manual de cementacion

ndice1.0 Introduccin1.1 1.2 2.1 Objetivos del entrenamiento Advertencias de seguridad 7 7 7 9 9 10 10 11 11 12 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15 16 16 16 17 18 18 18 19 20 21 21 22 23 24iii

2.0 Cementacin PrimariaProcedimientos bsicos de cementacin 2.1.1 Corriendo tubera de revestimiento 2.1.2 Circulacin de lodo mediante la bomba del equipo de perforacin 2.1.3 Prueba de presin 2.1.4 Bombeo de lavador y espaciador 2.1.5 Lanzamiento del tapn inferior 2.1.6 Mezcla de la lechada 2.1.7 Bombeo de la lechada inicial 2.1.8 Bombeo de la lechada de cola 2.1.9 Lanzamiento del tapn superior 2.1.10 Desplazamiento de lechadas y tapones con uidos 2.1.11 Revisin de los ujos de retorno 2.2 Equipos 2.2.1 Equipo de material a granel 2.2.2 Unidad de bombeo de cemento 2.2.3 Lnea de tratamiento 2.2.4 Sistema de mezcla 2.2.5 Mezclador por baches 2.2.6 Tanques de uido 2.2.7 Sistema de aditivos lquidos 2.2.8 Cabezas de cementacin 2.2.9 Equipos auxiliares para cementacin 2.3 Cementacin primaria: Procedimiento en una etapa 2.3.1 Cementacin del tubo conductor 2.3.2 Cementacin de tuberas de revestimiento de supercie 2.3.3 Cementacin de tubera de revestimiento intermedia 2.3.4 Cementacin de tubera de revestimiento de produccin 2.3.5 Cementacin de liner 2.3.6 Cementacin de conexiones de liner a supercie 2.4 Cementacin primaria: Procedimientos de mltiples etapasJET 14 - Introduccin a la Cementacin |

3.0 Propiedades de Cementacin3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Densidad Rendimiento Tiempo de espesamiento Agua de mezcla Fluido de mezcla Reologa Resistencia a la compresin Control de prdida de fluido Agua libre

4.0 Requerimientos Claves de Calidad de Servicio 5.0 Cementaciones de Reparacin5.1 Objetivos de una cementacin forzada 5.1.1 Reparacin de un aislamiento zonal defectuoso 5.1.2 Eliminacin de las intrusiones de agua 5.1.3 Reparacin de fugas en la tubera de revestimiento 5.2 Tcnicas de cementacin forzada de reparacin 5.2.1 Colocacin 5.2.2 Bombeo 5.2.3 Aplicacin 5.2.4 Clculos de cementacin forzada 5.3 Herramientas y equipos de superficie en la cementacin forzada

6.0 Tapones de Cementacin6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Volumen de cemento Taponamiento de una zona agotada Prdida de circulacin Abandono Anclaje para prueba Tcnicas de colocacin de tapones 6.6.1 Mtodo del tapn equilibrado 6.6.2 Mtodo de la cuchara vertedora 6.7 Consideraciones de diseo 6.7.1 Volumen de cemento 6.7.2 Propiedades del cemento 6.7.3 Tapn de cementacin 6.7.4 Circulacin inversa 6.7.5 Herramienta de colocacin de tapones 6.7.6 Bolas y dardos para tubera de perforaciniv | ndice

27 28 28 28 28 28 28 29 29 29 31 33 33 33 34 34 35 35 36 37 43 43 45 45 45 46 46 47 47 47 48 49 49 49 50 50 51 51

6.7.7 Mdulo de CemCADE para colocacin de tapones 6.8 Procedimiento de colocacin de tapones de cementacin 6.9 Clculo del volumen de lechada 6.9.1 Ejercicio de clculo del volumen de lechada 6.9.2 Clculos del volumen de lechada

52 52 53 53 53 55 55 55 55 55 56 56 57 57 57 58 58 59 60 60 60 73 77

7.0 Procedimientos Previos al Trabajo, Preparacin y Ejecucin del Trabajo7.1 Procedimientos previos al trabajo 7.1.1 Asignacin del trabajo 7.1.2 Equipos y suministros estndar 7.1.3 Mezcla de material a granel 7.1.4 Carga de vehculos 7.1.5 Reunin previa al viaje 7.1.6 Desplazamiento hasta la locacin 7.1.7 Ejecucin del trabajo 7.1.8 Llegada a la locacin 7.1.9 Armado 7.1.10 Mezcla de uidos 7.1.11 Cemento a granel 7.2 Preparacin del equipo 7.2.1 Aditamentos para tubera de revestimiento 7.2.2 Cabeza de cementacin

