Tecnología de cementación de pozos

Soluciones utilizadas y características del método.

Antes de completar un proyecto de cementación de pozos, se lleva a cabo toda una serie de cálculos que le permiten calcular el volumen de la mezcla utilizada, su composición y métodos de suministro. En el proceso de realizar análisis preliminares, vale la pena considerar los siguientes factores:

1. Profundidad de una estructura hidráulica.
2. La distancia entre la superficie exterior de la sarta de revestimiento y las paredes del pozo.
3. Forma de paso. Violaciones y defectos que se identificaron durante la perforación.
4. Composición y características del suelo.

Si ya se han realizado perforaciones en el área, muchos de los datos se pueden obtener del proyecto anterior. Al mismo tiempo, el proceso de cementación de pozos será exitoso con un consumo mínimo de materiales solo con el cálculo adecuado y la disponibilidad del proyecto.

Dependiendo de la composición del suelo, se pueden utilizar diferentes soluciones de lechada:

La lechada tradicional de cemento y arena es adecuada para cementar pozos ubicados en lutitas densas.

• Si el pozo de agua está hecho en roca porosa, entonces el trabajo se realiza con rellenos para la mezcla. Para ello se utilizan amianto, papel y otros materiales fibrosos. Si intenta realizar el trabajo con un mortero convencional de cemento y arena, esto puede provocar un mayor consumo de la mezcla.
• A veces se utilizan compuestos espumantes para taponar, que se expanden durante el proceso de solidificación. Gracias a ellos, la calidad del sellado de las estructuras de toma de agua mejora significativamente.

Se agrega arena y grava a la mezcla de cemento. Pero la consistencia de la solución debe permanecer líquida. La mezcla se prepara rápidamente para facilitar el bombeo. La solución se alimenta a través de la tubería de llenado a una altura de hasta 3 M. Para la desinfección, se le agrega lejía.

¿Por qué es necesario cementar los pozos?

• En primer lugar, se incrementa la resistencia general de la estructura.
• En segundo lugar, la lechada protege la superficie de la tubería, que es de metal, de la corrosión que puede producirse por la humedad del subsuelo.
• En tercer lugar, si el pozo está construido de tal manera que conecta diferentes espacios de petróleo y gas, luego de la cementación definitivamente estarán aislados entre sí.

Descripción del proceso de cementación.

No es sorprendente que la tecnología de lechada haya sufrido cambios importantes. Es completamente diferente al anterior. Ahora utilizan cálculos tecnológicos computarizados para la correcta proporción de agua en los morteros de cemento y usan aditivos especiales para ellos.

Los aditivos a los morteros de cemento pueden presentarse en forma de:

• Arena de cuarzo: le permite reducir la contracción y maximizar la resistencia
• Celulosa fibrosa, que no permite fugas de cemento líquido a ningún sitio, especialmente a las rocas más porosas
• Polímeros de imprimación: durante la solidificación, se expanden y compactan el suelo.
• Pozzolanov. Esta es una miga especial: minerales ultraligeros, son impermeables y no temen a los productos químicos agresivos. Los pozos de petróleo durante la cementación requieren un control de calidad especial de varias etapas del tapón fabricado.

¿Cómo se evalúa la calidad de los pozos cementados?

Realizar procedimientos especiales:

• Térmica - determinar el nivel de elevación máxima de cemento
• Acústico - detecta posibles espacios vacíos internos en el cemento
• Radiológico: es una especie de radiografía durante este procedimiento.

Métodos de cementación de pozos

Por el momento, existen cuatro métodos principales de cementación:

• Método de un solo paso. La mezcla de cemento se vierte en la sarta de revestimiento y se tapa con un tapón. La solución de lavado se aplica al tapón. Tales acciones conducen al hecho de que el cemento se desplaza hacia el espacio anular.
• Dos etapas. Según la tecnología, es exactamente igual que el de una sola etapa. La diferencia es que las acciones se realizan primero con la parte inferior y luego con la superior. Se utiliza un anillo especial para separar los dos departamentos.
• Brazalete.La cementación se usa con un collar sólido para cementar solo la parte superior del pozo.
• Atrás. La lechada de cemento se vierte inmediatamente en el espacio detrás de la tubería, las soluciones de perforación y limpieza se fuerzan hacia la cavidad de las columnas.

