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SECCIÓN 8
CEMENTACIÓN
Contenido
1.0 Objetivos
1.1 Cementación Primaria
1.2 Cementación Secundaria o Remedial
2.0 Planificación
3.0 Problemas Comunes de Cementación
4.0 Tipos de Cemento
5.0 Propiedades del Cemento
5.1 Rendimiento
5.2 Densidad de la Lechada
5.3 Agua de Mezcla
5.4 Tiempo de Fraguado (Bombeo)
5.5 Fuerza de Compresión
5.6 Perdida de Agua
5.7 Permeabilidad
6.0 Aditivos del Cemento
6.1 Aceleradores
6.2 Retardadores
6.3 Reducción de densidad
6.4 Incremento de densidad
6.5 Aditivo para Control de Filtrado
6.6 Dispersantes (Reducción de Fricción)
7.0 Prueba de Cemento
7.1 Fuerza de Compresión
7.2 Contenido de Agua
7.3 Tiempo de Fraguado
7.4 Densidad de la Lechada
7.5 Perdida de Agua o Filtrado
7.6 Permeabilidad
7.7 Reología
8.0 Espaciadores
8.1 Características de los espaciadores
9.0 Equipo
9.1 Zapata de Revestimiento
9.2 Cuello Flotador
9.3 Centralizadores
9.4 Raspadores
9.5 Cabezales de Cemento
9.6 Tapones de Cemento
10.0 Practicas de Cementación
10.1 Cementación Primaria
10.2 Cementación por Etapas
10.3 Cementación con Tubería Interna
10.4 Cementación con “Liner”
10.5 Cementación Forzada
10.5.1 Forzada con Alta Presión
10.5.2 Forzada con Baja Presión
10.5.3 Forzada Continua
10.5.4 Forzada con Estáticos
10.5.5 Forzada con Preventores
10.5.6 Forzada con Empacadores
10.6 Tapones de Cemento
10.6.1 Posicionamiento del Tapón
11.0 Evaluación de Trabajo de Cemento
12.0 Cálculos de Cementación
12.1 Ejemplo
12.2 Ecuaciones y Conversiones útiles
Clases API Agua de Mezcla gal / sx
Lechada wt. ppg
Profundidad en pies
BHST °F
A (Portland) 5.2 15.6 0-6000 80- B (Portland) 5.2 15.6 0-6000 80- C (Alta Temprana) 6.3 14.8 0-6000 80- D (Retardada) 4.3 16.4 6000-10000 170- E (Retardada) 4.3 16.4 6000-10000 170- F (Retardada) 4.3 16.4 10000-16000 230- G (California Básico) 5.0 15.8 0-8000 80- H (”Gulf Coast” Básico) 4.3 16.4 0-8000 80-
Notas Clase A y B – Uso en poca profundidad. Composición 50% C3S, 25% C2S, 10% C3A, 10% C4AF Clase C – Produce alta resistencia temprana debido al alto contenido de C3S Clase D, E y F – Cementos retardados debido a molienda gruesa o inclusión de retardadores orgánicos (lingosulfanatos) Clase G y H – Para uso general, compatible con la mayoría de los aditivos y puede ser utilizado en un vasto rango de temperaturas y presiones. H es mas grueso - mejor retraso en pozos mas profundos. Clase G es el tipo de cemento comúnmente utilizado.
Otras variantes comunes del cemento, bajo las especificaciones de API, incluyen: Mezcla Pozolan de cemento – 50% Portland, 50% Pozolan (ceniza volcánica de fondo) y 2% Bentonita Cal de cemento – Mezcla de cemento Portland y cal. Utilizado para trabajos remediales. Diesel de cemento – "Forzada Gunk”. Mezcla de cemento básico con base aceite utilizado para sellar zonas de perdida. Se asentara en caso de haber presencia de agua. Polvo de Sílice – a temperaturas superiores a los 230°F, el cemento primero se reforzara y después se debilitara debido a la subsiguiente formación de Silicato de Calcio Hidratado (C2SH). Al adicionar 30-40% de polvo de sílice al cemento, se forma CSH en preferencia al C2SH extendiendo de esta manera la velocidad de temperatura de la mezcla.
