CEMENTACION PRIMARIA

ACCESORIOS PARA LAS CAÑERIAS DE REVESTIMIENTO

INTRODUCCIÓN A fin de llevar un trabajo de cementación primaria, deben incluirse algunos equipos especiales ,los cuales se corren en las cañerías de revestimiento como:

Zapata

Collar flotador

Centralizadores

Raspadores

Tapones

Cabezal de cementación

ZAPATA GUIA

Una zapata guía es colocada en la primera pieza de cañería que se va a bajar al pozo, tiene la punta de la nariz redondeada para pasar cualquier saliente, desviación u otra irregularidad del pozo y evitar desestabilizar el pozo.

Las zapatas guías no contienen válvulas de contrapresión ni mecanismos de control de flujo.

La nariz y los componentes internos son construidos de materiales re-perforables (molibles) como son el cemento y el aluminio

Las zapatas guías son usadas a profundidades someras o moderadas son combinadas con un collar flotador o uno de auto llenado.

COLLAR FLOTADOR También llamado cople flotador, este se coloca 1 o 2 piezas de cañería arriba de la zapata guía, este collar contiene una válvula de contraflujo que no permite a la lechada de cemento retornar hacia arriba de la cañería .

Esto es necesario porque la lechada de cemento en el espacio anular generalmente tiene mayor densidad que el fluido de desplazamiento(lodo) dentro de las cañerías.

Su función es proveer un asiento para los tapones de cementación.

EQUIPO DE FLOTACION A medida que se incrementa la profundidad de perforación , las estructuras de las torres de perforación se ven sometidas a mayores esfuerzos y fatigas por incremento de la longitud y peso de las cañerías de revestimiento.

El uso de estos equipos de flotación reduce estos esfuerzos y fatigas, aprovechando el efecto de flotación aplicado a las tuberías.

Los equipos de flotación consisten en zapatas y coples especiales con válvulas de contrapresión que impiden la entrada de los fluidos del pozo.

Conforme la cañería es bajada la carga aplicada al gancho del bloque viajero es reducida.

Las cañerías son llenadas desde superficie a un ritmo generalmente de 5 a 10 tubos, esto para impedir el colapso de la cañería.

EQUIPO DE LLENADO AUTOMATICO

Las zapatas y coples de llenado automático contienes válvulas de contrapresión similares a las usadas en el equipo de flotación.

A diferencia del equipo de flotación las válvulas de contrapresión se modifican a una posición de abierto para permitir el llenado y la circulación inversa.

El llenado continuo de la cañería ahorra tiempo y reduce la presión de compresión asociada con el equipo de flotación.

EQUIPO DE LLENADO DIFERENCIAL

Las zapatas y coples de llenado diferencial combinan los beneficios del equipo de flotación de llenado automático.

Estos equipos están diseñados para llenarse automáticamente y regular el nivel de fluido dentro de la cañería de revestimiento .

La mayoría de las unidades de llenado diferencial mantendrán la cañería de revestimiento aproximadamente en un 90% de su capacidad con respecto al nivel del fluido en el anular

Cuando ambos son usados cople y zapata, la cañería de revestimiento debe permanecer aproximadamente a 81% de su llenado.

La circulación puede establecerse en cualquier dirección sin daño a la válvula

CENTRALIZADORES

Una gran necesidad en la tecnología de cementación es la centrado de las cañerías de revestimiento que se van cementar.

Los centralizadores son nervaduras metálicas abisagradas que se instalan en la sarta de cañerías de revestimiento con la finalidad básica de centrarla y asegurar una buena cementación a través de la misma.

RASPADORES/ARAÑADORES/RASCADORES

Son dispositivos que se corren sobre las cañerías con la finalidad de remover el revoque del lodo de perforación depositado sobre las paredes del pozo.

TAPONES

El tapón de cemento es una barrera entre el lodo y el cemento, el cual provee una separación física entre los dos fluidos.

Las malas operaciones de cementación, especialmente al rededor del zapato de la cañería son resultado de la lechada de cemento contaminada por el lodo.

Funciones de un tapón de cemento

1.-Separar el lodo del cemento

2.-Prevenir la canalización del cemento

3.- Limpiar el interior de la cañería de revestimiento del lodo de perforación antes de que la lechada sea bombeada y limpia el interior de la cañería de revestimiento de la película de cemento que queda después de que se bombea el volumen completo del mismo.

4.- Otorga una indicación en superficie de que la lechada fue totalmente desplazada a su lugar.

CABEZAL DE CEMENTACION

Las cabezas de cementación son contenedores de acero de alta resistencia a la presión interna y a la tensión.

Albergan uno o los dos tapones inferior y superior con un sistema mecánico o hidráulico para soltar los

tapones durante la operación de cementación en el momento que se requiera sin parar la operación.

FLUIDOS ESPACIADORES

Son fluidos que se bombean por delante de la lechada, su utilidad consiste en remover de forma eficiente el lodo que se encuentra dentro del espacio anular para que la lechada baya a ubicarse en este espacio anular.

De acuerdo a su función estos fluidos son:

-Colchón químico o colchón lavador

-Colchón espaciador

Colchón químico o colchón lavador

Son fluidos viscosos adelgazantes , de densidad próxima a la del agua.