8.0 Compruebe Sus Conocimientos8.1 Respuestas

JET 14 - Introduccin a la Cementacin |

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1.0 IntroduccinLa cementacin de pozos es el proceso por el cual se inyecta en un pozo una lechada de cementacin con el n de lograr ciertos objetivos Los principales tipos de cementacin incluyen: la cementacin de los liners y las tuberas de revestimiento, la colocacin de tapones de cementacin y la realizacin de trabajos de reparacin de cemento. El proceso de cementacin incluye la preparacin de la lechada, que se compone de cemento en polvo, agua, y aditivos qumicos para controlar las propiedades del cemento. Para conseguir una densidad determinada de la lechada se utilizan equipos especiales; la densidad se mide como la cantidad de masa por unidad de volumen (por ejemplo, lbm/galUS, kg/m3, etc.). Luego de mezclada, la lechada se bombea al pozo mediante bombas de alta presin. detallar y explicar los tipos de trabajos de cementacin forzada.

1.2 Advertencias de seguridadEl entrenamiento prctico requiere una supervisin apropiada. Solicite ayuda a su supervisor si no est seguro de algn proceso o del funcionamiento de algn equipo. Antes de llevar a cabo ninguna de las actividades que se describen en este documento, asegrese de que todos los equipos de seguridad estn instalados y en perfecto estado de funcionamiento. Deje siempre el tiempo suciente para poder realizar de forma correcta las comprobaciones previas y posteriores a los trabajos. La omisin de cualquiera de los pasos de un proceso puede afectar a los equipos o al trabajo. Antes de realizar el STEM 1 de la unidad, asegrese de llevar el siguiente equipo de proteccin: overoles NOMEX botas con puntera de acero casco de seguridad anteojos de seguridad.

1.1 Objetivos del entrenamientoTras el estudio del presente mdulo, usted podr: enumerar los tipos de trabajos de cementacin primaria; explicar los distintos tipos de trabajos de cementacin primaria; denir los siguientes trminos: collar de zapata, zapato, collar de otacin, tiempo de espesamiento, resistencia a la compresin; explicar el proceso de cementacin por encima del anular (top-out) y cundo se realiza; enumerar los pasos del proceso de cementacin en dos etapas; explicar cundo debe llevarse a cabo una cementacin en dos etapas;

Puede que tambin sea necesario llevar los siguientes elementos: guantes antiparras mscara antipolvo proteccin auditiva.


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Cuando lleve a cabo el mantenimiento rutinario de los equipos, est alerta ante las posibles situaciones de riesgo. La seguridad tiene que ver principalmente con el sentido comn y el entrenamiento; adems, hay que tener en cuenta que cada situacin tiene sus propias peculiaridades, que no siempre estn previstas en las normas. El entrenamiento y la experiencia le ayudarn a garantizar la seguridad en el entorno de trabajo. Vigile cualquier peligro y tome las medidas necesarias para evitar riesgos de forma inmediata. Respete las siguientes indicaciones para garantizar la seguridad en los trabajos: No lleve ropa suelta o joyas, ya que podran engancharse en los controles. Cuando monte y desmonte la unidad, utilice los escalones y barandas disponibles. Conozca el signicado de las seales manuales, as como al responsable de realizarlas Antes de arrancar los equipos, retire a todas las personas del rea de mquinas. Antes de arrancar el motor, asegrese de haber retirado todas las herramientas y cables elctricos. Arranque el motor slo en reas bien ventiladas. Compruebe el funcionamiento de los equipos de seguridad: luces, bocinas y frenos. Revise con frecuencia los indicadores del motor. Est atento a ruidos inusuales. Aplique los procedimientos LOTO (lockout/ tagout, sellado) cuando se realicen trabajos de mantenimiento en cualquier equipo.

8 | Introduccin

2.0 Cementacin PrimariaLa cementacin primaria consiste en la colocacin de cemento en el anular (espacio existente entre la tubera de revestimiento y el agujero abierto o la tubera de revestimiento anterior).El objetivo de la cementacin primaria es asegurar la integridad del agujero, lo cual implica los siguientes aspectos: aislamiento zonal, sustentacin, proteccin de la tubera de revestimiento, y sustentacin del agujero. Aislamiento zonal El aislamiento zonal consiste en sellar unas zonas con respecto a otras. Esto evita el desplazamiento de lquidos y gases entre las zonas de la formacin a travs del anular. En la Figura 2-1 vemos un ejemplo de e cemento para evitar que el gas y el petrleo se mezclen con el agua de la zona superior.Sistemas de Mezcla y Bombeo de Cemento

como a cualquier otra tubera de revestimiento que se instale luego (por ejemplo, los liners). Proteccin de la tubera de revestimiento El cemento sirve como soporte y proteccin contra las formaciones plsticas (por ejemplo, sales) y uidos corrosivos de la formacin (por ejemplo, H2S y CO2). Sustentacin del agujero El cemento acta como soporte para el agujero en formaciones plsticas, sensibles al agua o no consolidadas.

