Junio 2015

Fundamentos Básicos de las Cementaciones Forzadas

CONTENIDO

• Definición de Cementación Forzada

• Tasa de Deshidratación de la Lechada de Cemento

• Claves del éxito en las cementaciones forzadas– Planificación y Diseño

• Diagnostico de las condiciones actuales deI pozo• Características del pozo.• Selección de la Técnica y Método para ejecutar el

Forzamiento.• Ejecución del servicio• Recomendaciones para el cliente, antes de cementar

CONTENIDO

Cementación Forzada

Es el proceso que consiste en forzar la lechada de cemento bajo suficiente presión hidráulica, hacia la formación. Su objetivo es crear un sello efectivo entre el revestidor y la formación mediante el llenado con cemento deshidratado, de todas las perforaciones, fracturas o canales, con el mínimo daño a la formación.

Formación

Revestidor

Perforaciones

Nodos

CONTENIDO

Diagrama Causa y Efecto

Tasa de Deshidratación de la Lechada de Cemento

Diferencial de Presión

Permeabilidad de la Formación

Tiempo de Exposición

Control de Filtradode la Lechada

CONTENIDO

La Clave para el Éxito en las Cementaciones Forzadas

PLANIFICACION

Y DISEÑO

Diagnostico del Pozo

Características

del Pozo

Seleccionar Técnicas y

Metodos Logística Operacional

Diseño de Lechadas

Procedimiento de Trabajo

Recomendaciones

al Cliente

CONTENIDO

Diagnostico de las condiciones actuales del pozo

Fallas Cementaciones

Primarias

Integridad de la zapata

Influjo en anular entre revestidores

Tope de Liner

Reparar canales y

micronillos

Cementación Incompletas

Aislar Intervalos de Formación

Abandono de zonas no

productoras

Cambiar las características de la formación

Reducir relación Agua/petroleo o

Gas/petroleo

Reparar problemas del revestidor

Reparar filtraciones en el

cuerpo o junta

CONTENIDO

Características del Pozo

Características del Pozo

Estado Mecánico

Actual

Características del Pozo

Características del Pozo

Estado Mecánico

Actual

Tratamientos Previos

Características del Pozo

Características del Pozo

Estado Mecánico

Actual

Tratamientos Previos

Características de la Formación

CONTENIDO

Selección de la Técnica y Método para ejecutar el Forzamiento

Presión de Trabajo

Baja presión

Alta presión

Herramienta o Equipo

Empacadura

Retenedor

Brandenhead

Coiled Tubing

CONTENIDO

Técnica de Forzamiento

Baja Presión: Hace mención a la presión máxima de fondo, la cual es mantenida por debajo de la presión de fractura.

Por lo tanto:Presión de Bombeo + Presión Hidrostática - Presión por Fricción < Presión de FracturaDonde: Presión Hidrostática = 0,052 * Densidad Fluido * Profundidad

Aplicaciones:

1.- En pozos donde se requiere forzar poco volumen de cemento.

2.- En pozos que presentan largos intervalos de cañoneo para aislar.

4.- Técnica de forzamiento, mayormente mas empleado.

3.- En pozos con bajo gradiente de fractura.

CONTENIDO

Técnica de Forzamiento

Alta Presión: Hace mención a la presión máxima de fondo, la cual supera la presión de fractura.

Por lo tanto:

Presión de Bombeo + Presión Hidrostática - Presión por Fricción > Presión de Fractura

Aplicaciones:

1.- En pozo donde los canales en la formación, no estan conectados con las perforaciones.

2.- En pozos con microanillos.

3.- En pozos donde existe taponamiento en los canales de las perforaciones.

4.- En pozos nuevos, que presentan lodo en su anular.

CONTENIDO

Método de ColocaciónEMPACADURA RECUPERABLE: Herramienta empleada para aislar el revestidor y el cabezal del pozo, mientras se aplica una presión en el fondo del pozo. Para asentarlas se requiere peso o tensión, según su diseño; tiene laVentaja de asentarla o desasentarlas muchas veces.

Aplicaciones:

2.- En cementación de largos intervalos de cañoneo.

3.- En pozos que vayan a ser recañoneados.

4.- En pozos que en el futuro, vayan a completarse en arenas mas profundas.

5.- En pozos donde los intervalos a cementar, sean evaluados posteriormente.

1.- En pozos profundos.

6.- Herramienta muy empleada, para cementaciones en directo o mediante el método de Tapón Balanceado.