5.0 PROPIEDADES DEL CEMENTO
5.1 Rendimiento
El rendimiento del cemento en pies cúbicos por saco, es el volumen que será ocupado por el cemento, el agua de mezcla y los aditivos una vez que la lechada este mezclada.
Esto variara dependiendo de la clase de cemento.
5.2 Densidad de la Lechada
Una mezcla estándar que comprenda 5 galones de agua y 94 libras (1 saco) de cemento, creara una lechada con una densidad de 15.8 ppg. La densidad de la lechada es ajustada variando, ya sea la proporción del agua de mezcla o el uso de aditivos. La mayoría de las densidades de lechada se encuentran en un rango 11-18. ppg.
Los aditivos para ajustar la densidad incluyen:
Materiales reductores de densidad
- Bentonita (SG 2.65) – reduce una lechada de 15.8 ppg a 12.6 ppg con 12% de bentonita
- Diatomeas
- Gilsonita (SG 1.07)
- Puzol (SG 2.5) – una mezcla 50:50 con 2% de bentonita creara una lechada de 13.3 ppg
Materiales incrementadores de densidad
- Baritina (SG 4.25)
- Ilmenita (SG 4.6)
- Hematites (SG 5.02)
5.3 Agua de Mezcla
Las proporciones de agua de mezcla detalladas anteriormente, dependen de:
- La necesidad de una lechada bombeable.
- Un monto mínimo de aguas libres en caso de permitir que se quede/asiente.
Reducir la proporción de agua de mezcla tiene el siguiente efecto:
- Causa un incremento en la densidad, fuerza de compresión y viscosidad de la lechada
- La lechada se hace más difícil de bombear
- Se construye menos volumen de lechada por saco de cemento utilizado, es decir, baja la resistencia.
Durante una operación de cementación típica una lechada de llenado o relleno y lechada principal o de amarre son muchas veces utilizados. La diferencia entre estas es debido a la reducción en la cantidad de agua de mezcla siendo usada. Un incremento en contenido de agua para la lechada de amarre, va a permitir tiempos de bombeo y tiempo de asentamiento mas largo pero resulta en una fuerza de compresión menor y en agua libre adicional. El agua libre puede volver a ser utilizada con adicionando bentonita en la lechada para ligar el agua libre.
5.4 Tiempo de Fraguado (Capacidad de Bombeo)
El tiempo de fraguado es el tiempo disponible para la mezcla de una lechada, bombeada y desplazada dentro del anular antes de que comience a fraguar y a asentarse. Este tiempo va a depender de los aditivos utilizados (retardadores para incrementar el tiempo y aceleradores para reducir el tiempo) y las condiciones dentro del agujero descubierto (un incremento en la temperatura, presión y perdida de fluido o filtración va a reducir el tiempo de fraguado). El tiempo de fraguado es determinado durante las pruebas de laboratorio. El tiempo para alcanzar 100 Unidades Bearden (Bc) es registrado como el tiempo de fraguado. La capacidad de bombeo normalmente cesara alrededor de 70 Bc.
5.5 Fuerza de Compresión
Una fuerza de compresión de aproximadamente un mínimo de 500psi, incluyendo el factor de seguridad, se hace necesaria para apoyar la sarta de revestimiento y soportar diferentes presiones antes de continuar perforando. Para tuberías de revestimiento o sartas de “liner” una fuerza de compresión de aproximadamente 2000 psi es muchas veces requerida para perforar.
El periodo de “Esperar por Cemento” (WOC), permite a la fuerza del cemento a desarrollarse por completo. El periodo de tiempo depende de la temperatura, presión, proporción de agua de mezcla y del tiempo transcurrido desde el mezclado, en el agujero descubierto. Aceleradores (es decir CaCI2) puede reducir el tiempo de WOC hasta menos de 3 horas.
5.6 Perdida de Agua
El proceso de asentamiento del cemento es el resultado de una reacción química que resulta en deshidratación. De modo que es importante que cualquier pérdida de agua sea controlada hasta que el cemento sea colocado para asegurar que se mantenga bombeable. La cantidad aceptable de perdida de agua dependerá del tipo de trabajo que se esta realizando.