2.1 Procedimientos bsicos de cementacinEn las siguientes secciones, se describe el procedimiento bsico de una cementacin primaria. El proceso incluye los siguientes pasos: corrida de tubera de revestimiento

Cementacin Primaria

Lodo de Perforacin

Tubera de Revestimiento Capa de Cemento en el Anular

circulacin de lodo mediante la bomba del equipo de perforacin prueba de presinAgua

bombeo de lavador y espaciador mezcla de lechada bombeo de la lechada inicial o de llenado

Collar de Flotacin Capa de Cemento en el Anular Zapata de Revestimiento

bombeo de la lechada de cola lanzamiento del tapn superior desplazamiento de las lechadas y tapones con uido comprobacin de retorno de uidos

Figura 2-1. Aislamiento Zonal

Sustentacin de la tubera de revestimiento La capa de cemento proporciona soporte axial a la tubera de revestimiento de la supercie, as


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2.1.1 Corriendo tubera de revestimiento

La tubera de revestimiento se corre en el pozo tramo por tramo; las conexiones (roscadas) se realizan mediante llaves de potencia. Normalmente, la corrida de la tubera se realiza a cabo por cuadrillas de trabajadores especializadas de empresas como Weatherford y Franks, aunque a veces tambin los pueden llevar a cabo las propias cuadrillas de perforacin. Schlumberger no 2.1.2 Circulacin de lodo mediante la ofrece este tipo de servicios, pero sus trabajadores bomba del equipo de perforacin deben conocer el proceso y los pasos a seguir. Durante el proceso de introduccin de la tubera de Antes de bombear la lechada en el pozo, se lleva a cabo otro proceso: utilizando la revestimiento, podra ocurrir algo que afectara de bomba del equipo de perforacin se hace forma negativa al trabajo de cementacin. circular lodo de perforacin (tambin conocido como uido de perforacin) en el pozo, Una vez corrida, la tubera de revestimiento se asienta sobre el fondo o justo encima del fondo. con el n de acondicionar el lodo y lavar el pozo (Figura 2-2). Este proceso recibe El primer tramo de la tubera de revestimiento el nombre de acondicionamiento de lodo. tiene una zapata de otacin o zapata gua en Acondicionar el lodo signica conseguir que el extremo. Esta zapata sirve para proteger el extremo de la tubera de revestimiento y ayuda uya sin problemas. Si no se lleva a cabo el acondicionamiento del lodo, el paso de uido a guiarla en su paso hacia el fondo del pozo. por el anular puede verse dicultado por la Despus del primer o segundo tramo, se instala un presencia de sectores con lodo gelicado. collar de otacin. El espacio situado entre el collar Sistemas de Mezcla y de otacin y la zapata se denomina recorrido Bombeo de Cemento Cementacin Primaria de zapata y suele tener unos 80 pies de largo. Normalmente, el recorrido de zapata se deja lleno Lodo de Perforacin de cemento al nal del trabajo de cementacin.

Segn la locacin y el cliente, la cuadrilla de cementacin puede estar presente en el lugar antes de la introduccin de la tubera de revestimiento o durante el proceso, o bien puede acudir una vez que se haya completado la insercin de la tubera, cuando se est circulando el lodo de perforacin antes de la cementacin.

Nota:Es importante que la cuadrilla de cementacin revise la zapata gua y la zapata de otacin. A veces, estos elementos son suministrados por Schlumberger; otras veces, es el propio cliente quien se encarga de su suministro. Cuando el revestimiento alcanza la profundidad deseada, hay que realizar unas conexiones especiales en el cabezal de pozo: este proceso es lo que se llama conexin niplear.

Paso: Circulacin de LodoAntes de bombear la lechada en el pozo, se lleva a cabo otro proceso: mediante la bomba del equipo de perforacin se hace circular lodo de perforacin (tambin conocido como uido de perforacin) en el pozo, con el n de acondicionar el lodo y limpiar el pozo.

Tubera de Revestimiento Anular

Figura 2-2. Circulacin de Lodo

10 | Cementacin Primaria

Nota:Mucho antes de que se inicie el proceso de circulacin, la cuadrilla de cementacin debe asegurarse de que la conexin de la reduccin de circulacin o de la cabeza de cementacin sea compatible.

