vbbbbbbgggggggfgbfchguyjytujhjnghj ftyxbxc jksdnifuznsdc mviur vvvmmmmmmmmmhiofgsdozdjojdscxlvjfklghoirrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrjmbkllffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffñdopiggggpvo dxpoifterppppokddddddddddddddddddddddddddddddddddddddvpsoziieeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeesppxvkldddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddosspppppppppppppppppppppppppppp

1. Cementación Forzada
Teoría y Cálculos
Programa de Entrenamiento
Acelerado
Para Supervisores de Pozo
1
Cementación Forzada

2. Definición de Cementación Forzada
packer
Inyección de Lechada
de Cemento
tubing
FORMACIÓN
Casing
Disparos, Rotura de
Casing,Canales.
Por Debajo o cerca de
la presión de Fractura.
2
Cementación Forzada
Lechada
cement
nodes
CEMENTO
DESHIDRATADO
CEMENTACIÓN
PRIMARIA
CANAL DETRAS DEL
CASING

3. Aplicaciones
• Reparaciones de Cementaciones Primarias
• Aislar Zonas
• Abandono de Zonas
• Roturas de Casing
• Perdidas de Circulación
3
Cementación Forzada

4. Teoría de Cementación Forzada
Proceso de Filtración
casing CEMENTACION
PRIMARIA
– Permeabilidad de la
Formacion
CEMENTO
DESHIDRATADO
NODOS
DE
CEMENTO
– Presión Diferencial aplicada
– Medio Poroso
– Deposito de enjarre o
costra
4
Cementación Forzada
Formación

5. Efecto del Control de Filtrado
Tapado
Tapado
llenos
5
Cementación Forzada
Casing Totalmente
Casing Parcialmente
Disparos completamente llenos
(50 ml/30min)
Disparos parcialmente

6. Técnicas de Cementación
Forzada
T
B
A
L
6
T
O
A
M
BP
Cementación Forzada
B
AR
E
JE A S
O
I P
C
O
O
D
L
O
E
C
F
A
PIC Ó R O N E N S T I I NI Ó N T NU E A R S
O
C
R
Z
A
D
I ÓA
NP
L
I C
M I N I T H E C E N O R T NR E
A
A
A H

7. Forzadas a Baja Presión
•
•
•
•
7
Aplicaciones
Forzamiento por debajo de la presión de fractura
Volumenes pequeños de lechada
Precauciones especiales
Cementación Forzada

8. Forzadas a Alta Presión
•
•
•
•
8
Aplicaciones
Presión de forzamiento cerca de la fractura
Grandes volumenes de lechada
Precauciones especiales
Cementación Forzada

9. Forzamiento Continuo
Pressure ( psi )
•Bombeo continuo
•Forzamiento final
presión obtenida
•Grandes volumenes
de lechada
•Forzamiento a baja o
alta presión
Tiempo (min)
9
Cementación Forzada

10. Forzamiento Intermitente
•Bombeo Intermitente
•Bajos Caudales de
Bombeo
B C
Pressure ( psi )
•Filtrado Inicial alto
A
•Pequeños volumenes
•Largos tiempos de
trabajo
10 Cementación Forzada
D
Tiempo (min..)

11. Forzamiento a Pozo Cerrado
•Forzada Pobre
BOP
•No Herramientas de
fondo
•Casing y Cabezal
expuesto
•Procedimiento de
trabajo
11 Cementación Forzada
50FT
CEMENTO
10' ARENA
TAPÓN MEC.

12. Técnicas con Herramienta
• Herramientas recuperables
– Empacador Recuperable
– Empacador Hurricane
– RBP
• Herramienta Perforables
– Retenedor de Cemento
– Tapon puente perforable
12 Cementación Forzada

13. Empacador con Tubería de Cola
•Herramienta de fondo
aisladora
EMPACADOR
•Protección del Casing y
del cabezal del pozo
TUBERÍA DE
COLA
•Tubo de cola para la
colocación
CEMENTO
•Intervalos largos
•Empaquetamiento
multipleForzada
13 Cementación

14. Empacador sin Tubería de cola
 Herramienta de
fondo aisladora
 Protección del casing
y cabeza del pozo
 Intervalos cortos
 No tubería de cola
 Forzamiento suicida
14 Cementación Forzada
EMPACADOR
CEMENTO

15. Retenedor de Cemento
 Herramienta aisladora
perforable
 Similar al empacador
sin tubería de cola
RETENEDOR
DE CEMENTO
CEMENTO
 Se utiliza un puente
mecanico
10' ARENA
PUENTE MEC.
15 Cementación Forzada

