Clasificación y Funciones de Los Cementos

El pimer tipo de cemento usado en un pozo petrolero fue el llamado cemento Portland, el cual fue desarrollado por Joseph Aspdin en 1824, esencialmente era un material producto de una mezcla quemada de calizas y arcillas. El cemento Portland es un material cementante disponible uniersalmente. !as condiciones a las cuales es e"puesto en un pozo difieren si#nificatiamente de aquellas encontradas en operaciones conencionales de construcciones ciiles. Este tipo de cemento es el e$emplo m%s com&n de un cemento hidr%ulico, los cuales fra#uan y desarrollan resistencia a la compresi'n como un resultado de la hidrataci'n. Este fen'meno inolucra una serie de reacciones qu(micas entre el a#ua y los componentes del cemento. Por definici'n, el cemento Portland es el que proiene de la pulerizaci'n del clin)er obtenido por fusi'n incipiente de materiales arcillosos y calizos, que conten#an '"idos de calcio, silicio, aluminio y hierro en cantidades conenientes dosificadas y sin m%s adici'n posterior que yeso sin calcinar, as( como otros materiales que e"ceden del 1* del peso total y que no sean nocios para el comportamiento posterior del cemento.

+lasificaci'n y unciones de los +ementos

Las normas API establecen la clase de cementos a ser usadas en la industria del petróleo. Las condiciones varían desde el punto de congelación hasta 700 °F en pozos perorados para la in!ección de vapor. La industria petrolera compra cementos abricados predominantemente conorme a las clasiicaciones API como se publicaron en las normas API "0# $ %atos especíicos para &ementos de Pozos Petroleros ! Aditivos de &emento'. (stos datos especíicos son repasados cada a)o ! revisados seg*n las necesidades de la ind indust ustria ria petrole petrolera. ra. Las dierent dierentes es clases clases de &em &ement ento o API par para a su empleo empleo a temperaturas ! presiones de ondo de pozo est+n deinidas aba,o. 

+lase A- (s apr apropi opiado ado par para a ser usa usado do des desde de sup super erici icie e has hasta ta 00 000 0 pie piess de

proundidad# cuando no se re/uieren propiedades especiales. (sta disponible sólo con resistencia convencional a los sulatos. La relación aguacemento recomendada es 1.2 gals3s. 

4uele e ser usa usado do des desde de sup super erici icie e has hasta ta 00 000 0 pie piess de pro proun undid didad# ad# +lase +la se - 4uel

cuando cua ndo las con condic dicion iones es re/ re/uie uieren ren mod moderad erada a a alt alta a res resist istenc encia ia a los sul sulat atos. os. (st (sta a

disponible con características de moderada ! alta resistencia a los sulatos. La relación aguacemento recomendada es 1.2 gals3s. 

+lase +  4e usa desde supericie hasta 000 pies de proundidad# cuando las

condiciones re/uieren alta resistencia a la compresión del cemento. (sta disponible con características convencionales# moderada ! alta resistencia a los sulatos. La relación aguacemento recomendada es .5 gals3s. 

+lase

/ 4e

recomienda su uso desde 000 pies hasta "0000 pies de

proundidad# en condiciones moderadamente altas de presión ! temperatura. (sta disponible con características de moderada ! alta resistencia a los sulatos. La relación aguacemento recomendada es 6.5 gals3s. 

+lase E (s apropiado desde "0000 pies hasta "6000 pies de proundidad# en

condiciones de alta presión ! temperatura. (sta disponible con características de moderada ! alta resistencia a los sulatos. La relación aguacemento recomendada es 6.5 gals3s. 

+lase  Para ser usado desde "0000 pies hasta "000 pies de proundidad#

ba,o e3tremas condiciones de alta presión ! temperatura. %isponible con características de moderada ! alta resistencia a los sulatos. La relación aguacemento recomendada es 6.5 gals3s. 

+lase 0 4e usa como un cemento b+sico desde supericie hasta 000 pies de

proundidad ! puede ser usado con aceleradores ! retardadores para cubrir un amplio rango de proundidades ! temperaturas de pozos. La relación aguacemento recomendada es 1#0 gals3s. (l cemento m+s com*nmente usado es el 8. 