CONTENIDO

Método de ColocaciónRETENEDOR NO RECUPERABLE: Herramienta empleada para aislar el revestidor y el cabezal del pozo, mientras se aplica una presión en el fondo del pozo. Para asentarlo se requiere tensión y solo puede asentarse una vez.

Aplicaciones:

1.- En cementación de cortos intervalos de cañoneo.

2.- En pozos donde el aislar un intervalo definitivo, dejando en el casing el tapón de cemento sin limpiar.

3.- En pozos donde existe una posibilidad potencial de comunicación con perforaciones superiores.

4.- En cementaciones de múltiples zonas, en donde no hay necesidad de esperar tiempo de fraguado del cemento (WOC), entre un aislamiento y otro.

CONTENIDO

Método de ColocaciónPUNTA LIBRE O BRANDEN HEAD: Se refiere al forzamiento realizado desde superficiedel pozo, empleando los Rams de la BOP. Tanto anular como tubing ven la presión de Trabajo. Método de trabajo empleado según la zona.

Aplicaciones:

2.- En forzamientos que requieren baja presión de trabajo

3.- En pozos donde hay dudas de la capacidad del revestidor de soportar la presión de forzamiento.

1.- En pozos someros .

4.- En pozos donde el revestidor no es muy comercial que no permite hacer uso de una empacadura o retenedor.

CONTENIDO

Método de ColocaciónCOILED TUBING: Equipo que consta de un rollo continuo detubería flexible, que se baja en el pozo sin necesidad de sacar la completación; y que tiene varias aplicaciones, entre ellas cementar.

Aplicaciones:

2.- En pozos que dificultan retirar la completación.

3.- Para la colocación de tapones de abandonos.

1.- En pozos profundos.

4.- Equipo poco empleado para este fin; por el alto Costo que implica su uso.

CONTENIDO

EJECUCIÓN DEL SERVICIO

2.- Evaluación y discusión de las condiciones del pozo.

3.- Elección de herramienta de trabajo: - Retenedor - Empacadura

1.-Solicitud del servicio por parte del cliente.

4.- Diseño de lechadas de cemento. - Profundidad del pozo - Presión - Temperatura - Tipo de formación. - Zona o área de trabajo.

CONTENIDO

EJECUCIÓN DEL SERVICIO5.- Pruebas de laboratorio según requerimientos del cliente: - Densidad de la lechada. - Tiempo de espesamiento. - Pérdida de filtrado. - Resistencia a la compresión.

6.- Logística Operacional

Personal:- Ingeniero de Técnicas y Ventas.- Supervisor de Operaciones.- Operadores de Bombeo y de Herramientas.- Técnicos de Mantenimiento y de Instrumentación.- Analista de Protección Integral.- Obreros.

Equipos y Herramientas:- Camión Bomba.- Tolva de cemento.- Batch Mixer.- Herramienta.- Manifold.- Sistema de Monitoreo.- Martin Decker.- Líneas y accesorios.

Reporte de laboratorio

CONTENIDO

EJECUCIÓN DEL SERVICIO

2.- Probar líneas y tubería del pozo con 5000 Psi.

3.- Asentar Herramienta y probar sellos por anular con 600 Psi.

1.- Vestir equipos, manifold y líneas de cementación.

4.- Realizar prueba de inyección: Es el bombeo que se realiza al inicio de las operaciones, la misma permite determinar el grado de admisión de la formación.

PRESION

T I E M P O

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TASA

BOMBEO

Bombear 10 Bls de Agua fresca de la siguiente manera: 03 Bls a ½ bpm + 03 Bls a 1 bpm + 04 Bls a 2 bpm

CONTENIDO

EJECUCIÓN DEL SERVICIO CALCULO DE SACOS DE CEMENTO BARRILES DE LECHADA Y AGUA DE MEZCLA

SKS = 112300 * Tasa final de Bombeo Presión Final de bombeo * Rendimiento

Calculo de los sacos de cemento

Calculo del agua de mezcla

H2O = Sks * Requerimiento 42 Gln/Bls

NOTA: Para el calculo de los SKS de cemento, se debe consultar con el cliente y el personal de yacimiento que tengan conocimiento de la zona y las arenas para que el calculo del volumen de cemento sea lo mas exacto posible.

BLS = SKS * Rendimiento 5,615

Calculo de Bls de lechada a bombear

Ecuación empírica

CONTENIDO

EJECUCIÓN DEL SERVICIO

7.- Bombear el Volumen de lechada definido.

6.- Bombear tren de pre-flujos (Lavadores o espaciadores).

5.- Pre-mezclar el volumen de lechada definido.

9.- Iniciar el desplazamiento con agua fresca.