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TECNOLOGÍA DE CEMENTACIÓN

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Conferencia 14

La cementación es el proceso de llenar un intervalo dado de un pozo con una suspensión de ligantes, capaz de espesarse en reposo y convertirse en un cuerpo sólido e impermeable.

Cementación O.K. - una de las etapas más críticas de la construcción de pozos. La cementación de alta calidad de cualquier pozo incluye: y piedra de cemento detrás de la columna.

Los principales objetivos de la cementación son:

una). Aislamiento de horizontes permeables entre sí después de que sean abiertos por el pozo, y prevención de desbordamientos de fluido de formación a través del espacio anular;

2). sarta de revestimiento suspendida;

3). Protección de la sarta de revestimiento del impacto de fluidos de formación agresivos;

cuatro). Eliminación de defectos en el revestimiento del pozo;

5). Creación de mamparas divisorias que impidan el riego de horizontes productivos;

6). Creación de puentes de alta resistencia en el pozo, capaces de absorber cargas axiales suficientemente grandes;

7). Aislamiento de horizontes absorbentes;

ocho). Refuerzo de las paredes del pozo;

9). Sellado de boca de pozo en caso de abandono de pozo.

-implementación de las normas y reglas de trabajo desarrolladas para llenar más completamente el espacio anular del pozo con lechada de cemento de cierta calidad (en lugar de lechada de perforación) en un área determinada, asegurando el contacto de la lechada de cemento - piedra con el superficie de OK. y la pared del pozo manteniendo la integridad de las capas.

El proceso tecnológico de cementación está determinado por factores geológicos y tecnológicos.

Estos factores son:

1. Tiempo de fraguado y tiempo de espesamiento de la lechada de cemento, sus características reológicas, estabilidad de sedimentación, pérdida de agua y otras propiedades.

2. Compatibilidad y relación entre la perforación y las lechadas de cemento en el espacio anular.

3. Modo de movimiento de las lechadas de perforación y cemento en el espacio anular.

4. El volumen del material de cemento inyectado, el tiempo de su contacto con la pared del pozo.

5. Calidad y cantidad del líquido tampón.

7. Cementado de la columna.

Hay varios métodos de cementación:

– métodos de cementación primaria (una etapa, varias etapas, inversa, manga);

– métodos de cementación secundaria (reparación y corrección);

— Métodos de instalación de puentes divisorios de cemento.

Cementación de una sola etapa: la lechada de cemento se bombea en el volumen necesario para llenar el intervalo especificado del espacio anular del pozo y la sección OK. debajo de la válvula de retención y el líquido exprimido, en la cantidad necesaria para llenar la cavidad interna de la columna sobre la válvula de retención. La densidad de la lechada de cemento debe ser mayor que la densidad del fluido de perforación.

Tipos de cementación primaria:

Lo contrario es cierto cuando la lechada de cemento se bombea inmediatamente al espacio anular.

Directo, cuando la lechada de cemento se bombea en el O.K., y solo entonces se presiona en el espacio anular. Se subdivide en:

A) De una etapa (usado con mayor frecuencia).

B) De dos etapas (usado en intervalos largos o con ANPD). Puede ser con intervalo de tiempo y sin intervalo de tiempo.

Cementación escalonada (con pausa en el tiempo). Se utiliza en casos:

1. Si es imposible cementar este intervalo de una sola vez debido al peligro de ruptura de la roca;

2. Si existe peligro de GNVP durante el fraguado y endurecimiento de la lechada de cemento;

3. Si cementa la sección superior de un intervalo largo, se debe usar una lechada de cemento que no pueda exponerse a las altas temperaturas típicas de la sección inferior.

