Equipos de Cementacion

 

EQUIPOS DE CEMENTACION Existe Exis ten n fact factor ores es pa para ra la se sele lecc cció ión n de dell eq equi uipo po de ce ceme ment ntac ació ión n co como mo la las s cara ca ract cterí eríst stic icas as de la fo form rmac ació ión, n, las las co condi ndici cione ones s de dell pozo pozo y la las s té técn cnic icas as de ceme ce ment ntac ació ión, n, ta tale les s so son n pa parra el eq equi uipo po ta tant nto o su supe perf rfic icia ial, l, as asíí co como mo el subsuperficial. III.4.1 Equipo Superficial !sicamente el equipo superficial "er Figura 3.3, se encuentra conformado por# a$ b$ c$ d$

%a %abez beza a de %e %emen menta taci ción ón &n &nida idad d %em %ement entad ador ora a 'e 'ezc zcla lado dor  r  o omba mbas s de dell Eq Equi uipo. po.

 

a) Cabezal de Cementación: El cabezal de cementación conecta a la línea de descar(a de la unidad de cemento )acia la parte superior de la tubería de re"es re"esti timie mient nto, o, es de decir cir es un nip niple le de lo lon(i n(itu tud d y di di!me !metr tro o "a "ari riabl able e qu que e "a enroscado en la parte superior de la tubería de re"estimiento, est! pro"isto de dispositi"os laterales para conectar las líneas que conducen )acia la línea de lec)ada pro"eniente de la unidad cementadora y la del lodo utilizado para el desplazamiento de la lec)ada de cemento. *ara una aplicación completa al a(u+ero, la tubería de re"estimiento es corrida al piso del equipo de perforación y los tapones son car(ados a superficie del cabezall de cement cabeza cementación. ación. Existen cabezales de cementación cementación con"enciona con"encional, l, para uno o doble tapón, "er Figura 3.3 a) b) Uni Unida dad d Cem Cemen entad tador ora: a: a unidad cementadora es el equipo con que se separa o mezcla la lec)ada de cemento y se bombea al pozo. -er Figura 3.3 b) Est! constituida por dos bombas de alta potencia con su tablero de control y dos tanques o depósitos, en los que se mide el "olumen de a(ua utilizado durante la cementación. &na de las bombas succiona el a(ua de los depósitos y alimenta al mezclador, proporcionando a(ua necesaria para obtener la lec)ada de cemento. a otra bomba succiona succiona la lec)ada y la en"ía al pozo a tra"é tra"és s de las líneas que unen la unidad cementadora con la cabeza de cementación. %ada unidad cementadora trae todos los accesorios necesarios para conectar ambas bombas al pozo a tomas de lodo y a(ua, adem!s de las man(ueras para dar circulación in"ersa en caso de así requerirlo. b) Mez Mezclad clador: or: El mezclador est! diseado para a(re(ar y mezclar el cemento seco con el conductor de fluido, éste proporciona un continuo suministro de lec)ada con las propiedades deseadas. -er Figura 3.3 c) El mezclador funciona para lo(rar una corriente de a(ua a tra"és de un +et y cruzando una c!mara de mezclado dentro de la línea de descar(a, entonces la corriente corrie nte de a(ua crea un "acío a tra"és de la c!mara de mezcla mezclado, do, arrastra arrastrando ndo el cemento seco y combin!ndose dentro de la tol"a. a línea de alimentación del a(ua se /ne a una de las bombas de la unidad cementadora y la se(unda línea de descar(a a la línea de la mezcla de cemento, y éstas a un depósito del que se succionar! por la otra bomba, y posteriormente ser! en"iada al pozo.

 

d) Bombas del Equip ipo o: a as s bo bomb mbas as em empl plea eada das s en op oper erac acio ione nes s de cement cem entació ación n son las m mism ismas as que se u util tiliza izan n en oper operaci aciones ones de per perfor foraci ación ón 0cabe destacar que dic)as bombas se ocupan )asta antes de la lle(ada del tapón, que es donde se cambia para desplazar con las bombas de la unidad de alta presión$, debido a que en toda la cementación se emplean para desplazar la lec) lec)ad ada a al es espa paci cio o an anul ular ar,, ut util iliz izan ando do lo lodo do de pe perf rfor orac ació ión n co como mo fl flui uido do desplazante, "er Figura 3.3 d), entonces la "elocidad de desplazamiento se determina dependiendo del diseo contemplado para cementar, y la potencia )idr!ulica suministrada por ésta depender! del (asto y la presión requeridas para una buena limpieza del pozo. Equipo Subsuperficial !sicamente el equipo subsuperficial, "er Figura 3.4 se encuentra confi(urado por los si(uientes componentes# A] decementación. cementación. B] apatas %oples de C] 2aspadores o limpiadores de pared. D] %entradores. E] 3apones de desplazam desplazamiento. iento. F] &nidades sellantes.