+lase  Para usar como un cemento b+sico desde supericie hasta "2000

pies de proundidad ! puede usar aceleradores ! retardadores para cubrir un amplio rango de proundidades ! temperaturas de pozos. La relación aguacemento recomendada es 1#0 gals3s. 

+lase J (s empleado desde "2000 pies hasta "000 pies de proundidad# ba,o

condiciones e3tremadamente altas de presión ! temperatura# o puede usarse con aceleradores o retardadores# para cubrir un amplio rango de proundidades ! temperaturas de pozo. &ada cemento de la clase API tiene una proporción óptima de agua# la cual se muestra en la tabla 9 :.

Tabla # 9. Peso normal de los Cementos Clase De Peso de la  Agua Mezclada Cemento Lechada  API Gal!aco Porcenta"  LbsGal e

 A ; & 8 < %# (# F

1.2 1.2 .5 1.0 6.5 6.5

6 6 1 66 5 5

"1. "1. "6. "1. ".6 ".6

Rendimiento Lechada Pie !aco

"." "." ".52 "."1 ".0 ".0

Fuente: Manual de Cementación de Pozos CPVEN (1998, pág !"!#$

". P=>PI(%A%(4 %( LA &>;(=?@=A %( &((B?> 4(8CB LA4 (4P(&IFI&A&I>B(4 API (n las operaciones de terminación de pozo# los cementos son casi universalmente usados para desplazar el lodo de peroración ! para llenar el espacio anular entre la ca)ería ! el agu,ero abierto. Para cumplir este propósito# los cementos deben ser dise)ados para ambientes de pozo variando desde a/uellos /ue se usan en la supericie a a/uellos /ue est+n a proundidades e3cedentes de los 50000 pies de proundidad# donde las temperaturas recorren por deba,o de la congelación en +reas congeladas a m+s de 700DF en pozos perorados para la producción geotErmica a vapor. Los datos especíicos no cubren todas las propiedades de cemento sobre tales amplias gamas de proundidad ! presión. (stos# sin embargo# catalogan las propiedades ísicas ! /uímicas de las dierentes clases de cemento /ue enca,ar+n en la ma!oría de las condiciones de pozos. (stos datos especíicos inclu!en el an+lisis /uímico ! el an+l isis ísico. (stos an+lisis comprenden- el contenido de agua# la ineza# la uerza compresiva# ! el tiempo de espesamiento.

 Aun/ue estas propiedades describen los cementos para ob,etivos especíicos# los cementos para pozos petroleros deben tener otras propiedades ! características para asegurar las unciones necesarias en ondo de pozo. Las e3igencias ísicas ! /uímicas de las clases de cemento API como se deinieron en las Bormas API "0 son mostradas en las tablas 2. ! 2.7. Las propiedades ísicas típicas de varias clases de cemento API son mostradas en la tabla 2.. Las especiicaciones de la API no son hechos cumplir por una agencia oicial sin embargo# el empleo del monograma API indica /ue el abricante ha estado de acuerdo con hacer el cemento seg*n los datos especíicos perilados en las Bormas API "0.  Aun/ue el API deina ocho clases dierentes de cemento# sólo las clases A# ;# &# 8# ! la < est+n disponibles por los abricantes ! son distribuidos en los (( @@.

".:.G B>=A4 %(L &((B?> F@(=A %( L>4 (.(.@.@. (n la cementación de pozos en países distintos a (( @@# puede ser necesario usar productos locales. La tabla 2.: cataloga las clasiicaciones /ue han sido establecidas en varios países para los tipos m+s comunes de cemento de Portland usados para la construcción.

Para algunos cementos# se hicieron clasiicaciones adicionales por e,emplo# >&I Hel ?ipo de &emento de Portland >rdinario I# >&II# >&III. 4in embargo# tales clasiicaciones causan problemas en la i,ación de una línea divisoria clara entre tipos# por/ue >& tipo II o III puede +cilmente ser conundida con el cemento =