PET-230CAPITULO II CEMENTACION PRIMARIA PROCEDIMIENTO EN UNA ETAPA La cementación primaria en una etapa, incluye, la bajada de las siguientes cañerías: caño guía, cañería conductora, cañería de superficie, cañería intermedia, cañería de producción y liner. 1. CEMENTACION DEL CAÑO GUIA: Es la más corta y su objetivo fundamental es proteger el pozo de la formaciones superficiales altamente inestables o poco consolidadas y de las zonas acuíferas someras. El caño guía suele tener los siguientes diámetros y longitudes: 36 a 30 pulgadas que pueden bajarse soldadas o roscadas y la profundidad de asentamiento de la zapata normal es menor a los 300 pies (100 m). En muchos casos el caño guía no necesita cementación y por lo general suele estar ya corrido cuando llega el equipo de perforación. 2. CEMENTACION DEL TUBO CONDUCTOR: Sirve para evitar que los fluidos de perforación contaminen las arenas poco profundas, así como para evitar los derrumbes que pueden producirse fácilmente cerca de la superficie donde se encuentran formaciones poco consolidadas o sueltas. El tubo conductor suele tener los siguientes diámetros y longitudes: 30, 20 y 16 pulgadas, las mismas que pueden ser de igual manera, soldado y roscado y la profundidad de asentamiento son menores a 2200 pies (600 m). En esta cañería no se utilizan tapones limpiadores de cementación y por lo general la cementación se lo realiza con la tubería de perforación, ayudando a evitar la contaminación de la lechada de cemento dentro de la tubería de revestimiento. Reduce de forma significativa los volúmenes de desplazamiento y se permite detener la mezcla de cemento cuando se detecta retorno en superficie. Al perforar formaciones poco consolidadas, pueden producirse durante la etapa de perforación grandes derrumbes, por tal razón es normal aplicar excesos de lechada del 100 % al 200 %. Para cementar estas cañerías se utilizan lechadas de cementación aceleradas. Las cañerías de gran diámetro están sometidas a una fuerza de flotación ascendente enorme debido a la presión que actúa en la cabeza de cementación. Si el área es suficientemente grande, puede exceder el peso sumergido de la cañería y expulsar la cañería fuera del pozo. a) Cementación A Través De Tuberías De Perforación.En la parte superior de la zapata de flotación se instala un aditamento de conexión, actuando como receptáculo de la herramienta (stinger) que se conecta a la parte inferior de la tubería de perforación con sellos o empaques que van y sellan en el zapato o collar flotador. De esta 5 CEMENTOS PETROLEROS PET-230 CAPITULO II manera el cemento puede bombearse y desplazarse a través de la tubería de perforación hasta el anular hasta llegar a la superficie (si es el objetivo). Cuando se observa retorno de cemento de buena calidad (no contaminado) puede detenerse la mezcla y proceder al desplazamiento del volumen de la tubería de perforación. b) Cementación Por El Anular (Top Job): Si el objetivo es cementar hasta superficie y no se logra, ya sea por perdidas de circulación o volumen insuficiente, será necesario llevar a cabo una "cementación por el anular", con el fin de que el cemento alcance la superficie. Para tal efecto se utiliza tuberías de diámetro externo pequeño(Macarrón), introduciendo de 2 a 4 líneas por el espacio anular y proceder al bombeo de la lechada hasta que llene todo el espacio anular. Estos trabajos se realizan en profundidades que suelen oscilar entre los 250 a 300 pies. 3. CEMENTACION CAÑERIA DE SUPERFICIE: Actúa como aislamiento de las formaciones no consolidadas o la presencia de zonas acuíferas poco profundas. El diámetro externo de estas cañerías suele oscilar entre 20 a 13 3/8 de pulgadas y profundidades que van de 2500 a 9000 pies (750 a 2700 m). Esta cañería tiene tres objetivos primordiales: a) Llevar el cemento hasta superficie. b) Cementar la zapata y la zona circundante para desarrollar resistencia a la compresión rápidamente y minimizar así el tiempo de perforación. c) Crear un intervalo (shoe track) eficaz que permita llevar a cabo la prueba de integridad de presión limite sin necesidad de realizar trabajos de cementación de reparación. Para compensar la dificultad para determinar el diámetro exacto de agujero abierto se utilizan excesos de lechada de entre 50 % al 100 %. Se puede también hacer uso de la cementación a través de tubería de perforación, reduciendo los tiempos de bombeo y desplazamiento, costo de cemento y mejor resultado de calidad con menos riesgos de canalización y contaminación. Los tipos de lechada empleadas son, lechada inicial y de cola, presentando las siguientes características: a) La lechada inicial es extendida de baja densidad y con alto rendimiento, ayuda a reducir los costos y posibles pérdidas de fluido hacia la formación. 6 CEMENTOS PETROLEROS PET-230 CAPITULO II b) La lechada principal o de cola es preparada con cemento puro y acelerador de fragüe contribuyendo a reducir tiempos de espera y que sirve como soporte de la cañería en la zapata. 