 

A] Zapa Zapatas tas de Cem Cementa entación ción:: se instalan en la parte inferior de la tubería de re"estimiento, "er Figu Figura ra 3.4 A] y su ob+eti" ob+eti"o o es (uiar y prote(er las tuberías de re"estimiento durante su introducción al pozo. *ermiten o e"itan el paso del lodo a tra"és de éstas y se clasifican# (uía, flotadora, diferencial 0control de flu+o$ y empacadora. *3 5&I€ Es Este te ac acce cesor sorio io es ut util iliz izado ado en la ce cemen menta tació ción n de tu tuber bería ías s supe su perf rfic icia iale les s do dond nde e no es mu muy y im impo port rtan ante te la fl flot otac ació ión, n, si sir" r"ie iend ndo o /nicamente como (uía para la introducción de la 32. dem!s permite el paso de los fluidos en ambos sentidos. *3 673872€ Este equipo "a enroscado al primer tubo que se ba+a al re"estimiento. Esta sir"e para (uiar a la tubería durante su descenso )asta la profundidad que se "a a cementar. En su interior posee un meca me cani nism smo o de ob obtur turac ación ión que im impi pide de qu que e los fl fluid uidos os de per perfo forac ración ión puedan in(resar dentro de la zapata. %uando el peso de la 32 es alto y las condiciones del equipo no son muy adecuadas se utilizan accesorios cuyo ob+eti"o es el de incrementar la flotación de la 32, reduciendo así los esfuerzos en el (anc)o y el m!stil. Este accesorio lle"a una "!l"ula inte(rada la cual permite el flu+o en sentido directo pero no en in"erso.

*3 * 3 8 8I6E2E9%I I6E2E9%I € Se comporta como una zapata (uía durante la corrida de la tubería y una "ez que se )a lle(ado a la profundidad deseada, se acciona acc iona su mec mecani anismo smo int interno erno,, ést éste e mec mecani anismo smo per permite mite act actuar uar com como o zapata flotadora, e"itando el desarrollo de altas presiones instant!neas. Se emplea en la cementación de tuberías de explotación y de tuberías interme int ermedias dias,, prin princip cipalme almente nte en for formac macione iones s des despres presiona ionadas das,, con alt alta a permeabilidad o fracturadas. *3 *3  E'*%87 E'*%872 2 € *or su construcción puede ser"ir como zapata (uía o flot flotado adora ra,, ade adem!s m!s de qu que e pr propo oporc rcion iona a un se sello llo entr entre e el a(u+e a(u+ero ro y la tube tuberí ría a e" e"it itan ando do as asíí qu que e la le lec) c)ad ada a o la pres presió ión n de ci circ rcul ulac ació ión n se manifiesten por deba+o de ella. Se utiliza en formaciones que presentan problemas de pérdida de circulación, o cuando se requiere cementar la tubería de modo que quede situada en la parte superior de la formación productora.

 

B] Coples de Cementación: existen del tipo con"encionales y de cementación por etapas. os %oples con"encionales "er Figura 3.4 B], tienen por ob+eti"o retener tapones de cemento y adem!s existen el flotador, diferencial y de retención.

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Cop le Flot Cople Flotado adorr# este accesorio se instala (eneralmente en tres tramos de 32 arriba de la zapata 0(uía o flotad flotadora$, ora$, el sistema de flota flotación ción es similar  al de la zapata flotadora y se utiliza cuando no se tiene una zapata flotadora flotad ora o cuando se requiere tener una mayor efecti"idad en la flotac flotación, ión, adem!s sir"e para alo+ar el tapón limpiador o espaciador. Cople Diferencial   # Este accesorio se utiliza cuando no se utilizan zapatas, si sin n em embar bar(o (o se re requ quier iere e cemento. de dell eq equi uipo po de coples fl flot otac ación ión par a la al alta pres presión ión diferencial causada por el Estos se para instalan entalu(ar del cople flotador y se mete al pozo como cople de retención y cuando est! en el fondo se acti"a mediant mediante e una canica de acero quedando como flota flotador, dor, también sir"e para alo+ar los tapones.