Cementado de manga. Se utiliza si la sección inferior de la sarta de revestimiento está formada por tubos con orificios prefresados. Al final del lavado, se deja caer una bola en el pozo. Con el flujo del páncreas, la bola desciende y se asienta sobre la silla del manguito inferior del manguito de cementación. A medida que la bomba continúa bombeando el páncreas, la presión en la cuerda aumenta bruscamente, el manguito corta los pasadores que lo sujetan en el cuerpo del acoplamiento, desciende hasta el limitador y abre las ventanas para que el fluido salga al espacio anular. A partir de este momento, el proceso se desarrolla de la misma manera que con la cementación en dos etapas.

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Métodos de sellado de espacios anulares

La cementación de pozos fortalece adicionalmente la sarta de revestimiento, reduciendo el riesgo de su deformación y la aparición de fugas en las juntas debido al corte y la presión del suelo. Antes de comenzar a trabajar en el sellado, se realizan una serie de procedimientos obligatorios:

Análisis de pozos, durante el cual se miden la profundidad del pozo y el tamaño del espacio entre las paredes del pozo y el revestimiento. Se comprueba la geometría de toda la estructura. Se aclaran las características del suelo: tipos de roca, porosidad, fracturamiento y otras propiedades geológicas e hidrogeológicas.

Teniendo en cuenta que cementar el espacio anular es un proceso irreversible, no se pueden cometer errores durante el sellado, ya que no será posible corregir las violaciones, lo que conducirá a un cambio a peor en la funcionalidad de la estructura de toma de agua. Esto significa que los perforadores profesionales deben realizar trabajos de cementación de pozos, además, sobre la base de soluciones de diseño bien desarrolladas.

Solución de trabajo para el sellado de pozos

Teniendo en cuenta las características geológicas del sitio, se determina el tipo de mezcla para la lechada. El mortero de cemento y arena se utiliza para sellar el espacio anular de un pozo perforado en rocas arcillosas. Los suelos porosos requieren el uso de mezclas con la adición de materiales fibrosos como el amianto o el betún. El uso de una mezcla estándar de cemento y arena hará que las rocas porosas absorban un volumen significativo de la solución. Esto conducirá a un gasto excesivo significativo de materiales de construcción.

Tecnología de sellado de pozos

Los principales métodos de cementación:

• Uno de los métodos más simples es la inyección directa de la mezcla en el espacio anular, cuando la solución llena el espacio libre por gravedad debido a las fuerzas gravitatorias. La desventaja de la técnica se puede considerar la posible formación de vacíos cuando la mezcla no llena completamente el espacio entre la carcasa y la pared del pozo.
• El sellado inverso es una opción más aceptable. La tecnología implica el suministro de la solución directamente en la carcasa y la mezcla llena el espacio anular de abajo hacia arriba. Se utiliza un diafragma especial para cortar el acuífero.

Para pozos profundos, se ha desarrollado un esquema de cementación por etapas. Requisitos para la capa de cemento resultante:

• falta de vacíos;
• fuerza mecánica;
• adherencia con superficies;
• la capacidad de soportar la presión del agua subterránea, que posiblemente contenga soluciones agresivas de productos químicos.

Equipo de sellado de pozos

Para realizar el procedimiento de cementación del espacio anular, se utilizan varias unidades, que incluyen:

• equipos mezcladores de cemento para la preparación de mezclas;
• unidades para suministrar solución bajo la presión requerida;
• equipo para limpiar el pozo de rastros de fluido de perforación, lo que reduce las propiedades adhesivas de la mezcla de cemento.

En todas las etapas del procedimiento para cementar el espacio anular y sellar el pozo, es necesario seguir estrictamente la tecnología de operaciones para garantizar un resultado de alta calidad.