Estos actuaran con retardadores en concentraciones más altas.
6.2 Retardadores
Utilizado en secciones más profundas en donde las altas temperaturas promueven un asentamiento más rápido. Si el BHT estático es mayor de alrededor de 260F, el efecto del retardador debería ser medido por una prueba piloto. Calcio Lingosulfanato 0.1 – 1.5% Solución Salina Saturada
6.3 Reducción de Densidad
Utilizado para reducir el peso de la lechada en donde exista una preocupación por exceder la inclinación de la fractura. También reduce la fuerza de compresión e incrementa el tiempo de fraguado. Permite mayor uso de agua de mezcla (crea un mayor volumen de lechada – y por lo tanto son denominados “prolongadores” 2-20% de Bentonita prehidratada, reduce la fuerza compresiva y la resistencia del sulfato. Mezcla 50:50 de Pozolan con cemento Portland reduce en fuerza compresiva e incrementa en resistencia de sulfato. Diatomeas 10-40%
6.4 Incremento de Densidad
Utilizado cuando se cementas en zonas sobre-presurizadas. Baritina BaSO4. Utilizado para densidades de hasta 18ppg Hematites Fe2O3 Densidades de hasta 22ppg Arena Clasificada 40 – 60 malla. Da un incremento de densidad de 2ppg
6.5 Aditivo para Control de Filtrado
Utilizado para prevenir la deshidratación de la lechada y fraguado prematuro. También reduce el contenido de agua libre. Celulosa CMHEC 0.3 – 1%
6.6 Dispersantes (Reducción de Fricción)
Adicionado para mejorar las propiedades de flujo. Reduce la viscosidad permitiendo alcanzar flujo turbulento a una presión circulante menor – menor riesgo de incurrir en perdidas o filtrados. Polímeros 0.3 – 0.5lbs/sx de cemento Sal 1 – 16lbs/sx de cemento Calcio Lingosulfanato 0.5 – 1.5lbs/sx
7.0 PRUEBA DE CEMENTO
Las recetas de cemento deben ser probadas en concordancia con las 10 especificaciones API. Inicialmente, se diseñará una formulación que se adapte el trabajo de cemento propuesto, es decir, una lechada de agujero de superficie (conductor) diferiría de una receta con “leer” en términos de sus requisitos de perdida de agua o filtrado, tiempo de asentamiento, etc.
Una muestra mezclada fresca, que incluya cemento, agua de mezcla y químicos del equipo de perforación, será entonces probada en el laboratorio ANTES de que el trabajo en si se realice para asegurar que no existan problemas de contaminación. Puesto que el trabajo de prueba requiere un mínimo de 24 horas para completarse, es importante que las muestras frescas sean despachadas al laboratorio desde el equipo de perforación, lo antes posible.
7.1 Fuerza de Compresión
Esto solía ser la presión no-confinada requerida para aplastar un cubo de cemento de 2”. Se realizaran una serie de cubos de cemento utilizando moldes y permitiendo el asentamiento. Periódicamente, uno de los cubos será sustraído y probada su destrucción. Una prueba mas reciente incluye el uso de ondas acústicas y ultrasónicas. El Analizador Ultrasónico de Cemento (UCA) continuamente monitorea el desarrollo de la fuerza de una muestra de cemento asentado bajo condiciones simuladas de temperatura y presión dentro del pozo. Una impresión de la grafica plasma la historia de asentamiento.
7.2 Contenido de Agua
Idealmente, una lechada de cementación debería tener una viscosidad (consistencia) que le permita desplazar lodo de manera eficiente mientras que permite que se forme una fuerte unificación entre el cemento y la tubería de revestimiento. Esto significa que la lechada debe ser asentada sin que se forme ningún agua libre. Agua libre es agua que es forzada fuera del cemento que se asienta, creando bolsas o una capa superficial encima del cemento.
Cantidad Máxima de Agua – proveerá un volumen de asentamiento con máximo de 1.5% de agua libre. El agua libre es determinada al permitir a una muestra de lechada recién mezclada (20 minutos) descansar en un cilindro medido.