PASO 02 Cebe la unidad de cementacin y las lneas de cemento con agua para llenar todas las lneas. PASO 03 Cierre la vlvula del cabezal de pozo y asegrese de que no haya nadie cerca de las lneas. PASO 04 Aumente la presin hasta elnivel predeterminado haciendo que la unidad bombee agua.

El acondicionamiento consiste en circular el lodo, que baja por la tubera de revestimiento, y retorna por el anular. En el tramo superior de la tubera de revestimiento puede instalarse una reduccin de circulacin; a veces, tambin se usa una cabeza de cementacin.

PASO 05 Mantenga la presin durante 5minutos y compruebe si hay fugas.

PASO 06 Libere la presin y ajuste las vlvulaspara llevar a cabo la mezcla y bombeo del cemento.

Precaucin:El acondicionamiento de lodo debe disearse con el mismo cuidado que el proceso de eliminacin de lodo; un diseo defectuoso puede provocar una canalizacin, la cual dicultara e incluso podra llegar a imposibilitar la eliminacin del lodo.

PASO 07 Inicie el trabajo.2.1.4 Bombeo de lavador y espaciadorAntes de bombear la lechada de cementacin, por lo general, se bombea un lavador qumico o un espaciador densicado, o ambos, para que acten como buffer entre el uido de perforacin y el cemento. Los lavadores qumicos son uidos base agua que pueden utilizarse en espacios anulares pequeos con geometra del agujero regular. Estos uidos pueden utilizarse cuando se puede lograr turbulencia en todas las secciones del espacio anular. Los espaciadores son uidos densicados que se bombean en ujos turbulentos o laminares. Estos productos sirven para eliminar completamente los uidos de perforacin del anular antes de inyectar la lechada de cementacin.

2.1.3 Prueba de presinAntes de iniciar la cementacin, se debe hacer una prueba de presin a las lneas de tratamiento de alta presin que van desde la unidad de cementacin hasta el pozo. Se debe reparar cualquier fuga que se detecte y repetir la prueba de presin hasta conseguir el resultado adecuado. Los resultados de la prueba de presin deben registrarse y documentarse en un grco. Las pruebas de presin se realizan tal y como se indica a continuacin:

Nota:Es muy importante mantener la densidad y la jerarqua de la reologa del lodo, el espaciador, la lechada inicial y la lechada de cola. La nica excepcin es cuando se utiliza un lavador qumico en un ujo turbulento.

PASO 01 Arme las lneas desde la unidad decementacin a la conexin del pozo.


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Los lavadores y espaciadores se preparan antes del trabajo de cementacin y se bombean antes de empezar la mezcla del cemento (Figura 2-3).Sistemas de Mezcla y Bombeo de Cemento

Cementacin Primaria

misin es mantener separada la lechada del lodo y limpiar el interior de la tubera de revestimiento (Figura 2-4). El tapn inferior se carga en la cabeza de cementacin, que est instalada en la parte superior de la tubera de revestimiento. En algunos casos, el tapn superior se carga en la cabeza de cementacin tambin en esta fase.Cementacin PrimariaSistemas de Mezcla y Bombeo de Cemento

Lodo de Perforacin

Paso: Bombeo de Lavador y EspaciadorA continuacin, se bombea un lavador qumico y un espaciador. El lavador qumico es un uido que ayuda a diluir y dispersar el lodo de perforacin en el agujero y el anular. Un espaciador tambin es un uido. Su misin es mantener separados el lodo de perforacin y la lechada durante el proceso de desplazamiento. El lavador y el espaciador tambin pueden estar diseados para inducir ujo turbulento que ayude a la lechada a desplazar de forma ecaz el lodo de perforacin en el anular.


Lodo de Perforacin

Paso: Lanzamiento del Tapn InferiorEl tapn inferior es un tapn limpiador de caucho. Se lanza antes de bombear la lechada de cementacin. El tapn sirve para mantener la lechada separada del lodo de perforacin y ayuda a limpiar el interior de la tubera de revestimiento.