PROCESO TECNOLOGICO DE CEMENTACION DE POZOS

La etapa final de las operaciones de perforación va acompañada de un proceso que involucra la cementación de pozos. La viabilidad de toda la estructura depende de qué tan bien se lleven a cabo estos trabajos.El objetivo principal que se persigue en el proceso de llevar a cabo este procedimiento es reemplazar el fluido de perforación con cemento, que tiene otro nombre: lechada de cemento. La cementación de pozos implica la introducción de una composición que debe endurecerse, convirtiéndose en piedra. Hasta la fecha, existen varias formas de llevar a cabo el proceso de cementación de pozos, la más utilizada tiene más de 100 años. Este es un cementado de revestimiento de una sola etapa, presentado al mundo en 1905 y utilizado en la actualidad con solo unas pocas modificaciones.

PROCESO DE CEMENTACIÓN

La tecnología de cementación de pozos implica 5 tipos principales de trabajo: el primero es mezclar la lechada de cemento, el segundo es bombear la composición al pozo, el tercero es introducir la mezcla en el espacio anular mediante el método seleccionado, el cuarto es el endurecimiento de la mezcla de cemento, el quinto es comprobar la calidad del trabajo realizado.

Antes de comenzar a trabajar, se debe elaborar un esquema de cementación, que se basa en cálculos técnicos del proceso.

Será importante tener en cuenta las condiciones mineras y geológicas; la longitud del intervalo que necesita fortalecimiento; características del diseño del pozo, así como su condición. Debe usarse en el proceso de realizar cálculos y experiencia en la implementación de dicho trabajo en un área en particular

CARACTERÍSTICAS DE DESCARGA

La cementación se puede realizar mediante diferentes métodos de suministro de la mezcla en el espacio anular, además, se pueden utilizar varios dispositivos en el proceso de trabajo.La cementación de pozos puede involucrar el suministro directo de la mezcla, tal esquema involucra el flujo de cemento hacia el espacio interno de la sarta de revestimiento, seguido de su paso directamente al zapato y posterior entrada al espacio anular, mientras que el flujo de la solución es hecho de abajo hacia arriba. Con el esquema inverso, la inyección se realiza en el orden inverso, de arriba hacia abajo.

En este caso, la cementación de pozos se puede llevar a cabo en un solo enfoque, durante el cual se fuerza el volumen requerido para taponar la mezcla a la vez.

La cementación en dos etapas se utiliza cuando el pozo tiene una profundidad significativa. El proceso tecnológico se divide en llenado secuencial de intervalos individuales mediante el uso de equipos. La cementación de cuello, a diferencia de los métodos anteriores, implica proteger una parte del pozo del paso de la mezcla de cemento. El manguito le permite aislar el área ubicada a lo largo del reservorio. El pozo puede tener columnas y secciones ocultas, su cementación se puede clasificar como un grupo separado.

La implementación de la cementación de pozos, independientemente del método de trabajo elegido, persigue el objetivo de expulsar del anular la solución formada por la perforación, lo que es posible mediante la colocación de una lechada de cemento en el mismo.La cementación asegura el llenado completo del intervalo del pozo con mezcla de cemento; eliminación del fluido de perforación por penetración de la mezcla de cemento dentro del intervalo destinado a la cementación; protección de la mezcla de cemento de la penetración del líquido de lavado; la formación de piedra de cemento, que se caracteriza por una resistencia significativa a diversos tipos de influencias en forma de cargas profundas; excelente adherencia de la piedra de cemento a las paredes del pozo ya la superficie del revestimiento.

HERRAMIENTAS Y MATERIALES:

• unidades de cementación diseñadas para mezclar la mezcla y su posterior punzonado bajo presión significativa;
• equipos para mezclar cemento;
• cabezal de cementación para enjuagar el pozo y cementar aún más sus paredes;
• tapones de llenado para cementación en dos etapas;
• grifos de alta presión;
• mangueras flexibles de acero;
• dispositivos diseñados para llevar a cabo la distribución de la solución.