Cantidad Normal de Agua – proveerá una lechada con una consistencia de 11 Bc’s (Unidades Beardon – unidades de consistencia) después de 20 minutos de mezclado.
Cantidad Mínima de Agua – proveerá una lechada con una consistencia de 30 Bc’s después de 20 minutos de mezclado.
Nota: Las pruebas de cemento utilizan unidades Beardon para medir la viscosidad, porque estas están basadas en torque y arrastre.
7.3 Tiempo de Fraguado
Esto es medido utilizando un probador de tiempo de fraguado de alta presión/alta temperatura (consistometro). Comprende un contenedor cilíndrico rotativo de lechada con un remo estacionario, siendo todo el lote encerrado en una cámara de presión. Es capaz de simular condiciones de pozo con BHST’s de hasta 500 F y un exceso de 25,000 psi. El contenedor de la lechada rota a una velocidad estándar hasta que se incremente la temperatura y la presión, a una velocidad determinada El torque creado en el mango del remo, y debido al cemento que se asienta, es medido en un grabador de banda. El limite de bombeo o tiempo de fraguado es alcanzado cuando la consistencia de la lechada alcanza 70-100 Bc’s.
7.4 Densidad de la Lechada
Esto es típicamente medido utilizando un balance presurizado. Una muestra de cemento es decantada dentro de la cámara de muestrero y una tapa es atornillada a la misma. Más adelante se puede inyectar más lechada a través de la válvula sin retorno que se encuentra en la tapa, con una bomba de mano. Esto somete a la lechada a suficiente presión para eliminar las burbujas de aire atrapadas.
7.5 Perdida de Agua o Filtrado
La prueba de perdida de fluido mide el filtrado generado en un lapso de 30 minutos a través de un filtro de prensa revestido con una malla medida de 325. La prueba puede ser conducida a 100 o 1000 psi y a temperaturas de hasta 400 F y con ya sea mezcla de lechada fresca o una que haya estado en el probador de fraguado por un rato. Sin aditivos, todas las lechadas de cementación puras, tienen una perdida de fluido en exceso de 1000 mls. Con largas cadenetas de polímeros aditivos en concentraciones de 0.6 a 1% por peso de cemento (bwoc), la perdida de fluido puede ser reducida a 50-150 mls.
Esto también minimiza el volumen de cemento a ser perforado después.
El cuello flotador también contiene una válvula de bola, la cual previene que el cemento que se encuentra en el espacio anular fluya de regreso a la tubería de revestimiento, cuando el desplazamiento haya terminado. Una prueba de flujo (o flujo de retorno) es conducida después de bombear, para confirmar el soporte correcto. Cuando se corre la tubería de revestimiento y ya que el flotador prevendrá el flujo de retorno, es usual el tener que llenar periódicamente la tubería de perforación (cada 5 juntas). En caso de que esto no se haga se podría llegar a colapsar la tubería de revestimiento completa.
9.3 Centralizadores
Estos son ya sea de tipo de fleje con bisagra o sólidos de tipo espiral o "rígidos" y ambas sirven para centralizar la tubería de revestimiento en el hueco.
Ventajas de una tubería centralizada:
- Mejora la eficiencia de desplazamiento (excentricidad mínima)
- Reduce el riesgo diferencial de atrapamiento
- Previene problemas clave de asentamiento
- Reduce el arrastre en pozos direccionales
Influencia de empate o remoción de lodo
9.5/8" Tubería de revestimiento en un agujero de 12¼"
Efectos del Empate o Desplazamiento de Lodo
Los centralizadores están amordazados a la tubería de revestimiento utilizando un mecanismo de bisagra o de clavado, mientras que un collar de parado sirve para colocarlos en posición. El espaciado y cantidad de centralizadores depende del ángulo del agujero, peso de la tubería de revestimiento y peso del lodo. Los suplidores pueden proveer un programa óptimo para el uso de los espaciadores, utilizando el criterio recomendado por API. Típicamente los centralizadores se concentrarían en las secciones críticas, de mayor ángulo, la zapata y justo debajo del colgador, mientras que el resto de la tubería de revestimiento los espaciara muy esporádicamente.