4. CEMENTACION CAÑERIA INTERMEDIA: Se utilizan para separar el pozo en las secciones de trabajo, aislar zonas de pérdida de circulación, secciones salinas, zonas de sobrepresión, secciones con lutitas y otras condiciones en pozo que dificulten la continuación de la perforación. El diámetro y la longitud de las cañerías intermedias varían mucho de un operador a otro o de un campo a otro. Los diámetros más utilizados son: de 13 3/8 a 9 5/8 pulgadas. La longitud puede oscilar entre los 2500 a 15000 pies (750 m a 4570 m). Estas cañerías pueden cementarse hasta superficie o hasta la zapata de la cañería anterior, dependiendo de las necesidades del cliente, presión de fractura, etc. Si el intervalo a cementarse es muy largo y en el pozo presento durante la perforación perdidas de circulación o hay formaciones con presión de fractura baja, la cañería puede cementarse en dos etapas. Los tipos de lechada utilizadas dependen del cliente y de las condiciones que presenta el pozo. Las más utilizadas son la lechada inicial extendida y la lechada de cola con cemento puro. a) Las lechadas iniciales llevan en su composición un agente extensor y/o aditivo ligero, muchas veces también retardadores y aditivos de pérdida de circulación. b) Las lechadas de cola pueden estar diseñadas con un retardador en algunos casos llevan material de pérdida de fluido. En algunos casos se utiliza aditivos especiales especialmente cuando se han atravesado zonas salinas o zonas de migración de gas. 5. CEMENTACION CAÑERIA DE PRODUCCION: Es la cañería más importante en la perforación de un pozo; ya que además, de servir como elemento de sustentación del pozo, cumple otras misiones como ser: a) Aislar la zona productiva de otras formaciones con fluidos presentes en ellas. b) Actúa como cubierta de protección de los equipos de terminación, tales como: Equipo de bombeo artificial subterráneo. Equipo de terminación en zonas múltiples. Mallas de control de arena. c) Recubrir tuberías de revestimiento intermedias dañadas o desgastadas. 7 CEMENTOS PETROLEROS PET-230 CAPITULO II Los diámetros y profundidades de asentamiento varían mucho las más usadas suelen variar de 4 ½ a 9 5/ 8 pulgadas. La cañería de producción puede bajarse desde el fondo hasta superficie o también como liner; es decir, desde fondo pozo hasta una cierta profundidad por encima de la zapata de la cañería anterior. El tipo de lechada para esta cañería depende de las exigencias del cliente y las condiciones del pozo. Se suelen utilizar una sola lechada de cementación o lechada inicial extendida y lechada de cola pura. Las lechadas iniciales llevan un agente extensor y/o un aditivo ligero y muchas veces también agentes retardadores y aditivos de control de pérdidas de circulación. Las lechada de cola pueden llevar retardadores y muchas veces dispersantes y aditivos de pérdida de circulación. También van en su composición algunos aditivos especiales cuando se atravesó durante 1a perforación zonas problemáticas (zonas salinas y zonas con presencia de gas). Es muy importante tener mucho cuidado en el trabajo y diseño de la lechada para tener resultados efectivos, de cementación y colocación del cemento. 6. CEMENTACION DE LINER: Son tuberías de revestimiento que no llegan hasta superficie, si no que son colgadas del interior de cañería anterior, la superposición depende del objetivo del liner, el mismo puede oscilar de los 30 a 150 m de longitud. El uso de liner (como cañerías de producción) permite utilizar menos revestimiento y por lo tanto reducir el costo del pozo. En los trabajos de cementación suelen ser necesarios utilizar fluidos y técnicas de colocación especiales para reducir el riesgo de sufrir pérdidas de circulación. Las lechadas utilizadas en la cementación de los liner están diseñadas para presentar propiedades de fluidez de fraguado que garanticen un bueno soporte y aislamiento. Si el volumen lo permite, la lechada se mezclara por baches. Los liner pueden ser utilizados como: a) Liner de Producción: Va desde el último revestimiento hasta fondo pozo (profundidad total) y sustituye a la cañería de producción. Está en contacto directo con los intervalos de las formaciones productoras, de modo que la cementación en este tramo es crítica. b) Liner de Perforación: utilizados para poder aumentar la profundidad del pozo; su función principal es aislar zonas de pérdida de circulación y otras zonas problemáticas. 8 CEMENTOS PETROLEROS PET-230 CAPITULO II c) Extensión de Liner a Superficie: Asciende desde el tope de un liner ya existente hasta un punto superior en el interior de otra cañería. Es utilizada para reparar cañerías dañadas, desgastadas o corroídas situadas sobre otro liner ya existente. Para correr y colgar el liner dentro de una tubería de revestimiento es necesario utilizar equipos especiales, hay algunas compañías que proveen con todo los accesorios para bajar y asegurar los liner. 7. CEMENTACION DE CONEXIONES DE LINER A SUPERFICIE: Las extensiones de liner o complementos van desde el tope de un liner ya existente hasta un punto determinado o hasta superficie. Se los utiliza para reparar revestimientos dañadas, desgastadas o corroídas y para reforzar la protección contra la presión y la corrosión. Para instalar una conexión de liner a superficie, le liner original debe tener instalado un conector, tipo receptáculo de diámetro interno pulido que va unido a la parte superior del colgador del liner. En el extremo se coloca un aguijón (stinger) con sellos o un niple de sello. En algunos casos se utiliza un empacador y cuñas de anclaje. 9 CEMENTOS PETROLEROS