17.8. Aislamiento de zonas de absorción

La mayoría
forma común de aislar zonas
absorciones es la cementación del intervalo
Absorción por composiciones de endurecimiento rápido.
Hay varias variedades
cementación de zonas absorbentes.

al primer grupo
incluyen métodos de cementación sin
separación preliminar de la zona
absorción de otros intervalos. En eso
caso, se baja una cuerda al pozo
tubos de perforación, extremo inferior abierto
que puse un poco más alto
el techo del horizonte absorbente y en
el pozo se bombea con una porción de cemento
solución en un volumen suficiente para
llenando una sección del tronco con un poco de longitud
por encima de la zona de absorción, así como para
canales de llenado en la formación absorbente.
La lechada de cemento es expulsada
tuberías con fluido de desplazamiento. su volumen
se elige a partir de la condición de que, por el momento,
cuando el límite superior de la lechada
la solución estará por encima del techo del absorbente
intervalo, la presión sobre la formación se hizo igual a
embalse en esta zona. Después de la descarga
fluido de perforación
sacado del pozo. conveniente
inyectar líquido exprimidor
en porciones con el ascenso de las tuberías de perforación.

al segundo grupo
tipos de cementacion
con separación preliminar de la zona
pérdidas de otras rocas permeables
usando varios empacadores y espaciadores
atascos de tráfico. De acuerdo con el gráfico de calibre, encuentre un sitio
tronco con un diámetro normal cerca
el techo de la capa absorbente. por el pozo
se baja una columna a esta sección
tubos de perforación, en cuyo extremo inferior
el empacador perforable está suspendido. Producir
desempacar Sube un especifico
volumen de lechada de cemento. Desconectado
del empacador y se levanta la tubería. Envasador
impide el flujo de fluidos
horizontes de presión superior en la zona
absorción.

en caso de que
La intensidad de absorción es alta en
el área bajo consideración se lava
material de puente grueso
y así lograr una reducción
intensidad de absorción.

Si está disponible
varios intervalos de su absorción
se puede aislar en serie
de abajo hacia arriba, separando el siguiente de
empacador perforado anterior: en
es posible cementar el subsiguiente
proceder después de completar la cementación
anterior sin esperar endurecimiento
solución. Después de endurecer el empacador y
se perfora piedra de cemento. Calidad
el aislamiento se evalúa mediante prensado
la zona correspondiente. si aparte
cementó varias áreas,
presione por separado de arriba a abajo,
después de perforar el empacador y la piedra contra
la zona correspondiente, pero antes de perforar
empacador aguas abajo.

Para engarzar
Las tuberías de perforación se bajan al pozo.
packer hidráulico-mecánico, que
asentarse sobre el área en estudio
Es conveniente presurizar
solución de arcilla con baja pérdida de agua
creando lo mejor
la presión que puede ocurrir cuando
operaciones posteriores. Calidad del aislamiento
puede considerarse satisfactoria si
el volumen de líquido que
bombear en las tuberías para mantener
presión de prensado constante
durante el prensado, no exceda
pérdidas significativas debido a
perdida de agua.

Cementación de pozos: los aspectos más destacados del proceso

En el caso de que el contratista de perforación de pozos en su área haya llegado a la conclusión de que la fuente carece de endurecimiento adicional, no debe ignorar la recomendación, ya que su toma de agua puede colapsar en un par de años. La cementación de pozos es un proceso tecnológico bastante complejo que le permite fortalecer la columna fuente y hacerla prácticamente indestructible.

La esencia del proceso está contenida en el relleno de la cavidad cercana a la tubería con un mortero de cemento especial, que también se denomina lechada. Al final de su solidificación y un conjunto de características de resistencia, se obtiene un material que, en términos de dureza, no es realmente inferior a la piedra.

Los principales tipos de trabajo realizados dentro del proceso.

Notamos de inmediato que hacer el trabajo con sus propias manos sin equipo especial es prácticamente irreal, solo se logra un alto nivel de calidad del trabajo con el estricto cumplimiento de todas las etapas del proceso tecnológico. El precio de este servicio es elevado, pero estos costes están plenamente justificados.