16. Forzamientos a través de C.T.
• Aplicaciones
– Pozos Productores
– A través del Tubing de producción
• Desventajas
– Costo
– Precisión de la colocación
• Diseño crítico de la lechada
• Procedimiento de trabajo
16 Cementación Forzada

17. Trabajos
• Diseño
– Condiciones del pozo
– Propiedades de la lechada
• Ejecución
– Desplazamiento de la lechada
– Presión de superficie
– Equipo
• Evaluación
– Presión final de forzamiento
– Prueba de presión
– Prueba de influjo
– Registros
17 Cementación Forzada

18. Cálculos de Cementación
Forzada
18 Cementación Forzada

19. Tipos
• Forzada a pozo Cerrado
• Empacadura con tubería de cola
• Empacadura sin tubería de cola
• Forzada con retenedor de cemento
19 Cementación Forzada

20. Terminología
• Presión de forzamiento
– Inicial
– Final
• Presíon Maxima Permitida en Superficie ( MASP )
• Presión de Estallido
• Presión de Colapso
20 Cementación Forzada

21. Calculos un Forzamiento a Pozo
Cerrado
Determine lo siguiente:
– Volumen de la lechada de cemento y del agua
enfrente y detras
– No. de sacos, agua de mezcla y aditivos
– Altura del tapon con y sin el drill pipe o tubing
– Volumen de desplazamiento para balacear el tapon
– Volumen maximo de salmuera acumulada
– Presión Hidrostatica al iniciar y al final del
forzamiento
– presión Maxima Permitida en superficie ( MASP )
– Tabla de presión de superficie contra volumen
– presión de estallamiento y colapso del casing o
tubing
21 Cementación Forzada

22. Ejercicio # 1
• Hacer los cálculos necesarios
• Hacer la tabla de presión
2 7/8 “ 9.5 # / ft tbg
• Procedimiento de trabajo
7” 23 # /ft csg.
• Datos
– Volumen de Lechada = 15 bbls
8315 ft
– Densidad de la lechada = 15.8 ppg
– Densidad de la salmuera = 9.0
8345 ft
ppg
– Gradiente de fractura = 0.8 psi/ft
– N80 para presión de colaso y
estallamiento
– 10 bbl
22 Cementación Forzada agua por delante

23. Solución Ejercicio #1
1a. Datos del casing y tubing
Cuft/ft
bbl/ft
Ct
0.02628
0.00468
Ca
0.1759
0.0313
0.2210
0.0394
Cc
23 Cementación Forzada

24. Solución Ejercicio # 1 - Cont.
Pasos
Volumen de lechada
Cant. cemento
Unidad
ft3
sacos
Agua de mezcla
bbls
Aditivos
lb o gal
Agua adelante
Agua detrás
24 Cementación Forzada
bbls
bbls
Cálculos
15 bbls x 5.6146 ft3/bbl = 84.22 ft3
84.22 ft3 x 1.15 ft3/saco = 74 saco
4.97 gals/saco x 74 sacos x 1 bbl/42
gal = 8.8 bbls
nada
10 bbls
Wa x Ct/Ca = 10 bbls x
0.00468/0.0313 = 1.5 bbls

25. Solución ejercicio # 1 - Cont’d
2a Altura del tapón c/tbg
ft
2b Altura del tapón s/ tbg
ft
3
Vol. de desplazamiento bbls
4
Vol. máximo p/forzar
bbls
Vs (ft3)/Ct + Ca) cuft/ft = 84.22 /
(0.02628 + 0.1759) = 417 ft
Vs (ft3) / Cc (ft3/ft) = 84.22 / 0.2210
= 381 ft
(Prof. a base del Interv - Hp) ft x
Ct - Wb - seguridad = (8345 417) ft x 0.00468 bbl/ft -1.5 bbl 0.5 bbl = 35.1 bbl
(Hp s/ tubing - Long Zona) ft x Cc
- 1 bbl = (381 ft - 30 ft) x 0.0394
bbl/ft - 1 = 12.8 bbls
25 Cementación Forzada

26. Solución Ejercicio # 1 - Cont’d
5a. Presión Hidros. al inicio y final del forzamiento
Fluido
Salmuera
Agua
Cemento
Densidad
(ppg)
Volumen
(bbl)
Presión Hidrostática
(psi)
8345-381-292 = 7672
9.0
8.34
11.5
15.8
15
Total
Longitud
(ft )
9.0 x 7672 x 0.052 = 3590
11.5/.0394 = 292
8.34 x 292 x 0.052 = 126.6
(15/.0394) - 30 = 351
15.8 x 351 x 0.052 = 288.4
4005
26 Cementación Forzada

