PROGRAMA DE CEMENTOS PETROLEROS PET-219 CEMENTOS API – INTRODUCCION – TEMA I Competencia : El estudiante conoce la disponibilidad de cementos petroleros API, su uso y sus propiedades fisicoquímicas, de la misma forma para los cementos especiales que se usan en la industria petrolera .
INTRODUCCIÓN 1.1. ÁMBITO DE APLICACIÓN DEL PROGRAMA El proceso de cementación de un pozo petrolero es usado alrededor del mundo, y ha crecido en complejidad, con muchas personas, organizaciones, y tecnologías que han contribuido al estado del arte. Para ayudar al ingeniero practicante con el planeamiento y evaluación del trabajo, esta monografía ha sido escrita como una referencia comprensiva con información acerca de la variedad de materiales y técnicas usadas en la cementación de un pozo. Los capítulos están dedicados a cementos, aditivos, pruebas, planificación de trabajo, y la ejecución de trabajo de cementación primaria, cementación squeeze, y operaciones de taponamiento. La importancia de planificación en alcanzar el aislamiento zonal es destacada. También dan cobertura al equipo mecánico y de bombeo, mezcladores, sistemas de manejo de masa, y varios instrumentos subsuperficiales usadas para colocar el cemento correctamente. El programa muestra la secuencia lógica de las operaciones de cementación de un pozo para proporcionar al ingeniero petrolero los conocimientos básicos del trabajo para mejores prácticas de cementación. cementación.
1.2. OBJETIVOS DEL TEXTO Tiene dos propósitos: 1. Proveer al ingeniero petrolero responsable del proceso de cementación información que lo ayudará a juzgar según sus propios méritos varias técnicas de cementación y saber qué resultados pueden ser esperados. 2. Proporcionar un análisis comprensivo del estado del trabajo. Pet-219
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1.3. PROCEDIMIENTO DE CEMENTACIÓN
La cementación de un pozo petrolero es el proceso de mezclar de cemento y agua ( lechada) y bombearlo a través de la cañería de acero a puntos críticos en el anular que se encuentra alrededor de la cañería o en el agujero abierto debajo de la sarta de cañería. (Figura 1.1) Las dos principales funciones del proceso de cementación primaria son restringir el movimiento de fluido entre las formaciones y para adherir y sostener la cañería. En adición el aislamiento de zonas productoras de petróleo, gas y agua, el cemento también ayuda a: 1. Proteger la la cañería de la corrosión 2. Prevenir reventones mediante la rápida formación de un sello. 3. Proteger la cañería de impactos de cargas en perforaciones más profundas. 4. Y sellar zonas de pérdida de circulación, o zonas ladronas (que absorben el fluido El trabajo de una cementación primaria consiste , en lo siguiente una vez que la cañería esta en fondo del pozo , hay que acondicionar el lodo , para luego reemplazarlo por una lechada que se prepara en superficie . Antes de bombear la lechada se larga el tapón inferior, el cual l lega hasta el collar flotador, por detrás s\ del tapón se bombea la lechada luego el tapón superior, que se desplaza con agua o lodo. El tapón superior asienta sobre el tapón inferior .
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1.3. PROCEDIMIENTO DE CEMENTACIÓN
La cementación de un pozo petrolero es el proceso de mezclar de cemento y agua ( lechada) y bombearlo a través de la cañería de acero a puntos críticos en el anular que se encuentra alrededor de la cañería o en el agujero abierto debajo de la sarta de cañería. (Figura 1.1) Las dos principales funciones del proceso de cementación primaria son restringir el movimiento de fluido entre las formaciones y para adherir y sostener la cañería. En adición el aislamiento de zonas productoras de petróleo, gas y agua, el cemento también ayuda a: 1. Proteger la la cañería de la corrosión 2. Prevenir reventones mediante la rápida formación de un sello. 3. Proteger la cañería de impactos de cargas en perforaciones más profundas. 4. Y sellar zonas de pérdida de circulación, o zonas ladronas (que absorben el fluido El trabajo de una cementación primaria consiste , en lo siguiente una vez que la cañería esta en fondo del pozo , hay que acondicionar el lodo , para luego reemplazarlo por una lechada que se prepara en superficie . Antes de bombear la lechada se larga el tapón inferior, el cual l lega hasta el collar flotador, por detrás s\ del tapón se bombea la lechada luego el tapón superior, que se desplaza con agua o lodo. El tapón superior asienta sobre el tapón inferior .