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Coples de Retención: %uando no se utiliza el cople flotador o diferencial se inst instala ala es este te ac acce cesor sorio io pa para ra re rete tener ner el ta tapón pón li limpi mpiad ador or y es espac pacia iador dor..  dem!s es similar al cople flotador en su apariencia externa pero no tienen "!l"ula y sir"e /nicamente para detener tapones.

os coples para cementación por etapas constan de un mecanis mecanismo mo que permit permite e comunicar comuni car el inter interior ior de la tubería de re"est re"estimiento imiento con el espaci espacio o anular anular,, por su diseo de+an pasar los tapones de desplazamiento utilizados en la colocación de la lec lec)a )ada da en las eta etapa pas s inf infer erio iore res. s. Su di dise seo o pe perm rmit ite e co cone nect ctar arse se a (ran (ran profundidad, ya que su resistencia al colapso y a la tensión es seme+ante a las tuberías de re"estimiento. Esta )e Esta )err rram amien ienta ta se ut util iliza iza cu cuan ando do se ti tien enen en se secc ccion iones es de tu tuber bería ía de (ran (ran lon(itud, yacimientos productores de manera m/ltiple o cuando el "olumen de la lec)ada de cemento es bastante (rande. a )erramienta pro"ee un medio de apertura y cierre de orificios para el desplazamiento y contención del cemento.

 

C] Raspadores o Limpiadores de Pared: se utilizan para desplazar el en+arre del lodo, procurando así una mayor ad)erencia del cemento. El en+arre puede eliminarse, circulando a(ua o con un bac)e la"ador antes de poner el cemento, pero si el en+arre de lodo es compacto y (rueso, es necesario recurrir a métodos mec! me c!ni nico cos s pa para ra de desp spre rend nder erlo lo,, me medi dian antte rasp raspad ador ores es.. o os s rasp raspad ador ores es com/nmente com/n mente usados "er Figura 3.4 C] consis consisten ten de un anillo met!lic met!lico o sobre el que se ase(ur ase(ura a un )as de alambr alambre e que es el que efec efect/a t/a la limpi limpieza eza de las paredes del pozo. &n primer raspador act/a con el mo"imiento "ertical de la tubería desplaz!ndose entre anillos tope o collarines de retención. &n se(undo tipo se fi+a a la tubería, accion!ndose con un mo"imiento rotatorio de la misma. Estos son m!s efecti"os cuando se usan mientras se est! bombeando. 3anto los raspadores como los centradores ayudan a la distribución del cemento alrededor de la tubería de re"estimiento. D] Ce lizan par ara a cen enttrar la 32 y me+o +orrar con es estto la Cent ntra rado dore res: s: se utiliz cementación. Su función como su nombre lo indica es el de centrar la tubería, manteniendo un espacio anular lo m!s uniforme posible en todo el inter"alo a cemen ce menta tarr, es esto to pa para ra fa faci cili litar tar el des despl plaz azami amien ento to del ceme cement nto o po porr el es espa paci cio o anular, se pre"é la canalización del mismo y se i(uala la presión )idrost!tica en el espacio anular, e"itando que la tubería se pe(ue por presión diferencial. Estos dis Estos dispos positi iti"os "os "er Fi Figu gura ra 3.4 D] est!n construidos de "arios fle+es de acero cur"ados en forma de costillas, estos "an unidos en sus extremos a dos arillos o bandas, los cuales rodean a la tubería de re"estimiento, de manera (ene (e nera rall se se clas clasif ific ican an enendo dos s tipo tipos# s# rect cto o y es espi pira ral. a di dist stri ribu buci ción ón de lo los s centradores determina función delre di!metro de lal.tubería. Existen Existe n pro pro(ra (ramas mas de cóm cómputo puto para cal calcula cularr el n/mero n/mero de cen centra tradore dores. s. En (eneral se utiliza un centrador por tramo en los primeros cinco tramos de 32 y después un centrador cada tres tramos. En la zona productora se recomienda utilizar cuando menos un centrador por tramo en toda su lon(itud, sobresaliendo :; metros arriba y aba+o.

