Perforar pozos de producción requieren de grandes equipos de perforación como este, y la perforación pueden costar algunos millones de dólares. Los pozos geotermales pueden perforarse hasta 4000 metros o mas.

Equipos utilizados durante las etapas de perforación

Cementacion La cementacion de un pozo de

hidrocarburos, es el procedimiento que consiste en mezclar cemento con agua y aditivos llamada lechada con equipos especiales y desplazar o bombear a través de la tubería hacia el espacio anular a puntos críticos hueco-tubería, utilizando también dispositivos especiales en la sarta de la tubería.

DISPOSITIVOS UTILIZADOS EN LA CEMENTACION, EN SUPERFICIE Y FONDO EL POZO

Equipos de superficie

Los principales equipos de superficie son:

Tanques para agua y cemento Equipos de mezcla Bombas principales y auxiliares Líneas de superficie Cabezal de cementación

Materiales y dispositivos de subsuelo

Son: Tuberías especiales llamados forros (casing) Zapato guía y cuello flotador (parte de la

sarta) Centralizadores, rascadores y canasta (en el

espacio anular o exterior de la tubería) Tapones de fondo y tope o desplazamiento

(en el interior de la tubería)

Forros o revestidores (casing)

FLOAT COLLARSHOE FLOAT

DISPOSITIVOS EN LA SARTA

Zapatos guía

Zapato guía - flotador

Cuello flotador

Ensamble Ensamble del zapatodel zapato

Collar de aterrizaje

Collar flotador de autollenado

Revestidor

Zapato filtro

Revestidor

Revestidor

Sistema mud master

Dispositivos en el interior de la tubería

Centralizadores

Dispositivos en el anillo

Hueco perforado

CANASTA

RASCADORES RECIPROCANTES

RASACDORES ROTACIONALE

S

Objetivos de una cementacion Adherir y soportar la tubería (forro) Restringir los movimientos de fluidos

entre las formaciones Aislar las zonas con perdidas de

circulación o zonas “ladronas” Proteger la tubería de corrosión externa Proteger la tubería de los esfuerzos y

choques cuando se reperfora para continuar la perforación

Factores que influyen en una mala cementacion

Factores Tipo de falla-Agua de mezcla contaminado-Estimación incorrecta de la temperatura-Cemento inapropiado-Zapato o cuello flotador sucio o contaminado-Retardador insuficiente

Fragüe prematuro (a veces instantáneo en la cañería)

Factores que influyen en una mala cementacion

Factores Tipo de falla-Tapón de tope no salio del cabezal de cementacion-Tapones de cementacion se dañaron-El cemento no se pudo colocar totalmente en el anillo-Calculo de volumen de desplazamiento incorrecto-Tubería rajada o abierta

El tapón no asienta en el cuello flotador, indicando su llegada y finalización del desplazamiento

Factores que influyen en una mala cementacion

Factores Tipo de falla-Fallas mecánicas de los equipos de bombeo-Fallas en los sistemas de desplazamiento (líneas de superficie) -Agua o presión insuficiente

No se puede terminar la mezcla de cemento

Factores que influyen en una mala cementacion

Factores Tipo de falla-Presión hidrostática en el anillo insuficiente-El cemento no cubre las arenas gasiferas -Deshidratación del cemento

Fuga o ingreso de gas al anillo

Continuación

Factores Tipo de falla-Tubería recostada en la formación-Imposibilidad de mover o rotar la cañería -Caudales de desplazamiento muy bajos-Cavernas o ampliación del diámetro del hueco

Canalización del cemento (lodo no desplazado)

Continuación

Factores Tipo de falla-Relación agua/cemento inapropiado -Estimación de la temperatura errónea -Cemento y aditivos no adecuados para las condiciones del pozo-Los espaciadores de lodo-cemento inapropiados (colchones lavadores, químicos, mecánicos, etc)

Fragüe del cemento rápido

Consideraciones al planificar una cementacion primaria Condiciones del hueco:

Diámetro – profundidad - desviacion – Temperatura - propiedades de la formacion.

Fluido de perforación: Tipo – Propiedades – Densidad –

Compatibilidad con el cemento Forro (casing):

Tipo de rosca – Profundidad de fijacion del cuello flotador – Centralizadores – Rascadores - Etc

Operación del equipo de perforación:Tiempo y velocidad de movimiento del forro – Tiempo

de circulacion antes de la cementacion

Consideraciones al planificar una cementacion primaria

Composición de la lechada: Tipo – Volumen – Densdidad – Propiedades – Ensayos previos con el de mezcla en el pozo

Unidades de bombeo y de mezclado:Tipo de mezclador – Cabezal de cementacion – Tapones – Espaciadores – Movimiento del forro durante la cementacion – Caudales de desplazamiento – Velocidad de mezclado.

Personal:Responsabilidad de cada operador en su puesto de operación

Factores que afectan el diseño de una lechada de cemento

1.- Profundidad del pozo2.- Temperatura y presión en el pozo3.- Presión hidrostática de la columna de

lodo4.- Viscosidad y contenido de agua de la

mezcla 5.- Tiempo de bombehabilidad o

espesamiento

Continuación

6.- Resistencia necesaria del cemento para soportar la tubería.

7.- Calidad de agua disponible para la mezcla

8.- Tipo de fluido de perforación y aditivos9.- Densidad de la lechada10.- Permeabilidad del cemento fraguado11.- Control de filtrado12.- resistencia a la presencia de sales

Presión de operación en superficie

Pos = Pfs + Pft + Pfa + ΔPh Donde: Pos Presión de operación en superficie Pfs Presión de fricción en superficie Pft Presión de fricción en la tubería Pfa Presión de fricción en el anillo ΔPh Diferencial de presión hidrostática

Presión de operación en el fondo del pozo

Pof = ΣPfa + Σ Pha < Pfrac

Donde:ΣPfa = Pfc + Pffl + Pfl

ΣPha = 0.052(ρchc + ρflhfl + ρlhl) Pof Presión de operación en el fondo ΣPfa Presión de fricción en el anillo ΣPha Presión hidrostática en el anillo Pfrac Presión de fractura

Tiempo de bombeo

Es el tiempo considerado desde el inicio de la mezcla de cemento hasta el momento de que el tapón de tope sienta en el cuello flotador:

Tb = (Vc + Vfd)/Q Donde:Tb = Tiempo de bombeoVc = Volumen de mezcla (bls)Vfd= Volumen de fluido de desplazamiento

(bls)Q = Régimen de bombeo (BPM)

Tiempo de bombehabilidad

Es el tiempo de bombeo mas un tiempo de seguridad, el cual por lo general es una hora, este tiempo de acuerdo a las posibles dificultades que se pueden presentar durante la operación de cementacion puede incrementar.

Otro criterio es el tiempo cuando la mezcla adquiere una consistencia de 100 uc (unidades de consistencia)

Calculo de volumen de fluido lavador

Para determinar que volumen de fluido lavador se debe utilizar, en laboratorio se determino que un tiempo de contacto de 10 minutos fluido - costra en condiciones de flujo es suficiente.

Calculo de volumen de fluido lavador

Inicio Final

Vfl

Costra

h = v x t

Vfl = C x h

Espacio anular