9.4 Raspadores
Cepillos de acero que pueden ser amordazados a la tubería de revestimiento y aseguradas con collares de parada. Utilizados para remover físicamente el enjarre, lodo gelificado y escombros.
- En caso de que el golpe no suceda, es practica común, desplazar hasta la mitad de la pista de la zapata nótese que algunos operadores han adoptado una filosofía de “bombear hasta golpear”).
- Todos los retornos de lodo deberían ser monitoreados por perdidas, lo cual podría ser evidencia de la fractura de la formación.
- En caso de que se observen perdidas, la velocidad de desplazamiento puede ser ajustada para reducir el ECD, i.e. perdidas de presión en el espacio anular.
- El tapón debería ser golpeado con aproximadamente 1000 psi de diferencial, previamente confirmado que el margen de seguridad de ruptura de menos presión de la tubería de revestimiento, no va a ser excedido.
- En caso de ser requerido la presión puede ser incrementada en este punto y se puede realizar una prueba de presión de la tubería de revestimiento (es necesario confirmar la presión de todos los componentes antes de realizar la prueba).
- La presión deberá ser entonces liberada para confirmar que la válvula flotadora esta funcionando y esta soportando la presión diferencial de fondo debido al pesado cemento en el espacio anular.
10.2 Cementación por Etapas
Utilizada en aplicaciones en donde largas secciones de tubería de revestimiento requieren cementación, pero existe preocupación por:
- Largos tiempos de bombeo
- Altas presiones de bombeo
- Presión hidrostática excesiva debido a la columna de cemento – excede la inclinación de fractura.
Primera etapa Repetición de la cementación primaria
Segunda etapa Esta necesita la inclusión de un collar DV, en la tubería de revestimiento, a una profundidad predeterminada. La primera etapa coloca al cemento en el espacio anular desde fondo arriba hasta el collar DV. Los puertos del collar DV pueden entonces ser abiertos lanzando un dardo especial (bomba) y trasquilando los pines retenidos (1000-1500 psi). La circulación es entonces establecida a través del collar DV. El procedimiento de cementación primaria puede entonces ser repetido, pero sin la reciprocidad de tubería. Más etapas podrían ser incluidas, de ser necesario.
10.3 Cementación con Tubería Interna
Accesos de cementación convencional con tubería de revestimiento de gran diámetro, resultaran en:
- Grandes volúmenes de desplazamiento
- Duración extendida de desplazamiento
- Un volumen significativo de cemento permanece en la pista de la zapata.
Como una alternativa, la tubería de revestimiento podría ser cementada a través de la tubería o el conducto de perforación. Se utiliza una zapata flotadora especial, la cual permite al conducto de perforación clavarse al proveer un sello hidráulico. La tubería de perforación se corre normalmente, entonces se corre la sarta interna y se clava dentro de la Zapata flotadora. El trabajo de cementación procede igual, pero utilizando tapones de tubería de perforación, mas pequeños. Después del desplazamiento y confirmación de que la zapata flotadora esta conteniendo la presión diferencial, la tubería o conducto puede ser retirada.
Se necesita tener cuidado con esta técnica, ya que la posibilidad de que la tubería de revestimiento colapso, se incrementa significativamente.
10.4 Cementación con “Liner”
Una sarta de liner usualmente incluye una Zapata y un collar flotador, junto con una tubería de revestimiento mas larga y un colgador de “liner” (colocado hidráulica o mecánicamente) para asegurar la parte superior. Todo el ensamble es corrido con tubería de perforación y luego se coloca el colgador a unos 300-500 pies dentro de la tubería de revestimiento anterior. Una vez asentado, el lodo es circulado para asegurar una vía de cemento libre de obstrucciones, alrededor del “liner”. Antes de la cementación la herramienta corrida es retraída del colgador del liner para garantizar la remoción posterior de la tubería de perforación.