Todo el flujo de trabajo se puede dividir en un par de etapas principales, consideraremos cualquiera de ellas con más detalle:

1. Preparación de una solución especial para rellenar la cavidad. Dado que se imponen los requisitos más altos a la composición, es mejor usar un cemento Portland especial, que proporciona a la solución los indicadores de resistencia más altos.
2. La composición de cemento terminada debe entregarse al pozo, ya que se solidifica con bastante rapidez, la forma más fácil es usar equipo especial en una plataforma de camión, en cuyo caso todas las operaciones necesarias se realizarán en el lugar.
3. Luego, el espacio anular se bombea con una composición de cemento. Esta operación se puede realizar por dos métodos, cualquiera de los cuales discutiremos a continuación.
4. Luego, debe permitir que la solución se endurezca y obtenga ciertas características de resistencia. El momento adecuado depende de varios factores: el grado de la solución, la profundidad del pozo y los aspectos destacados del trabajo.
5. Además, es necesario verificar la calidad del trabajo e identificar todos los factores: espesor de la capa, uniformidad del relleno y otros factores.

La duración del endurecimiento de la capa protectora y el control de su calidad.

La formación de piedra de cemento comienza inmediatamente después de completar el vertido de la mezcla. El proceso de endurecimiento completo depende de la temperatura ambiente, la composición y el contenido de humedad del suelo, el material de los elementos de la carcasa, así como las características y la lista de componentes de la solución en sí.Si no es posible determinar cuándo se ha formado completamente la capa protectora, espere al menos 48 horas antes de realizar cualquier acción.

Después de dos días, se recomienda comprobar la capa protectora resultante. Solo se pueden obtener resultados más precisos utilizando equipos profesionales especiales. Hay tres formas de comprobar la integridad de una solución:

• Acústico. La técnica se basa en roscar tubos de revestimiento a lo largo de todo el eje y procesar los resultados obtenidos a través de un programa informático.
• radiológico. La medición se lleva a cabo mediante dispositivos de radio especiales.
• Térmico. La temperatura se mide durante la solidificación de la capa.

Si no es posible invitar a especialistas para evaluar el trabajo realizado, puede verificar la preparación de la capa de cemento utilizando un método térmico simplificado. Para ello, durante el periodo de solidificación de la mezcla, se mide la temperatura en las paredes de la carcasa. Primero debe igualarse con la temperatura ambiente y luego disminuir entre 1 y 1,5 grados.

El paso final es limpiar el barril de los restos de la mezcla. Cuando trabaje con sus propias manos, la limpieza se puede hacer con un achicador. Antes de poner en funcionamiento la fuente, se comprueba la estanqueidad del eje. Para hacer esto, se bombea agua al barril bajo presión durante 20-30 minutos. Si durante este tiempo la presión del agua disminuyó en no más de 0,5 MPa, el trabajo se realizó con alta calidad.

Consejos de perforadores

La composición completa de la mezcla se selecciona individualmente dependiendo de muchas razones. Estas pueden ser razones principalmente relacionadas con las capas de la tierra y sus tipos.Se puede lograr un aumento de volumen y densidad durante la cementación utilizando una solución especial que aumenta de volumen. Con una roca de la tierra, que tiene una absorción y un porcentaje muy altos, es imposible utilizar una solución ordinaria. Tal mezcla simplemente se arrastrará en diferentes direcciones, llenando de manera ineficiente el espacio anular. Es para este propósito que solo se usa lechada de cemento. También se practica agregarle rellenos fibrosos especiales.

Antes de comenzar a trabajar, es imperativo verificar no solo la preparación de la solución, sino también todo el equipo y la presión necesaria para completar el trabajo. Antes de esto, se recomienda limpiar y enjuagar todo el espacio anular con agua, porque los restos de tierra y roca interferirán aún más con todo el trabajo de llenado de la solución o incluso romperán la estructura del pozo.

Vale la pena recordar el hecho de que se recomienda que dicho trabajo lo realicen solo aquellas personas que tengan las habilidades adecuadas y una experiencia considerable en esta industria. Las acciones incorrectas solo pueden agravar todo el proceso de trabajo y tener malas consecuencias. Por eso, debe tratar de escuchar tanto como sea posible la opinión de los perforadores experimentados y los maestros cementeros. O, alternativamente, aproveche su ayuda en la práctica.

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