Geometría del hoyo

1. Geometría del hoyo

• Hoyo Socavado/Lavado: Si la sección del hoyo perforado presenta un diámetro irregular. Esta situación origina una disminución de la velocidad anular en comparación con una porción del hoyo que presenta un diámetro calibrado. En el caso de presentar una velocidad anular muy baja se corre el riesgo de que tanto el lodo como los ripios se gelifiquen en cavernas dentro del hoyo, dificultando su desplazamiento efectivo cuando se bombee el tren de preflujos (lavadores y espaciadores), situación que incide directamente sobre el nivel de adherencia del cemento hacia la formación.
• Sección del Hoyo de Diámetro Irregular - Lodo Gelificado: En el caso de una geometría con un alto porcentaje de irregularidad puede propiciar la contaminación del cemento por efecto del lodo residual que no pudo ser removido durante el desplazamiento, ocasionando cambios en las propiedades del cemento, tiempo de espesamiento, resistencia a la compresión y pérdida de filtrado.
• Hoyo Ovalado: produce subestimaciones en el cálculo del volumen del cemento, debido a que el volumen teórico del cemento está por debajo del estimado, provocando que el tope teórico del cemento sea inferior al calculado. Adicional a esto, la condición elíptica del pozo dificulta la remoción del lodo del espacio anular, puesto que el lodo ubicado en el eje mayor no puede ser desplazado eficazmente por los preflujos y la lechada.
• Hoyo Calibrado: representa la condición más deseable en un hoyo perforado. Este tipo de hoyo aumenta la eficiencia del desplazamiento y disminuye el volumen de la lechada requerida, permitiendo así un mayor control de la tasa de desplazamiento durante la cementación y un cemento en buena calidad.

1. Densidad de la lechada de cemento

Se le conoce como peso por unidad de volumen de una lechada de cemento, y suele darse en unidades de kg/m3 o lbm/gal. Las lechadas típicas en los pozos de petróleo o gas tienen densidades de 1380 kg/m3 a 2280 kg/m3 o su equivalente 11,5 lbm/gal a 19,0 lbm/gal, aunque técnicas especiales, tales como el uso de cemento espumado y la cementación con distribución de tamaño de partícula, extienden este rango a 840 kg/m3 a 2760 kg/m3 que corresponden, de 7 lbm/gal a 23 lbm/gal.

1. Tiempo de espesamiento

Es el tiempo durante el cual la lechada de cemento puede ser bombeada o desplazada dentro del espacio anular, además, la lechada debe tener suficiente tiempo de bombeabilidad para permitir ser:

• Mezclada
• Bombeada dentro de la cañería
• Desplazada a través del fluido de perforación hasta que este se ubique en el lugar requerido.

Generalmente un tiempo de bombeabilidad de 2 a 3 horas es suficiente para permitir que las operaciones sean completadas. Este tiempo también es suficiente por si ocurre algún retraso o interrupción en las operaciones de cementación. El tiempo de bombeabilidad requerido para una operación en particular debe ser cuidadosamente seleccionado de manera de satisfacer las siguientes operaciones:

• La lechada de cemento no debe fraguar mientras empieza a ser bombeada.
• La lechada de cemento no debe permanecer fluida por demasiado tiempo, porque podría contaminarse con los fluidos de la formación u otros contaminantes.
• Las operaciones de cementación no deben consumir demasiado tiempo un una operación de perforación.

1. Perdida de filtrado

La pérdida de filtrado a través de un medio permeable puede causar un incremento en la viscosidad de la lechada y rápida disposición del revoque, lo que puede producir un fraguado prematuro de la lechada. Para evitar esto, se realiza una prueba que permite determinar el tiempo de deshidratación de la lechada de cemento frente a una zona permeable debido al diferencial de presión existente entre ambas zonas. Los efectos causados por la perdida por filtrado son el fraguado prematuro, cambio en la densidad y cambio en la composición química del cemento. Para realizar una prueba de filtrado API, se debe:

• Adecuar la lechada de cemento a condiciones de temperatura que va estar expuesta la lechada de cemento con el consistómetro. presurizado.
• Armar el filtro prensa ubicando una malla de 45μm en el extremo inferior de la celda, la cual estará en contacto con la lechada de cemento.
• Acondicionar el filtro prensa a la temperatura circulante.
• Presurizar el sistema con nitrógeno a 1000 psi.
• Ubicar por debajo del filtro prensa una probeta para poder medir el volumen de filtrado.
• Contabilizar la cantidad de filtrado volumen a los 0.5, 1, 2, 5, 7.5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos, con estos resultados medir el volumen total de filtrado y multiplicarlo por 2 para obtener el resultado en unidades API.
• Despresurizar el sistema y posteriormente proceder a desmontar el equipo cuidadosamente

1. Efecto de la pérdida 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 está realizando, para que no aumente la viscosidad del cemento.

1. Procedimiento api

Para realizar una lechada de cemento se procede a lo siguiente:

• Se pesa la cantidad de agua, cemento y aditivos en una balanza electrónica.
• Se mezcla el agua, cemento y aditivo en una mezcladora API; la mezcla se realiza de la siguiente manera: Por 15 segundos a 4000 rpm se mezclan los aditivos. Y Luego por 35 segundos a 12000 rpm toda la lechada.
• Se mide la densidad de la lechada en una balanza presurizada.
• Después de mezclar la lechada en la mezcladora API se pasa al consistómetro atmosférico para simular las condiciones de mezclado que soportará la lechada antes de ser bombeada al pozo.
• Se mide la reología de la mezcla en el viscosímetro FANN donde se le determina el punto cedente y la viscosidad plástica de la lechada. Estas características permiten conocer que tipo de flujo va a permitir esa lechada. El simulador indicará si va a entrar en flujo turbulento o flujo tapón con tantos barriles/min.
• Se mide el agua libre en un equipo para análisis de agua libre que nos permite evaluar la cantidad de agua libre que puede migrar a través de la lechada.
• Se mide la cantidad de perdida de filtrado de la lechada en el filtro prensa bajo condiciones dinámicas de presión y temperatura.
• Se toma una muestra de la lechada y se coloca dentro del consistómetro presurizado, que es un equipo el cual nos permite simular las condiciones del fondo del pozo (presión y temperatura) y determinar el tiempo de espesamiento de la lechada.
• Se mide la resistencia a la compresión de la lechada a través de la cámara de curado que es un equipo de alta presión y alta temperatura donde se elaboran bloques de muestra de las diversas lechadas de cemento diseñadas, para ser sometidas a diversos esfuerzos.

1. Resistencia a la compresión

Es la fuerza requerida para triturar el cemento, dividida entre el área seccional recta de la muestra. La resistencia comprensiva del cemento es generalmente alrededor de 12 veces mayor que la resistencia a la tensión. Es por esto que siempre se reporta solamente la resistencia a la compresión.

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