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17

Cementación de pozos Contenido Panorama general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-2 Aditivos de cementación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-3 Aceleradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-3 Retardantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-5 Aditivos de control de pérdida de fluido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-6 Extendedores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-7 Aditivos de control del agua libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-7 Materiales densificantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-8 Activadores de escorias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-8 Dispersantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-10 Preventores de retrogresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-10 Diseño y aplicaciones de las lechadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-11 Lechada de frente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-11 Lechada de cola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-12 Lechada a presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-12 Tapones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-12 Espaciadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-13 Cálculos de volumen de los espaciadores . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-13

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Manual de fluidos Baroid

Panorama general Los principales materiales de cementación usados en aplicaciones petroleras son: C C

Cemento Portland, clases API A, C, H y G Escoria de alto horno (blast furnace slag, o BFS)

C Puzolana (polvillo de cenizas), ASTM Tipos C y F Cemento Portland es el nombre usado para todos los materiales cementicios compuestos mayormente de óxidos de calcio, sílice y aluminio. La escoria de altos hornos (BFS) es un subproducto obtenido de la fabricación de arrabio en un alto horno. Las puzolanas son materiales de sílice o sílice/alúmina que reaccionan con el hidróxido de calcio (cal) y agua para formar un cemento estable. Las puzolanas pueden ser naturales o sintéticas. Los materiales cementadores se usan en operaciones de perforación para: C C C

Aislar zonas Sujetar la tubería de revestimiento en el pozo Proteger la tubería de revestimiento contra colapso, corrosión y sacudimientos de perforación C Taponar pozos no productivos para su abandono C Taponar una porción de un pozo para desviar la perforación Este capítulo explica el uso de aditivos para controlar las propiedades de la lechada de cementación y provee las pautas guías para operación ideal con cada tipo de aditivo. Se provee el diseño y aplicaciones para lechadas de frente, cola y lechada a presión. También

Revisado Agosto 1, 1997

17-2

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Cementación de pozos

se provee diseño de tapones, pautas guías para espaciadores, y cálculos de volumen de espaciadores.

Aditivos de cementación Las lechadas preparadas con materiales de cementación son tratadas con diversos aditivos para modificar el tiempo de fraguado, las propiedades reológicas y filtrantes, y la densidad. Estos aditivos se clasifican en: C C C C C C C C C

Aceleradores

Aceleradores Retardantes Aditivos de control de pérdida de fluido Extendedores Aditivos de control del agua libre Agentes densificantes Activadores de escorias Dispersantes Preventores de retrogresión de la resistencia

Los aceleradores acortan el tiempo de fraguado de una lechada y permiten que la lechada adquiera la necesaria resistencia a la compresión en un espacio de tiempo práctico. En la Tabla 17-1 se dan las cantidades de diversos aditivos usadas para regular los tiempos de fraguado.

17-3

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Concentración Aditivo

Temp., °F (°C)

%BWOW*

gal/bbl

L/m3

BFS

Cemento

CaCl2