La cementación primaria se realiza después de la perforación del pozo y la instalación del revestimiento.
La lechada de cemento se bombea por la tubería de revestimiento y se hace circular por el espacio anular.
Esto se hace para sellar el espacio anular, proporcionar apoyo a la carcasa, crear un aislamiento zonal y proteger la carcasa de la posible corrosión.
Las operaciones de cementación secundaria se realizan después de que se haya cementado la tubería de revestimiento en el pozo.
Algunos ejemplos de estas operaciones son el taponamiento de zonas de agua, los apretones de cemento y la reparación de fugas en la tubería de revestimiento.
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¿Cómo se realiza la cementación primaria de pozos?
Una vez calculado y mezclado el volumen de cemento necesario, se bombea en la carcasa entre dos tapones de limpieza.
Cuando el primer tapón llega a la punta del pozo, se rompe y permite que el cemento entre en el espacio anular.
Después de que el segundo tapón llegue a la punta del pozo, hay una firma de presión en la superficie.
La función de los tapones limpiadores es limpiar las paredes de la tubería de revestimiento antes del tapón de cemento y detrás de él.
También hay otras formas de cementar la tubería de revestimiento, como el bombeo de cemento a través de la tubería o incluso la colocación de cemento en el pozo antes de instalar la tubería de revestimiento.
El tiempo que tarda el cemento en endurecerse depende del tipo de cemento utilizado y de las condiciones del fondo del pozo. Por lo general, es entre 12 y 24 horas.
Una vez realizado el trabajo de cementación, la calidad del cemento se evalúa con la herramienta de registro de la adherencia del cemento (CBL) que se ejecuta en la tubería flexible o en el cable.
Esta herramienta utiliza ondas acústicas para determinar la integridad del cemento.
Es importante bombear el volumen correcto de cemento para evitar dejar un espacio vacío en el espacio anular o permitir que el cemento quede atrapado dentro del revestimiento.
Si durante la operación de cementación surgen problemas que provocan el endurecimiento del cemento en el interior de la tubería de revestimiento, puede disminuir la longitud útil del pozo.
En muchos casos, puede requerir el fresado del cemento, que puede ser un proceso bastante lento.
Durante las operaciones de cementación inadecuadas, hasta 1000-2000 de la tubería de revestimiento pueden ser cementados y requerir el fresado.
En casos extremos, puede llevar semanas fresar todo el cemento del interior de la carcasa.
Por otro lado, si no se coloca suficiente cemento, puede provocar que los hidrocarburos suban por el anillo.
Para obtener una mejor estimación de la cantidad de cemento necesaria para el trabajo, se realiza un registro de calibre en el pozo abierto antes de instalar el revestimiento.
El tipo de cemento utilizado dependerá de las condiciones de fondo de pozo, como la temperatura, la presión y el tipo de formación.
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Operaciones de cementación secundaria
Muchas operaciones de cementación secundaria o correctiva se realizan para resolver los problemas creados durante los trabajos de cementación primaria inadecuados.
Esto se suele conseguir bombeando un tapón de cemento en el pozo, realizando una cementación a presión, o ambas cosas.
¿Qué es la cementación por presión?
Si hay problemas durante un trabajo de cementación primaria, a veces se introduce más cemento en la zona específica para solucionar el problema.
Para ello, se coloca el cemento a la profundidad requerida y se aplica presión en la superficie para forzarlo a entrar en la formación.
Para garantizar que la lechada de cemento entre en la zona objetivo, a veces se utilizan herramientas y tapones para aislar la zona.
En algunos casos, se puede utilizar la tubería flexible para bombear el cemento en la zona objetivo.
Algunos ejemplos de los problemas que podrían requerir la compresión del cemento son las grietas en el cemento en el anillo o el espacio vacío que no fue llenado por el cemento durante la operación inicial de cementación.
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Sellado de las zonas de circulación perdidas
Si hay una zona de baja presión que se lleva todo el fluido, se puede utilizar la cementación para sellar esa zona.
Reparación de fugas en la carcasa
El revestimiento puede dañarse durante las operaciones de fracturación o debido a otros factores que pueden surgir durante la vida del pozo.
Sea cual sea la causa, la fuga suele tener que ser reparada.
Una forma de conseguirlo es inyectar cemento en la formación alrededor de la tubería de revestimiento con fugas.
También existen métodos más sofisticados, como la colocación de un parche en el revestimiento para cubrir la fuga, pero estos métodos son más caros y pueden no funcionar en pozos antiguos.
Aislamiento zonal
Si una de las zonas del pozo plantea problemas para la producción (por ejemplo, si produce demasiada agua), es posible que haya que cerrarla.
Esto puede lograrse realizando un apretón de cemento o colocando un tapón de cemento sobre una zona objetivo.
Abandono de pozos
Al final de su vida útil, antes de que el pozo pueda ser abandonado, se suele colocar un tapón de cemento en el interior del pozo para evitar cualquier flujo de fluido hacia la superficie.
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¿De qué está hecha la lechada de cemento?
Los principales componentes de la lechada de cemento suelen ser el yeso, la cal o las puzolanas.
A menudo se añaden otros productos químicos para controlar las propiedades del cemento:
Control de la densidad - bentonita, barita
Aceleradores - utilizados para disminuir el tiempo de espesamiento (cloruro de calcio, cloruro de sodio)
Retardadores: se utilizan para aumentar el tiempo de espesamiento disminuyendo la velocidad de hidratación del cemento (lignosulfonato de calcio)
Control de la viscosidad - lignosulfonato de calcio, cloruro de sodio
Control de la filtración - polímeros, látex
Agentes de control de pérdidas de circulación - gilsonita, serrín, cáscaras de nuez
Equipo típico de la unidad de cementación
Bomba de alta presión: empuja la lechada de cemento hacia el pozo.
Mezclador: se utiliza para mezclar cemento seco con agua y otros aditivos para crear una lechada de cemento.
Cabezal de cementación (retén del tapón): conexión que permite desplazar el cemento desde la bomba hasta el interior de la carcasa.
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Referencias:
https://petrowiki.spe.org/PEH:Cementing