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Fig 1-1
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1.4.- ANTECEDENTES HISTÓRICOS PRIMEROS TRABAJOS.- La industria estadounidense de petróleo tradicionalmente data sus principios con la perforación del pozo Draque en 1859; no fue sino hasta 1903 que una lechada de cemento fue usada para cerrar el paso de agua del fondo al pozo justo por encima de una arena petrolífera en el campo de Lompoc en California. Frank F. Hill, con la Unión Petrolera Co, es la primera vez que usa una lechada en la industria petrolera.
Este pozo antes de bombearle una lechada tenia la siguiente Producción : 80 % de agua , 20 % Oil Luego de haber forzado a la lechada en las arenas productoras después de dejar el pozo 28 días sin actividad tenemos la siguiente producción de líquidos: 90 % de oíl, 10 % de agua. Hoy en día esta técnica se usa Le aceptaron para mezclar y verter, mediante una cuchara, una mezcla que consiste en 50 sacos de cemento portland puro. Después de 28 días el cemento fue perforado del agujero, y el pozo fue completado con la perforación a través de la arena petrolífera, la zona de agua había sido efectivamente aislada. Esto
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se convirtió en una práctica aceptada y pronto se propagó a otros campos en California donde dificultades similares eran encontradas. En el año 1920 Halliburton logra perfeccionar las operaciones de cementación, teniendo en cuenta el efecto de la temperatura y presión sobre las lechadas y el cemento fraguado, hasta ese año no no se utilizan aditivos, aditivos, a la fecha se conocen más de 60 tipos de aditivos.
1.5 .- A QUE SE LLAMA CEMENTOS. Pueden definirse como sustancias adhesivas y cohesivas, es decir capaz de unir fragmentos de masas o de materiales materiales sólidos en un todo compacto, tal definición involucra a un gran # de materiales o sustancias diferentes, teniendo muy poco en común una con otra, salvo su adhesividad, teniendo cada una de ellas importancia técnica diferente. Los cementos que se usan en la industria petrolera son mezclas de compuestos de cal, por eso la forma correcta de referirse a este tipo de cementos es hablar de cementos calizos.
1.6.- FABRICACION DE LOS CEMENTOS PORTLAND Son el resultado de mezclar Clinker Clinker + Yeso ( Sulfato de calcio calcio ) , en una proporción de (95 -97 %)/ (5 -3 % )
CLINKER Es un compuesto químico que forma en un horno rotatorio, cuando mezclamos caliza con arcillas, la relaciones de masa dependen de la calidad y tipo de los materiales ( 2:1 , 1:3/4 ) , que tiene tiene un proceso de fusión a 1400 – 1600 *C.
Calizas Pueden ser de diferentes tipos como ser: El carbonato de calcio (CO 3Ca), abundan en la naturaleza para fabricar el cemento portland es adecuado el procedente de todas las formaciones geológicas , la formas más puras son la calcita y la aragonito. Puede usarse la Creta y las Margas
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Arcillas La segunda materia prima importante son las arcillas. Las arcillas en esencia son productos de meteorización de silicatos de los metales alcalinos y alcalinotérreos, en especial los de feldespato y micas. Pueden ser del grupo del caolín y/o montmorillonita. Veamos el área superficial de estas arcillas Caolín aproximadamente 15 m2 / gr Momtmorillonita aproximadamente 800 m2 / gr 1.7.- HORNO ROTARIO PARA PRODUCIR CLINKER VIA SECA
RECUPERACION DE MATERIAS PRIMAS
Tanto las arcillas como la caliza se las obtiene de las canteras, dependiendo de la dureza del material se puede utilizar explosivos, excavadoras. Luego este material se lo lleva a una molienda en molinos a bolas, hasta conseguir un tamaño adecuado para llevarlo a los hornos rotatorios, de acuerdo a las relaciones anteriormente indicadas.
PROCESOS QUE OCURREN EN EL HORNO 1.- ZONA DE DESHIDRATACION DESHIDRATACION 100 0C La temperatura en esta zona es de 100 0C, se pierde toda el agua libre que tiene la materia prima. Pet-219
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Fig 1-1
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