27. Solución Ejercicio # 1 - Cont’d
5b. presión Hidrostatica al final del
forzamiento
Fluido
Salmuera
Agua
Cemento
Densidad
(ppg)
Volumen
(bbl)
Longitud
(ft )
8315 - 25.4 - 292 = 7997.6
9.0
8.34
11.5
15.8
1.0
presión Hidrostática
(psi)
9.0 x 7997.6 x 0.052 = 3743
11.5/.0394 = 292
8.34 x 292 x 0.052 = 126.6
(1/.0394) = 25.4
15.8 x 25.4 x 0.052 = 20.9
Total
3890.5
27 Cementación Forzada

28. Solución Ejercicio # 1 - Cont’d
6. Máxima Presión Permitida en Superficie ( MASP )
Etapa
Inicio
Final
28 Cementación Forzada
Vol de brine
bombeada (bbl) PFractura
(psi)
PHYD
(psi)
Psegu.
(psi)
MASP
(psi)
0
6652
4005
500
2147
12.8
6652
3890
500
2262

29. Solución Ejercicio # 1 - Cont’d
7. Gráfica
)
Presión en Superficie
2280
2260
2240
2220
2200
2180
2160
2140
2262
2147
0
5
10
Vol. Salm uera Bom beada ( bbls )
29 Cementación Forzada
15

30. Solución Ejercicio # 1 - Cont’d
8 . Presión de Colapso y Estallamiento
PAnnular Max. Psqueeze
(psi)
6152
30 Cementación Forzada
(psi)
6152
Delta P
(psi)
0
Pty
(psi)
16556
Ptc
(psi)
16684
Pcy
(psi)
6340
Pcc
(psi)
3830

31. Empacador sin Tubería de Cola
Determine lo siguiente:
• Volumen de lechada y agua de frente y atras
 No. de sacos, agua de mezcla y aditivos
 Profundidad para asentar el packer y cuando cerrar el bypass del
packer
 Maximo Volumen de desplazamiento
 Desplazamiento ,presión Hidrostatica y MASP en las siguientes
etapas:
 Lechada a 1 bbl antes del tubing ( Inicio de la forzada )
 Lechada iniciando a salir del Tubing
 Toda la lechada fuera del Tubing
 Lechada 1 bls arriba del TOP ( Fin del forzamiento )
 Grafica de Volumen vs presión de superficie
 presiónes de colapso y estallamiento
31 Cementación Forzada

32. Ejercicio # 2
• Hacer los calculos
necesarios
• Dibujar la Grafica
• Procedimiento de trabajo
32
• Datos:
– Vol de Lechada = 250 ft3
– Peso salmuera = 9.5
ppg
– Agua frente = 5 bbls
– Agua Detrás = 5 bbls
– Grad. de Fractura = 0.8
Cementación Forzada
psi/ft
– N80 para presión
3 1/2" , 12.95 #/ft
9-5/8", 47 #/ft
Emp. @ 7500 ft
Fuga @8000 ft

33. Solución Ejercicio #2
1a. Datos del Tubing y Casing
ft3/ft
Bbl/ft
Ct
0.04125
0.00735
Ca
0.3442
0.0613
0.4110
0.0732
Cc
33 Cementación Forzada

34. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
Paso
Unidades
Volumen de Lec
bbls
Cant. Cemento
sacos
Agua de mezcla
bbls
Aditivos
lb or gal
Agua frente
bbls
Cálculos
250 ft3 = 250 ft3 / 5.6146 ft3/bbl = 44.5 bbl
250 ft3 / 1.15 ft3/saco = 217 sacos
4.97 gals/saco x 217 sacos x 1 bbl/42 gal = 26
bbls
nada
5 bbls
Agua Detrás
34 Cementación Forzada
bbls
5 bbls

35. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
3a. Prof. de asentamiento de empacador
3b. Cuando cerrar el bypass
=
=
4. Máximo volumen de desplazamiento
=
35 Cementación Forzada
=

36. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
5a. Presión hidrostática al inicio del
forzamiento
Fluido
Densidad
(ppg)
Volumen
(bbl)
Longitud
(ft )
Presión Hidrostática
(psi)
Salumera
9.5
4.6
625.8
309.14
Agua
8.34
5
680.3
295.0
Cemento
15.8
44.5
6054.4
4974.3
Agua
8.34
1
136.05
59.00
Salmuera
9.5
36.6
500
247.00
Total
5884
36 Cementación Forzada

37. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
Cemento saliendo del tubing
Fluido
Densidad
(ppg)
Volumen
(bbl)
Longitud
(ft )
Presión Hidrostática
(psi)
Salumera
9.5
5.6
761.9
376.38
Agua
8.34
5
680.27
295.02
Cemento
15.8
44.5
6054.4
4974.30
Agua
8.34
1
13.66
5.92
Salmuera
9.5
35.6
486.34
240.3
Total
5892
37 Cementación Forzada

38. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
 5c. Cemento fuera del tubing
Fluido
Salmuera
Agua
Cemento
Densidad
(ppg)
Volumen
(bbl)
Longitud
(ft )
Presión Hidrostática
(psi)
9.5
50.1
6816.33
3367.26
8.34
5
680.27
295.02
15.8
36.6
500
410.80
Total
4073.08
38 Cementación Forzada

39. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
Toda el agua fuera del tubing
Fluido
Salmuera
Agua
Cemento
Densidad
(ppg)
Volumen
(bbl)
Longitud
(ft )
Presión Hidrostática
(psi)
9.5
55.13
7500
3705
8.34
5
68.30
29.62
15.8
31.6
431.70
354.7
Total
4089.32
39 Cementación Forzada

40. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
Fin del forzamiento
Fluido
Salmuera
Salmuera
Agua
Cemento
Densidad
(ppg)
Volumen
(bbl)
Longitud
(ft )
Presión Hidrostática
(psi)
9.5
55.13
7500
3705
9.5
30.6
418.03
206.51
8.34
5
68.30
29.62
15.8
1.0
13.66
11.02
Total
3952.35
40 Cementación Forzada

41. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
6. Máxima presión permitida en superficie
Etapa
Vol of Sal.
bombeada (bbl)
Pfractura
(psi)
Phyd.
(psi)
PSafety
(psi)
MASP
(psi)
b. Cto. saliendo tbg
c. Cto. Fuera tbg
d. Agua fuera tbg.
e. Fin
41 Cementación Forzada
4.6
6400
5884
500
16
5.6
6400
5892
500
8
50.1
6400
4073.1
500
1827
55.1
6400
4089.3
500
1810.7
85.7
a. Inicio
6400
3952.4
500
1947.6

42. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
7. Gráfica
42 Cementación Forzada

43. Solución Ejercicio # 2 - Cont’d
8. Presión de Colapso y Estallamiento
PAnular Max.PForzar
(psi)
(psi)
3705
43 Cementación Forzada
5990
Delta P
(psi)
2195
Pty
(psi)
15000
Ptc
(psi)
Pcy
(psi)
15306
6870
Pcc
(psi)
4750

44. Empacador con Cola - Cálculos
• Determinar lo siguiente:
 Volume de lechada y agua adelante y atrás
 Número de sacos, agua de mezcla y aditivos
 Altura del tapón con/sin drillpipe o tubing
 Longitud de la cola
 Volume desplazamiento para balancear tapón
 Profundidad del packer
 Volumen máximo Salmuera acumulada
 Presión hidrostática al principio y final
 Presión Máxima Permitida en Superficie ( MASP )
 Presión Superficie vs carta Volumen
 Presión Interna y Colapso del tubing/casing
44 Cementación Forzada

45. Ejercicio # 3
• Haga los cálculos
necesarios
2 3/8" , 6.2 # / ft
5 1/2", 20 #/ft
• Dibujar Carta Presión
Empacador
• Procedimiento de Trabajo
Perfs @8840 ft - 8880 ft
Cola
• Datos
– 100 sks class G cemento
– Dens. lechada = 15.8
ppg
– Dens. Salmuera = 9.5
ppg
45 Cementación Forzada
– Gradient Frac = 0.862
psi/ft

46. Solución Ejercicio # 3 - Cont’d
1a. Datos Tubing y Casing
ft3/ft
Ct
Ca
Cc
46 Cementación Forzada
Bbl/ft
0.01873
0.00334
0.0937
0.0167
0.1245
0.0222

