de esperar a %ue el cemento fra!Ie. El diseo de la lechada es esencial para %ue este trabajo sea efectivo, ya %ue el proceso puede re%uerir mucho tiempo (esto !enera una velocidad de corte alta y, por consi!uiente, una reducción del tiempo de espesamiento). A continuación se indica el procedimiento típico a se!uir en una operación normal de cementación forzada con tubería e-ible A!" #$ orra la tubería e-ible en el pozo por debajo de la zona de tratamiento. A!" #2 olo%ue una píldora viscosa de !elatina o lodo pesado debajo de la zona. A!" #% olo%ue la lechada de cementación mientras se levanta despacio la tubería e-ible.
A!" #& ierre las compuertas y apli%ue la presión de cementación forzada. A!" #5 "ibere la presión y abra las compuertas. A!" #' Bara diluir la lechada, ha!a circular un contaminante (bóra- o un espaciador L9B9&3MM) hasta el fondo de la zona. A!" #( on circulación inversa e-trai!a toda la lechada contaminada y la píldora. A!" #) Efect'e circulación de la tubería y el a!ujero hasta %ue estn limpios. A!" #* Espere a %ue el cemente fra!Ie. "a tcnica de cementación primaria utilizada consiste en lo si!uiente a) irculación de lodo, para acondicionar el pozo Antes de bombear la lechada en el pozo, se lleva a cabo otro proceso= utilizando la bomba del e%uipo de perforación se hace circular lodo de perforación (tambin conocido como uido de perforación) en el pozo, con el $n de acondicionar el lodo y lavar el pozo. &i no se lleva a cabo el acondicionamiento, el paso de uido (la lechada de cemento) por el anular puede verse di$cultado por la presencia de sectores con lodo de corte !eli$cado.
b) "anzamiento del tapón inferior En los trabajos de cementación primaria, antes y despus de la inyección de la lechada de cementación, se lanzan tapones limpiadores. Estos elementos sirven para separar la lechada de los uidos de perforación, limpiar las paredes interiores de la tubería de revestimiento y obtener una indicación positiva (presión) de %ue el cemento ya est# en posición fuera de la tubería de revestimiento. c) :ombeo de lavador y espaciador Antes de bombear la lechada de cementación, por lo !eneral, se bombea un lavador %uímico o un espaciador densi$cado, o ambos, para %ue act'en como buNer entre el uido de perforación y el cemento. "os lavadores %uímicos son uidos
base a!ua %ue pueden utilizarse en espacios anulares pe%ueos con !eometría del a!ujero re!ular. Estos uidos pueden utilizarse cuando se puede lo!rar turbulencia en todas las secciones del espacio anular. "os espaciadores son uidos densi$cados %ue se bombean en ujos turbulentos o laminares. Estos productos sirven para eliminar completamente los uidos de perforación del anular antes de inyectar la lechada de cementación.
d) :ombeo de la lechada inicial o de relleno Esta lechad es de menor densidad, est# diseada para prote!er la parte superior del anular del revestimiento.
e) :ombeo de la lechada de cola "a lechada de cola es una lechada de mayor densidad, diseada para cubrir la sección inferior del anular desde el fondo del a!ujero. @ormalmente, la lechada de cola presenta unas propiedades superiores a las de la lechada inicial. Es esencial %ue la lechada de cementación ten!a la densidad correcta para %ue sus propiedades sean las deseadas.
f) "anzamiento del tapón superior El se!undo tapón limpiador de cementación se denomina tapón superior. &e bombea al $nal de los trabajos de cementación con el $n de separar la lechada del uido de desplazamiento %ue se bombea en la si!uiente etapa del proceso, y evitar así %ue sea contaminada por dicho uido. 9na vez %ue la lechada ya se ha bombeado en la tubería de revestimiento, el tapón superior se lanza desde la cabeza de cementación !) esplazamiento de las lechadas y tapones con uido para desplazamiento A continuación, las lechadas de cementación y los tapones limpiadores se bombean (son desplazados) hacia el fondo del pozo mediante el uido de perforación u otro uido. Este uido de desplazamiento empuja el tapón superior y la lechada hacia abajo por la tubería de revestimiento. uando el tapón limpiador inferior lle!a al collar de otación, la membrana situada en su parte superior se rompe y la lechada es bombeada, saliendo de la parte inferior de la tubería de revestimiento y subiendo por el anular. uando el tapón superior lle!a al tapón inferior, hay un aumento de presión. "as lechadas de cementación se encuentran en el espacio anular y en el recorrido de zapata. El proceso habr# $nalizado cuando se indi%ue un aumento de presión en la super$cie y el proceso de desplazamiento haya terminado. "ue!o, retornar#n de dos a cinco barriles y parar# el ujo. &i este ujo de retorno contin'a, si!ni$ca %ue hay fu!as en el collar de otación.
h) omprobación de retorno de uido El collar de otación est# e%uipado con una v#lvula de retención %ue evita %ue los uidos re!resen por la tubería de revestimiento. &i la v#lvula est# defectuosa, la lechada puede empujar los tapones y el uido por la tubería de revestimiento, debido al efecto de retorno de los tubos en 9. Al $nal de un trabajo de cementación, es necesario comprobar %ue el collar de otación o la zapata de otación no presenten fu!as. Bara realizar esta comprobación se espera a %ue el uido retorne a los tan%ues de desplazamiento de la unidad de cementación. &i el collar de otación o la zapata de otación funcionan correctamente, dejar#n %ue vuelvan de dos a cinco barriles y lue!o se interrumpir# el ujo. &i este ujo de retorno contin'a, si!ni$ca %ue el collar de otación tiene al!'n defecto.
i)
Berforación del si!uiente tramo si corresponde