Figura 2-3. Bombeo de Lavador y Espaciador

2.1.5 Lanzamiento del tapn inferiorEn los trabajos de cementacin primaria, antes y despus de la inyeccin de la lechada de cementacin, se lanzan tapones limpiadores. Estos elementos sirven para separar la lechada de los uidos de perforacin, limpiar las paredes interiores de la tubera de revestimiento y obtener una indicacin positiva (presin) de que el cemento ya est en posicin fuera de la tubera de revestimiento. Hay dos tapones. El primero, el tapn inferior, es hueco y tiene una membrana de caucho en la parte superior. Esta membrana estalla cuando el tapn llega a la parte superior del collar de otacin, en la zona inferior de la sarta de revestimiento, y se aplica presin diferencial. El tapn inferior se lanza desde la cabeza de cementacin antes de bombear la lechada de cementacin por la tubera de revestimiento, y su

Figura 2-4. Lanzamiento del Tapn Inferior

Nota:Los tapones limpiadores deben cargarse en la cabeza de cementacin en presencia de un representante del cliente, ya que cualquier error puede tener consecuencias catastrcas.

Antes de bombear el cemento, se llevan a cabo los siguientes procesos: las vlvulas de la cabeza de cementacin se colocan en la posicin correcta, el mecanismo de lanzamiento del tapn (situado en la cabeza de cementacin) se activa y, por ltimo, se bombea algo de uido para empujar el tapn limpiador desde la cabeza hacia la tubera de revestimiento. Un testigo (tattletale) colocado en la cabeza de cementacin indica el lanzamiento. Las vlvulas de la cabeza de


cementacin se vuelven a colocar en su posicin para la cementacin, y puede iniciarse la mezcla y el bombeo de la lechada de cementacin.

Cementacin Primaria

Sistemas de Mezcla y Bombeo de Cemento

Lodo de Perforacin

2.1.6 Mezcla de la lechadaLa lechada de cementacin se forma combinando cemento seco, agua y los aditivos necesarios en un mezclador. Este proceso puede realizarse en continuo o por baches. El uido de mezcla (agua ms los aditivos del cemento) puede prepararse antes o al vuelo mediante un sistema de aditivos lquidos. En algunas locaciones, los aditivos se mezclan en seco con el cemento.Paso: Bombeo de la Lechada InicialUna vez que la lechada se ha mezclado (con la densidad correcta), se bombea desde la unidad de cementacin hasta la tubera de revestimiento a travs de la cabeza de cementacin y luego se desplaza al anular. Cuando la mezcla se realiza en continuo, el mezclado puede continuar al mismo tiempo que el bombeo, segn los requisitos del trabajo. La cabeza de cementacin es un contenedor montado en la tubera de revestimiento. Est unida a la unidad de cementacin y sirve para inyectar los uidos y tapones segn una secuencia predeterminada. La lechada empuja el lavador, el espaciador y el tapn inferior hacia el interior de la tubera de revestimiento. Cuando el tapn inferior llega al collar de otacin, el diafragma del tapn estalla y el lavador, el espaciador y la lechada continan hacia la zapata de revestimiento. Hay dos tipos de lechada: la lechada inicial y la lechada de cola. La lechada inicial tiene una densidad baja y sirve para cubrir la seccin superior del anular. Tubera de Revestimiento Anular

Collar de Flotacin

Zapata de Revestimiento

Precaucin:Los equipos de mezclado y bombeo, los uidos y los equipos de cemento a granel deben estar correctamente preparados y revisarse antes de iniciar el trabajo.

PULSE EL BOTN DE REPRODUCCIN PARA INICIAR LA ANIMACIN

Figura 2-5. Bombeo de la Lechada Inicial

2.1.8 Bombeo de la lechada de colaLa lechada de cola es una lechada de mayor densidad, diseada para cubrir la seccin inferior del anular desde el fondo del agujero. Normalmente, la lechada de cola presenta unas propiedades superiores a las de la lechada inicial. Es esencial que la lechada de cementacin tenga la densidad correcta para que sus propiedades sean las deseadas (Figura 2-6).Cementacin PrimariaSistemas de Mezcla y Bombeo de Cemento

Nota:Los equipos de mezclado y bombeo, todos los uidos y equipos de cemento a granel deben estar correctamente preparados y revisarse antes de iniciar el trabajo.

Lodo de Perforacin

2.1.7 Bombeo de la lechada inicialLa lechada inicial es un tipo de lechada de baja densidad y alto rendimiento diseada para llenar y cubrir la seccin superior del anular. Este material se bombea despus del lavador y el espaciador y antes de la lechada de cola (Figura 2-5). Su densidad es superior a la del uido de perforacin y menor que la de la lechada de cola.Paso: Bombeo de la Lechada de ColaHay dos tipos de lechada: la lechada inicial y la lechada de cola. La lechada de cola tiene mayor densidad y cubre la zapata. Tubera de Revestimiento Anular