47. Solución Ejercicio # 3 - Cont’d
Paso
Cálculos
Unidades
Volume Lechada
bbls
100 sacos x 1.15 ft3/sacos = 115 ft3 = 115
ft3 / 5.6146 ft3/bbl = 20.5 bbls
Cant. Cemento
sacos
100 sacos
Agua Mezcla
bbls
Aditivos
lb or
Agua Adelante
gal
bbls
Agua Atrás
47 Cementación Forzada
bbls
4.97 gal/saco x 100 sacos x 1 bbl/42 gal
= 11.8 bbls
nada
10 bbls
Wa x Ct/Ca = 10 bbls x 0.00334/0.0167 =
2.0 bbls

48. Solución Ejercicio # 3 - Cont’d
2a Altura de tapón con tubería
2b Altura de tapón sin tubería
ft
Hp = Vs (ft3) / (Ct + Ca) ft3/ft = 115 / (0.01873
+ 0.0937) = 1023 ft
ft
Hp = Vs (ft3) / (Cc) (ft3/ft) = 115 / 0.1245 =
924 ft
Ht = Altura de Tapón + Agua por delante + Factor
de Seguridad (1 barril)
2c Longitud de Tubería de Cola
ft
= 1023 ft + (10/0.0167) + (1/0.0167)
= 1023 ft + 598.8 ft + 59.88 ft
= 1681.68 ft o 1682
3
4
5
Volumen de Desplazamiento
Profundidad del empacador
Vol. Desplazamiento total
48 Cementación Forzada
Vp = (Prof. De disparos inferiores - Hp) ft x
bbls Ct - Wb - Seguridad = (8880 - 1023) ft x
0.00334 bbl/ft - 2.0 bbl - 0.5 bbl = 23.7 bbl
ft
bbls
Prof. De disparos inferiores - altura de cto en casing
- altura agua en casing - longitud de cola = 8880ft 924ft - (12 bbl/0.222 bbl/ft) - 1682ft = 5733ft
(Altura de tapón sin tubería- Longitud zona) ftx Cc 1 bbl - (924ft - 40 ft) x 0.0222 bbl/ft - 1 = 18.6 bbls

49. Solución Ejercicio # 3 - Cont’d
5a. Presión Hidrostática al principio del
forzamiento
Fluido
Salmuera
Agua
Cemento
Densidad Volumen
(ppg)
(bbl)
9.5
-
9.5
12
15.8
Altura
(ft )
P. hidrostática
(psi)
8840 - 884-541 = 7415
9.5 x 7415 x 0.052 = 3663
12/0.0222
8.34 x 541 x 0.052 = 235
20.5
= 541
(20.5/0.0222) - 40 = 884
15.8 x 884 x 0.52 - 726
Total
4624
49 Cementación Forzada

50. Solución Ejercicio # 3 - Cont’d
5b. Presión Hidrostática al final del
Forzamiento
Fluido
Salmuera
Densidad Volumen
(ppg)
(bbl)
Altura
(ft )
P. Hidrostática
(psi)
-
Agua
8.34
12
Cemento
15.8
8840 - 45.0 - 541 = 8254
9.5 x 8254 x 0.052 = 4078
12.0/.0222 = 541
8.34 x 541 x 0.052 = 235
(1./0222) = 45
9.5
15.8 x 45 x 0.052 = 37.0
1.0
Total
4349
50 Cementación Forzada

51. Solución Ejercicio # 3 - Cont’d
6. Presión Maxima Permitida en Superficie.
( MASP )
Etapa
Vol Salm.
bombeada (bbl) PFractura
(psi)
Principio 0
Final
51 Cementación Forzada
18.6
Phidr.
(psi)
Pseguridad
MASP
(psi)
(psi)
7620
4624
500
2496
7620
4349
500
2771

52. Solución Ejercicio # 3 - Cont’d
Presión Superficial (psi )
7. Gráfica
Presión en Superficie
2800
2750
2700
2650
2600
2550
2500
2450
2771
2496
0
5
10
15
Volumen de Salmuera Bombeada ( bbls )
52 Cementación Forzada
20

53. Solución Ejercicio # 3 - Cont’d
8. Presión Interna y Colapso
PAnular
(psi)
Max. PForzamie
(psi)
2832
53 Cementación Forzada
7120
Delta P
(psi)
Pty
(psi)
4287 15385
Ptc
(psi)
15651
Pcy
(psi)
9190
Pcc
(psi)
8830

54. Cálculos - Retenedor de
Cemento
• Similar al empacador sin cola
• No hay bypass
• Determinar cuando picar adentro del retenedor de
cemento
54 Cementación Forzada

55. Tarea
• Hacer cálculos necesários para las preguntas 2 y 1 o 3.
• Dibujar presión x volumen
• Escribir un procedimiento de trabajo completo
55 Cementación Forzada