Se preparan sobre la base de agua agregando un dispersante con la finalidad de remover el revoque del lodo

Colchón espaciador

Son fluidos que forman una barrera de comunicación entre la lechada y el lodo.

En realidad estos fluidos deben de evitar la canalización del cemento a través del lodo

OPERACIÓN DE CEMENTACION

CEMENTACION DE UNA ETAPA

En el caso de cementación de una etapa se corre en el pozo la cañería de revestimiento con todos los accesorios requeridos hasta la zapata, la zapata se ubica a pocos pies del fondo pozo, entonces se conecta el cabezal de cementación con el tope de la cañería a cementar.

Procedimiento

Realizar una circulación de limpieza de la cañería de revestimiento y el espacio anular.

Liberar el Tapón Inferior

Bombear el Espaciador

Bombear la lechada de cemento

Liberar el Tapón Superior

Desplazar la lechada con el fluido desplazador hasta que el Tapón Superior se asiente en el collar flotador.

CEMENTACION DE DOS ETAPAS

Cuando se va cementar una sección larga de cañería de revestimiento intermedia, a veces es necesario dividir la cantidad de cemento en dos.

Las razones para realizar una cementación en dos etapas son:

- Se tienen tiempos demasiado largos de bombeo en relación al tiempo de bombeabilidad de la lechada.

- Se requieren presiones de bombeo demasiado grandes que las proporcionadas por el equipo.

- Presiones hidrostáticas excesivas sobre formaciones débiles.

Procedimiento para llevar acabo una cementación en dos etapas

Primera etapa

El procedimiento es similar al descrito en la cementación de una atapa, con la diferencia que el tapón inferior no se utiliza y solo se bombea el fluido espaciador delante de la lechada de cemento.

El tapón superior de cemento se remplaza por un tapón mas flexible. Se usa este tapón porque este debe pasar a través del collar de doble etapa.

Segunda Etapa

La operación involucra el uso de una herramienta especial conocida como ”Collar de Doble Etapa” el cual se arma dentro de la cañería en una posición predeterminada. Esta posición a menudo corresponde a la profundidad de la cañería anterior.

Después de que la primera etapa se a completado se libera un dardo especial desde superficie el cual se asienta sobre la camisa interna en el collar de doble etapa.

Luego se aplica una presión de aproximadamente 1000 a 1500 psi sobre el dardo, lo que rompe los pines que sostienen la camisa interna y mueven la misma hacia abajo. Esto abre los puertos de los mandriles externos.

Se establece la circulación a través del collar de doble etapa antes de bombear la segunda etapa.

Procedimiento para la segunda etapa

Dejar caer el dardo de apertura

Levantar la presión para romper los pines

Restablecer la circulación de lodo

Bombear el fluido espaciador

Bombear la segunda etapa de la lechada

Liberar el tapón superficial

Desplazar el tapón y la lechada con lodo

Presurizar sobre el tapón para cerrar los puertos del collar de doble etapa.

CEMENTACION CON TUBERIA DE PERFORACION(Stab in)

Una técnica de cementación típicamente usada para cañerías de revestimiento de gran diámetro, es la cementación con equipo “Stab –in ” en la cual la tubería de perforación es colocada dentro de la cañería de revestimiento como un conductor para bombear la lechada de cemento al espacio anular entre la agujero y la cañería de revestimiento.

Esta técnica es usada normalmente para las cañerías conductoras y las superficiales En este caso la operación de cementación primero se corre la cañería de revestimiento la cual esta compuesta

de un zapato flotador especial

El adaptador de sello especial es colocado con la “unidad de tipo espiga”(stinger o unidad stab in) y conectada a la tubería de perforación y se introducen a la cañería de revestimiento el cual se acopla cerca del sello del zapato flotador

Luego se restablece la circulación de lodo en todo el sistema y se procede a bombear la lechada de cemento acompañado por un fluido espaciador por delante y por detrás(no se utilizan tapones ).

CEMENTACION DE LINER

Las cañerías cortas(liners) se corren con ayuda de tuberías de perforación, se debe usar un equipo especial para cementar la cañería corta (liner).

De igual manera se instala un zapato y un collar flotador con la adición de un collar de asentamiento (Landing Collar), el cual es colocado cerca de dos juntas de cañerías por encima del collar flotador.

Un tapón de limpieza(Wiper Plug) es colocado mediante pines de sujeción a la base de la sarta de tuberías que se usa para correr este sistema

La cañería se corre con las tuberías de perforación y el colgador se sitúa en el punto deseado dentro de la cañería de revestimiento anterior. Se circula lodo para asegurarse que el Liner y el espacio anular estén libres de desechos y para acondicionar el fluido de perforación.

Antes de empezar la operación de cementación la herramienta para asentar cañerías (Setting Tool) debe ser liberada para asegurarse que esta pueda ser recuperada al final de la operación

Procedimiento

Bombear colchón espaciador

Bombear la lechada de cemento

Liberar el Tapón (dardo)

Desplazar la lechada de cemento hasta que el Tapón (dardo) se aloje sobre el tapón de limpieza (Wiper Plug).

Aplicar presión para liberar el tapón de limpieza por rotura de pines de sujeción.

Desplazar ambos tapones hasta que se alojen sobre la el collar de asentamiento(Landing Collar