Collar de Flotacin

Zapata de Revestimiento

Figura 2-6. Bombeo de la Lechada de ColaJET 14 - Introduction to Cementing | 13

2.1.9 Lanzamiento del tapn superiorEl segundo tapn limpiador de cementacin se denomina tapn superior y es slido. Se bombea al nal de los trabajos de cementacin con el n de separar la lechada del uido de desplazamiento que se bombea en la siguiente etapa del proceso, y evitar as que sea contaminada por dicho uido. Una vez que la lechada ya se ha bombeado en la tubera de revestimiento, el tapn superior se lanza desde la cabeza de cementacin (Figura 2-7).Cementacin PrimariaSistemas de Mezcla y Bombeo de Cemento

y la lechada hacia abajo por la tubera de revestimiento. Cuando el tapn limpiador inferior llega al collar de otacin, la membrana situada en su parte superior se rompe y la lechada es bombeada, saliendo de la parte inferior de la tubera de revestimiento y subiendo por el anular. Cuando el tapn superior llega al tapn inferior, hay un aumento de presin. Las lechadas de cementacin se encuentran en el espacio anular y en el recorrido de zapata. El proceso habr nalizado cuando se indique un aumento de presin en la supercie y el proceso de desplazamiento haya terminado. Luego, retornarn de dos a cinco barriles y parar el ujo. Si este ujo de retorno contina, signica que hay fugas en el collar de otacin.

Lodo de Perforacin

Paso: Lanzamiento del Tapn SuperiorEl tapn superior se lanza despus de bombear la lechada en la tubera de revestimiento. El tapn superior separa la lechada del uido de desplazamiento que se inyecta en el siguiente paso del proceso y evita as que ste contamine la lechada.


2.1.11 Revisin de los ujos de retornoEl collar de otacin est equipado con una vlvula de retencin que evita que los uidos regresen por la tubera de revestimiento. Si la vlvula est defectuosa, la lechada puede empujar los tapones y el uido por la tubera de revestimiento, debido al efecto de retorno de los tubos en U. Al nal de un trabajo de cementacin, es necesario comprobar que el collar de otacin o la zapata de otacin no presenten fugas. Para realizar esta comprobacin se espera a que el uido retorne a los tanques de desplazamiento de la unidad de cementacin. Si el collar de otacin o la zapata de otacin funcionan correctamente, dejarn que vuelvan de dos a cinco barriles y luego se interrumpir el ujo. Si este ujo de retorno contina, signica que el collar de otacin tiene algn defecto.

Figura 2-7. Lanzamiento del Tapn Superior

Cuando se ha inyectado la lechada de cola, se para el bombeo y, a continuacin, las vlvulas de la cabeza de cementacin se cambian de posicin para permitir bombear un uido (normalmente agua o espaciador) que empuje el tapn superior desde la cabeza de cementacin.

2.2 Equipos2.1.10 Desplazamiento de lechadas y tapones con uidosA continuacin, las lechadas de cementacin y los tapones limpiadores se bombean (son desplazados) hacia el fondo del pozo mediante el uido de perforacin u otro uido. Este uido de desplazamiento empuja el tapn superior14 | Cementacin Primaria

Los trabajos de cementacin suelen realizarse con los siguientes equipos: equipo de material a granel para el almacenamiento y la mezcla unidad de bombeo de cemento

lneas de tratamiento sistema de mezclado mezclador por baches tanques de uido sistema de aditivos lquidos cabezas de cementacin.

Mangueras de caucho de 4 pulgadas: sirven para transferir el material desde el silo hasta el equipo de mezclado de cemento; tambin se utilizan para las lneas de ventilacin. Tanque de descarga: ayuda a controlar el ujo de cemento seco desde la planta de material a granel al sistema de mezclado.

2.2.1 Equipo de material a granelEn los trabajos de cementacin primaria, se necesitan los siguientes equipos de material a granel para almacenar el cemento seco y transferirlo al sistema de mezclado de cemento (Figura 2-8): Silos de cemento a presin o silos de cemento de gravedad: los distintos cementos y mezclas deben almacenarse en silos de cemento separados. Los silos deben tener la capacidad suciente para almacenar el cemento necesario. Adems, estos silos tambin sirven para mezclar y manipular aditivos y material a granel en seco.

Es esencial mantener en buen estado el equipo de material a granel, ya que para realizar adecuadamente los trabajos de cementacin es crucial que este equipo funcione de forma efectiva.

2.2.2 Unidad de bombeo de cementoLa unidad de bombeo de cemento (Figura 2-9) desempea las siguientes funciones: suministra alta potencia y presin de bombeo mide los uidos de mezcla proporciona y controla el sistema de mezclado de cemento controla el caudal y la presin de bombeo.