Las recetas de cementación con “liner” usualmente contienen aditivos extras para control de perdida de fluido, retardo, posible bloqueo de gas, etc. Debido a que las proporciones de mezcla son criticas y no existe lechada de relleno, es usualmente mezclado en cargas antes de llevar a cabo el trabajo. Esto garantiza la calidad y densidad del trabajo.
Una típica operación de cementación con “liner”, procedería como sigue:
- Posicionar el “liner” a la profundidad requerida
- Circular fondo arriba – asegurar una reología baja (YP y gels mínimo); rotar el “liner”
- Colocar el colgador del “liner”
- Soltar una herramienta activadora y quitarle peso a la sarta (10-20Klbs)
- Bombear espaciador
- Probar con presión las líneas de superficie
- Bombear la lechada premezclada
- Soltar el tapón
- Bombear espaciador
- Desplazar cemento fuera del “liner” y hacia el espacio anular – rotar el “liner” de ser posible
- Bombear el tapón hacia abajo, suelta el tapón de limpieza del “liner”.
- Ambos tapones son bombeados hasta el nivel del “liner” hasta que queden ajustados en el collar de aterrizaje.
- Golpear los tapones con 1000 psi
- Desfogar la presión y revisar si existe flujo de retorno
- Levantar, posicionar la tubería final en el tope del “liner y circular exceso de cemento hacia fuera desde arriba del “liner.
10.5 Cementación Forzada
Utilizar presión hidráulica para forzar al cemento adentro del espacio anular o formación. Sus aplicaciones usuales:
- Sellar las zonas de producción de gas o agua para mejorar la producción.
- Reparar las fallas de la tubería de revestimiento.
- Sellar las zonas perdidas
- Trabajo remedial en trabajos de cementación primaria, es decir trabajos “top up”
- Prevenir migración vertical de fluido de reservorio a la zona de producción
- Prevenir el escape de fluidos de las zonas abandonadas
Para bombear cemento a la formación, se requerirá una permeabilidad de 500 darcies. Ya que esto normalmente no ocurre, se deberán utilizar varias técnicas para compensar.
10.5.1 Forzada con Alta Presión
- Se fractura la formación y el cemento es forzado (se prefieren formaciones densas e impermeables).
- Utilizar fluido de fractura libre de sólidos. La creación del enjarre de lodo prevendría la fractura.
- Debido a que el sobrepeso generalmente provee el máximo esfuerzo principal (acción vertical), las fracturas iniciadas serian orientadas verticalmente, es decir, apartando la roca horizontalmente contra la dirección del mínimo esfuerzo principal.
- La válvula trasera de presión previene el flujo de retorno después de la forzada
- Empacador recuperable
- Usos múltiples
- Si ocurre el flujo de retorno después de soltar el empacador, vuelva a colocar y fuerce nuevamente.
10.6 Tapones de Cemento
Estos son utilizados para llenar las secciones del hueco y prevenir el movimiento interno de fluido. Aplicaciones típicas son:
- Abandonar zonas depletadas
- Sellar zonas de pérdida de circulación
- Proveer una plataforma de inicio par alas ventanas
- Aislar una zona para pruebas de formación
- Abandono de un pozo completo – provisión de barreras (las regulaciones Gubernamentales especifican que los tapones deben sellar las zonas de producción, acuíferos, etc.)
El mayor problema durante al colocar tapones es la contaminación del lodo, lo cual se puede minimizar por medio de:
Ventana o Reentrada
- Utilizar una sección medida del pozo
- Utilizar un volumen de tapón suficiente para permitir algo de contaminación - típicamente 500 pies de altura.
- Condicionar el lodo de antemano.
- Realizar un prelavado antes del cemento.
- Utilice lechada ya pesada, que contiene menos agua.
10.6.1 Posicionamiento de Tapón
Tapón Balanceado – intenta desplazar suficiente cemento fuera de la tubería de perforación, de modo que la columna de cemento, en ambos, tubería y espacio anular, sea de igual altura. La tubería de perforación o aguijón puede entonces ser retirado, dejando el tapón en sitio.
Tapón Aislante – estos pueden ser posicionados a profundidad con un tapón de cemento de 500 pies colocado encima del mismo. Este método da mejor control de profundidad y reduce el riesgo de contaminación.