 

E] Tapones de esplazamiento: se utilizan para pre"enir la contaminación del lodo con la lec)ada de cemento, b!sicamente se utilizan dos tipos de tapones "er Figura 3.4 E], uno efect/a la limpieza en el interior de la tubería, el se(undo separa la lec)ada de cemento con el lodo de perforación, los tapones se colocan en la cabeza de cementación. Se trata de dos tapones# el limpiador y el espaciador. El tapón limpiador es un tapón de )ule que se mete antes de iniciar el bombeo del bac)e la"ador, también se le conoce como tapón de diafra(ma porque se rompe f!cilmente con una mínima presión diferencial. El tapón desplazador se suelta después de bombear los bac)es y el cemento, este tapón es de )ule, pero el centro es sólido y al lle(ar al cople flotador, de retención o diferencial se incrementa la presión indicando que ya termina el desplazamiento. F] Un Unid idad ades es Se Sell llan ante tes: s: la tu tuber bería ía de re"e re"est stim imien iento to su sufr fre e una dil dilat atac ación ión y post po ster erior iormen mente te una co cont ntra racc cció ión n 0un 0una a "e "ez z qu que e el ceme cemento nto )a fra(u fra(uado ado y se restituyen las condiciones normales de temperatura dentro del pozo$, debido a que qu e el proc proces eso o de fra( fra(uad uado o es un pro proce ceso so exot exotér érmi mico co,, y po porr lo tant tanto o es esto to pro"oca que la ad)erencia falle entre el cemento y la tubería, propiciando la canalización de los fluidos administrados o inyectados. *ara e"itar el paso de los fluidos a tra"és del espacio anular así formado, se empl em plean ean dis dispo posit siti" i"os os de denom nomin inado ados s se sell llant antes, es, es esta tas s un unida idade des s se sella llant ntes es no presentan nin(/n obst!culo a la cementación, ya que su espesor es i(ual a la de los %oples. Est!n diseados con capas de )ule, que sellan contra las paredes del cemento, e"itando paso de los fluidos. Se recomienda instalarlos < o = metros arriba de la zonaelproductora.

 

Recomendaciones Generales Es de (ran (ran im impo porrta tanc ncia ia co cono noce cerr y lle" lle"ar ar a ca cabo bo el mé méttod odo o de la cementación cement ación primaria de la me+or manera con relación a las condiciones dell po de pozo zo,, ya qu que e de no )a )ace cerl rlo o as asíí, el "a "alo lorr ec econ onó ómi mico co imp mpli lica ca directamente secund nda arias ias. en drelación em! m!s s eal consecuencias contar con de infoposibles rma mac ción cementaciones (eo eolló(i (ic ca e interpretación interpr etación correcta de correlaciones correlaciones pre"iament pre"iamente e )ec)as al perfor perforar, ar, es adem!s importante. 8urante 8urant e la per perfor forac ación ión y te term rmin inac ación ión de po pozo zos s pe petr trole olero ros, s, res result ulta a importante la etapa de cementación, y por consi(uiente se deben de tomar en cuenta todos y cada uno de los procesos relacionados con esta operación y su representación en n/meros, para su e+ecución como un traba+o que debe de optimizar los (astos, al considerar esta operación como un proceso inte(ral. 9o es un traba+o que pueda monitorear una sola persona, es todo un traba+o de equipo que se debe de incluir, no es un traba+o que pueda iniciarse cuando la tubería ya est! en el fondo lista para cementar, sino por el contrario esta operación debe de iniciarse durante la perforación tomand tom ando o en cue cuenta nta tod todo o lo que se pued pueda a )ac )acer er para me+o me+orar rar la cementación. Se deber!n de tomar en cuenta di"ersas acciones con el fin de obtener  una ce cemen menta taci ción ón ade adecua cuada da,, ya que ni nin(/ n(/n n ad adit iti" i"o, o, ni nin(u n(una na té técn cnica ica conse(uir! una cementación exitosa, se requiere desarrollar un completo an!lisis de in(eniería de todos los par!metros en el desarrollo de una cementación para (arantizar que la operación sea satisfactoria.