10.- Al tener el pre-flujo en la punta de la tubería, cerrar ranes y continuar desplazando a ½ bpm. (Vacilar en varias oportunidades si lo amerita).

11.- Desplazar hasta alcanzar una presión de cierre igual a 1000 psi sobre lapresión máxima obtenida durante la prueba de inyección.

13.- Desahogar presión y alinear manifold al tanque quemador y reversar como mínimo dos veces la capacidad de la tubería.

12.- Calcular Presión requerida para reversar el volumen de cemento.

14.- Desvestir equipos y líneas de cementación.

CONTENIDO

GRAFICO DE CAMPO

CONTENIDO

RECOMENDACIONESRealizar un viaje de limpieza que garantice un pozo apto para ejecutar la operaciónde cementación.

Emplear preferiblemente salmuera o agua fresca, como fluido de control en el pozo.

Conejear tubería durante la bajada para evitar obstrucción y verificar su buenaintegridad.

Garantizar rams de la BOP y líneas de superficie sin fugas.

Si se va a asentar el retenedor cerca de las perforaciones a cementar, bajar trazaradiactiva, para tener mayor precisión en la ubicación de la herramienta.

Para el caso de la empacadura, No asentarla en: cuellos y fisuras que hallan en la parte interna del revestidor. Si se asienta en un lugar que tenga cemento fraguado detrás del revestidor, mucho mejor.

Bajar niple de prueba para probar sarta de trabajo, siempre y cuando lo permitala formación.

CONTENIDO

MUCHAS GRACIAS

CONTENIDO

EQUIPOS DE CEMENTACION

UNIDADES BOMBA

CONTENIDO

EQUIPOS DE CEMENTACION

UNIDAD TOLVA UNIDAD BATCH MIXER

CONTENIDO

CALCULO DE SACOS DE CEMENTO BARRILES DE LECHADA Y AGUA DE MEZCLA

SKS = 112300 * 2 BPM2100 PSI * 1,18 Pie3/Sks

Calculo de los sacos de cemento

Calculo del agua de mezcla

H2O = 91 * 5,20 Gln/Sks 42 Gln/Bls

= 91 Sks

Bls = 91 Sks * 1,18 Pie3/Sks 5,615

Calculo de Bls de lechada a bombear

= 11 Bls

= 19 Bls

CONTENIDO

DIAGRAMA DEL POZO

Tubería

Herramienta

Lechada de cemento

Fluido del pozo

CONTENIDO

EJECUCIÓN DEL SERVICIO Bombeo Continuo:

Durante el procedimiento de forzamiento, la lechada de cemento se bombea y desplaza en forma continua hasta que se alcance la presión deseada de forzamiento, después de parar el bombeo se monitorea la presión, si la presión no se mantiene por varios minutos constante, se deberá repetir la operación preparando nuevamente la lechada.

TASA

BOMBEO

- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- ----PRESION

T I E M P O

bombeo

!!!!!!!!

!!!!!!!!Parada

Presión Trabajo

CONTENIDO

EJECUCIÓN DEL SERVICIO. Bombeo por Vacileo:

Durante el procedimiento de forzamiento, la lechada de cemento se bombea y desplazaen forma intermitente a baja tasa; haciendo paradas por intervalos de tiempo de 20 a30 minutos; hasta que se alcance la presión deseada de forzamiento. Debido a las paradas, la lechada de cemento se va deshidratando en la cara de las perforaciones hastaformar el nodo que permite crear el sello o aislamiento entre la parte interna del casing y la formación. Esta técnica es requerida para pequeños volúmenes de mezclas.

Vacileo

TASA

BOMBEO

PRESION

T I E M P O

- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --

bombeo Paradabombeo

!!! !

!!!!!

Parada!!!

bombeo

!!!!!!!!

Parada

Presión Trabajo

CONTENIDO

CALCULO PARA DETERMINAR LA LONGITUD DEL CEMENTO EN LA TUBERIA

Longitud = 06 Barriles de cemento

= 1037 Pies

Presión = 1037 Pies * (15,6 – 8,4) Lpg * 0,052

0,005788 Barriles/Pie

Tubería 2 7/8’’ de 6,5 lpp

CALCULO PARA DETERMINAR LA PRESIÓN REQUERIDA PARA REVERSAR EL CEMENTO

= 388 Psi

Longitud = Barriles de cemento Capacidad tubería

Presión = Longitud * (ρ del cemento – ρ lodo) * 0,052

Nota: Se requiere bombear de casing a tubing a una presión de 388 psi, para reversar la columna hidrostática de 06 bls de cemento.