Tapón Dual – colocar un tapón balanceado inicial, que puede entonces ser etiquetado para marcar una base de referencia e indicar si un segundo tapón puede ser posicionado (la altura del tapón depende de la posición inicial del tapón inicial).
Nota: Cuando se posicionan una serie de tapones de cementación, es recomendable bombear un dardo de limpieza o bola, después de cada tapón para asegurar que la tubería/”aguijón” no se taponee a si misma con cemento.
11.0 EVALUACION DE TRABAJO DE CEMENTO
Un trabajo de cementación ha fallado y requiere trabajo remedial, cuando existe alguna de las siguientes situaciones:
- El cemento no llena el espacio anular a la altura requerida
- El cemento no provee sellado en la zapata
- El cemento no aísla formaciones indeseables.
La efectividad del trabajo (y por lo tanto la necesidad de trabajo adicional) puede ser medida por varios medios:
Evaluación de temperatura – correr un termómetro dentro de la tubería de revestimiento para detectar el tope del cemento. El proceso de hidratación de asentar el cemento es isotérmico (despliega calor) y es detectable desde el interior de la tubería de revestimiento.
Registro de radiación – rastreadores térmicos pueden ser adicionados al cemento antes de que el mismo sea bombeado (Carnolite, por ejemplo).
Registro de mezcla/unión del cemento (CBL) – este es un registro sónico capaz de detector el tope del cemento y determinar la calidad de la capa de cemento. Es corrido con registros eléctricos, emite señales sónicas y debe ser centralizado para generar resultados creíbles. Esto pasa por la tubería de revestimiento y es recogido por un receptor a unos 3 pies de distancia. Ambos, el tiempo de transito y la amplitud de la señal son utilizadas para indicar la calidad de la mezcla del cemento. Debido a que la velocidad del sonido es mayor dentro de la tubería de revestimiento que en la formación o el lodo, las primeras señales en retornar son las que provienen de la tubería de revestimiento. Si la amplitud de esta señal (E1) largues grande, esto indica que la tubería esta libre (mezcla pobre). Cuando el cemento esta firmemente unido a la tubería de revestimiento y a la formación la señal es atenuada (debilitada) y es característico de la formación detrás de la tubería de revestimiento. La señal también puede indicar en donde el
Una de las limitaciones del CBL es que solo da una vista dimensional, cuando la mezcla del cemento esta a una profundidad aceptada. Una herramienta alternativa que puede ser corrida es la Herramienta de Evaluación de Cemento (CET) que utiliza transductores ultrasónicos y los principios de una resonancia de espesor de la tubería de revestimiento para dar una imagen radial completa de la mezcla de cemento que se encuentra alrededor de la tubería de
revestimiento. Esto es extremadamente útil para saber si hay un canal presente y en pozos direccionales, la orientación exacta de este canal.
12.0 CALCULOS DE CEMENTACION
Los cálculos principales requeridos para un trabajo de cemento son:
- La cantidad de lechada requerida para llenar el espacio anular fuera de la tubería de revestimiento, hasta la altura programada.
- La cantidad de lodo necesaria de bombear para desplazar el cemento, es decir, golpear el tapón de superficie.
En todos los cálculos de cemento es necesario conocer la resistencia por saco de cemento siendo utilizado, para poder confirmar que hay suficiente material en la locasión (incluyendo material para contingencias). La resistencia/saco depende de la cantidad de aditivos en el cemento y la densidad final requerida de la lechada.
Los esquemas son invaluables para clarificar los volúmenes requeridos incluyendo detalles con respecto a las capacidades anulares (agujero descubierto y agujero descubierto con tubería de revestimiento), diferentes grados de tubería de revestimiento, longitud de las secciones, etc.
12.1 Ejemplo
Un “liner” de 7” debe ser asentado según el esquema a continuación:
Calcule lo siguiente:
- El monto de agua por saco requerido para resultar en 16 ppg de lechada
- La resistencia en pies cúbicos/saco
- El volumen requerido de lechada
- El tonelaje de mezcla de cemento requerido
- El desplazamiento de lodo para asegurar el tapón de limpieza
