¿Cómo funciona la cementación de pozos?

Como parte del proceso de preparación de un pozo para su posterior perforación, producción o abandono, la cementación de un pozo es el procedimiento de desarrollo y bombeo de cemento en su lugar en un pozo.

Usado por varias razones diferentes, la cementación protege y sella el pozo. Más comúnmente, la cementación se usa para cerrar permanentemente la penetración de agua en el pozo. Como parte del proceso de terminación de un posible pozo de producción, la cementación se puede utilizar para sellar el espacio anular después de que se haya ejecutado una sarta de revestimiento en un pozo. Además, la cementación se usa para sellar una zona de pérdida de circulación, o un área donde hay una reducción o ausencia de flujo dentro del pozo. En la perforación direccional, la cementación se utiliza para taponar un pozo existente, con el fin de ejecutar un pozo direccional desde ese punto. Además, se utiliza cementación para taponar un pozo para abandonarlo.

La cementación se realiza cuando la lechada de cemento se introduce en el pozo mediante bombas, desplazando los fluidos de perforación que aún se encuentran dentro del pozo y reemplazándolos con cemento. La lechada de cemento fluye al fondo del pozo a través de la tubería de revestimiento, que eventualmente será la tubería a través de la cual fluyen los hidrocarburos hacia la superficie. Desde allí, llena el espacio entre el revestimiento y el pozo real y se endurece. Esto crea un sello para que los materiales externos no puedan ingresar al flujo del pozo, así como también coloca permanentemente la carcasa en su lugar.

Preparando el cemento

Al preparar un pozo para cementar, es importante establecer la cantidad de cemento requerida para el trabajo. Esto se hace midiendo el diámetro del pozo a lo largo de su profundidad, utilizando un registro de calibre. Utilizando medios mecánicos y sónicos, los registros de calibre de varios dedos miden el diámetro del pozo en numerosos lugares simultáneamente para adaptarse a las irregularidades en el diámetro del pozo y determinar el volumen del pozo descubierto.

Además, las propiedades físicas requeridas del cemento son esenciales antes de comenzar las operaciones de cementación. También se determina el cemento de fraguado adecuado, incluida la densidad y viscosidad del material, antes de bombear el cemento al pozo.

Los mezcladores especiales, incluidos los mezcladores de chorro hidráulico, los mezcladores de recirculación o los mezcladores por lotes, se utilizan para combinar cemento seco con agua para crear el cemento húmedo, también conocido como lechada. El cemento utilizado en el proceso de cementación de pozos es cemento Portland, y está calibrado con aditivos para formar una de las ocho clases de cemento API diferentes. Cada uno se emplea para diversas situaciones.

Los aditivos pueden incluir aceleradores, que acortan el tiempo de fraguado requerido para el cemento, así como retardadores, que hacen lo contrario y alargan el tiempo de fraguado del cemento. Para disminuir o aumentar la densidad del cemento, se agregan aditivos livianos y pesados. Se pueden agregar aditivos para transformar la resistencia a la compresión del cemento, así como las propiedades de flujo y las tasas de deshidratación. Se pueden usar extensores para expandir el cemento en un esfuerzo por reducir el costo de cementación, y se pueden agregar aditivos antiespuma para evitar la formación de espuma dentro del pozo. Para tapar las zonas de pérdida de circulación, también se agregan materiales de puente.

Cementando el pozo

Después de que el revestimiento o tubería de acero se introduce en el pozo, se fija un cabezal de cementación en forma de L en la parte superior del cabezal del pozo para recibir la lechada de las bombas. Dos tapones limpiaparabrisas, o tapones de cemento, que barren el interior de la carcasa y evitan que se mezclen: el tapón inferior y el tapón superior.

Para evitar que los fluidos de perforación se mezclen con la lechada de cemento, el tapón inferior se introduce en el pozo y la lechada de cemento se bombea al pozo que está detrás. El tapón de fondo se captura justo encima del fondo del pozo mediante el collar del flotador, que funciona como una válvula unidireccional que permite que la lechada de cemento ingrese al pozo.

Luego, la presión sobre el cemento que se bombea al pozo aumenta hasta que se rompe un diafragma dentro del tapón inferior, lo que permite que la lechada fluya a través de él y suba por el exterior de la sarta de revestimiento.

Después de que se bombea el volumen adecuado de cemento al pozo, se bombea un tapón superior a la tubería de revestimiento empujando la lechada restante a través del tapón inferior. Una vez que el tapón superior llega al tapón inferior, las bombas se apagan y se permite que el cemento fragüe.

La cantidad de tiempo que tarda el cemento en endurecerse se denomina tiempo de espesamiento o tiempo de bombeabilidad. Para el asentamiento de pozos en profundidades profundas, bajo alta temperatura o presión, así como en ambientes corrosivos, se pueden emplear cementos especiales.

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Lin Yang (Sra.)

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