Camin de Bombeo de Cemento

Skid de Bombeo de Cemento(CPS-361)

Figura 2-8. Equipo de Material a Granel

Figura 2-9. Unidades de Bombeo de Cemento

2.2.3 Lnea de tratamiento Transporte de cemento a granel: se utilizan para transportar el cemento seco hasta el pozo. Tambin pueden utilizarse durante la cementacin para transferir directamente el cemento al sistema de mezclado. Compresor de aire: suministra el aire para presurizar los silos y llevar a cabo la transferencia de cemento.

La lnea de tratamiento es un conjunto de tuberas, Tes, vlvulas y uniones giratorias que se utiliza para llevar la lechada de cementacin y otros uidos bombeados desde la unidad de cementacin al pozo (Figura 2-10).


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2.2.5 Mezclador por bachesLa mezcla por baches es un sistema simple para la mezcla de lechadas de cementacin. Existen varios tipos de mezcladores por baches, con una capacidad que oscila entre 15 y 150 bbl. Normalmente, estos mezcladores estn equipados con paletas, bombas centrfugas de circulacin, y lneas para que la lechada circule y se mezcle en los tanques por baches durante el proceso de mezcla. El procedimiento ms comn de mezcla por baches consiste en llenar el tanque con una lechada mezclada al vuelo con la densidad deseada y, luego, ajustar la densidad mediante la adicin de uido de mezcla o cemento. Otra tcnica muy utilizada es la de llenar el mezclador por baches con uido de mezcla y luego aadir el cemento seco desde el sistema de material a granel directamente al uido de mezcla hasta conseguir la densidad deseada. Si utiliza este ltimo mtodo, aada el cemento poco a poco, con un caudal manejable; compruebe la densidad a intervalos regulares y deje que la lechada se homogenice antes de medir la densidad.

Figura 2-10. Lnea de Tratamiento

En los trabajos de cementacin, se utiliza una lnea de tratamiento de dos pulgadas 1502. La lnea de tratamiento debe armarse conforme a las instrucciones de la Norma de Seguridad 5 de Well Services: Bombeo a Presin y Seguridad en la Locacin (seccin ID# 3313681 de InTouch).. Las lneas de tratamiento disponen de unas estrictas instrucciones de uso, inspeccin y prueba. Encontrar estas indicaciones en la Norma de Seguridad 23 de WS: Pruebas e Inspeccin de Equipos de Tratamiento (seccin ID #3313701 de InTouch).

2.2.6 Tanques de uidoLos uidos utilizados en el proceso de cementacin (uido de mezcla para la lechada inicial y la lechada de cola, lavadores y espaciadores) deben almacenarse y prepararse en tanques de uido. El uso bombas centrfugas para la recirculacin de la lechada debe limitarse al mnimo, ya que la energa de corte adicional que se aade al sistema puede afectar de forma negativa las propiedades de la lechada. Se recomienda que la lechada no se recircule con una bomba centrfuga durante ms de 5 minutos por cada 10 bbl de lechada. Las pruebas de cemento realizadas en el laboratorio deben tener en cuenta que la mezcla de la lechada se va a realizar por baches.

2.2.4 Sistema de mezclaEl objetivo del sistema de mezcla es garantizar la proporcin exacta de cemento seco y uido de mezcla de manera que se obtenga una lechada con caractersticas predecibles, que pueda bombearse al fondo del pozo al caudal deseado. Se utilizan diversos tipos de sistemas de mezcla; adems, estos sistemas estn en continua evolucin. En el Mdulo JET 7 encontrar la descripcin e instrucciones de uso de los sistemas de mezcla que se utilizan actualmente: Equipos de Mezclado de Cemento (seccin ID# 4127834 de InTouch).


Normalmente, para almacenar estos uidos se utilizan tanques de lodo del equipo de perforacin; en todo caso, la cuadrilla de cementacin debe asegurarse de que: los tanques estn limpios y no se contaminen con otros uidos durante la preparacin de los uidos o el proceso de cementacin. haya sucientes tanques y los tanques tengan la capacidad suciente para almacenar los distintos uidos que se necesitan. No olvide que tambin debe tener en cuenta el volumen muerto del tanque. el uido de los tanques pueda mezclarse y circular de forma adecuada para garantizar su homogeneidad. no haya fugas en los tanques. el caudal de uido desde los tanques a la unidad de cementacin sea el adecuado para poder alcanzar los caudales de bombeo y mezcla de diseo.

2.2.7 Sistema de aditivos lquidosLos sistemas de almacenamiento y medicin de aditivos lquidos sirven para almacenar y medir los aditivos lquidos durante las operaciones de cementacin. Inicialmente, estos sistemas se disearon para utilizarse en espacios connados en equipos de perforacin costafuera; sin embargo, por su eciencia y economa, ahora son un elemento imprescindible para cualquier trabajo de cementacin en el que se utilicen aditivos lquidos. Existen diversos tipos de sistemas de aditivos lquidos (LAS): Sistema de control manual: cuatro tanques cerrados (1.000 galUS, 750 galUS y dos de 300 galUS) almacenan los distintos aditivos lquidos. Cuatro bombas de diafragma de accionamiento neumtico envan los aditivos directamente a los tanques de almacenamiento por encima del tanque de desplazamiento de la unidad de cementacin. A continuacin, los aditivos lquidos se vierten en la proporcin adecuada y se dispersan en el agua de mezcla. Sistema de control automtico: el sistema incluye un mtodo para controlar de forma automtica las cantidades de aditivos. El sistema est equipado con cuatro bombas de desplazamiento positivo: unos sensores magnticos cuentan las carreras de la bomba. Esto se utiliza para medir de forma automtica el volumen exacto de los aditivos que se vierte en el tanque de desplazamiento. Sistema de aditivos lquidos computerizado: este sistema est formado por un mdulo de control de medicin, un caudalmetro electromagntico con vlvulas de control, y un terminal remoto que permite medir los volmenes de aditivos programados que se vierten en el tanque de desplazamiento.

En algunos casos, los tanques para los uidos utilizados durante el proceso de cementacin son suministrados por Schlumberger. En locaciones costafuera, se utilizan los tanques del equipo de perforacin y, en algunos casos, la unidad de cementacin se alimenta directamente con agua salada. En este ltimo caso, es necesario asegurarse de que el agua salada se utilice en las pruebas de laboratorio y de que la toma de suministro de agua salada no se encuentre cerca del fondo del mar. Para algunos uidos es necesario utilizar agua dulce y disel o petrleo; antes de realizar ningn trabajo, compruebe con el representante de la Empresa si el equipo de perforacin dispone de estos uidos en cantidad suciente.

Nota:Asegrese de limpiar todos los tanques al nal del trabajo.


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2.3 Cementacin primaria: Procedimiento en una etapaLos trabajos de cementacin primaria en una etapa incluyen la cementacin de: tubo conductor, tubera de revestimiento de supercie, tubera de revestimiento intermedia, tubera de revestimiento de produccin, liner y conexin de liner a supercie.

2.3.1 Cementacin del tubo conductorEl conductor suele ser la tubera de revestimiento, que tambin es la ms corta (Figura 2-12). El conductor sirve para evitar que los uidos de perforacin contaminen las arenas poco profundas, as como para evitar los derrumbes, que pueden producirse fcilmente cerca de las supercies donde hay capas superciales o lechos de grava no consolidados o sueltos.

Figura 2-11. Sistema de Aditivos Lquidos Computerizado

En el tanque de desplazamiento se utilizan mezcladores de aligeramiento (lightening mixers) para ayudar a mezclar los aditivos y el agua de mezcla.

Nota:Asegrese de limpiar todas las bombas y tuberas con agua dulce al nal del trabajo.

Tubo ConductorEl tubo conductor es la tubera de revestimiento ms ancha que se corre en un pozo. El dimetro oscila entre 30 y 16 pulgadas. La funcin principal del tubo conductor es: Evitar los derrumbamientos debajo del equipo de perforacin. Proporcionar una elevacin para el niple, para permitir que el ujo de retorno de lodo vuelva a los tanques del equipo de perforacin. Los tubos conductores se asientan en zonas poco profundas, con profundidades de entre 30 y 200 pies (normalmente a 100 pies).

2.2.8 Cabezas de cementacinEn el Mdulo JET 8 se describen con detalle las cabezas de cementacin: Cabezas de Cementacin y Aditamentos para Tubera de Revestimiento (seccin ID# 4127832 de InTouch).

Figura 2-12. Tubo Conductor

2.2.9 Equipos auxiliares para cementacinEn los trabajos de cementacin primaria se utilizan distintos tipos de aditamentos y accesorios para tuberas de revestimiento, entre los que se pueden incluir: zapatas gua, collares de otacin, collares de mltiples etapas, centralizadores, canastas de cementacin y colgadores de liner. La utilidad y el funcionamiento de estos equipos se describen en el Mdulo JET 8: Cabezas de Cementacin y Aditamentos para Tubera de Revestimiento.18 | Cementacin Primaria

El tubo conductor suele tener uno de estos tres tamaos y profundidades: 30 a 20 pulgadas, soldado 20 a 16 pulgadas, roscado 30 a 300 pies (

manual de cementacion

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