La cementación por compresión representa un proceso crítico en la industria del petróleo y el gas, donde una lechada de cemento se presiona a través de perforaciones en la tubería de revestimiento para crear un sello en lugares específicos, cerrando brechas no deseadas. Es un error común pensar que el cemento penetra los poros de la roca. En cambio, la lechada de cemento se deshidrata contra las paredes de la formación, formando una torta de filtración de cemento de sellado. Debe quedar claro que el cemento no se infiltra en los poros de la roca. Dado que las lechadas de cemento tienen partículas con un tamaño medio que varía de 20 a 50 micrones, la permeabilidad de la formación debe estar entre 2 y 100 darcies para que los granos de cemento penetren en la formación con éxito.
Razones para la cementación por compresión
La necesidad de cementación por compresión surge por diversas razones durante las fases de perforación y producción, entre ellas:
- Aislamiento de zonas antes de las perforaciones de producción: Esto garantiza que zonas específicas estén selladas antes del comienzo de la producción.
- Rectificación de trabajos de cementación primaria defectuosos o inadecuados: cuando el trabajo de cementación primaria no cumple con los requisitos, la cementación forzada viene al rescate.
- Reparación de fugas en la carcasa: la cementación por compresión es fundamental para solucionar cualquier fuga en la carcasa.
- Cierre de entradas no deseadas de agua o gas a embalses : para controlar y detener el flujo no deseado de agua o gas.
- Abandono de zonas improductivas o agotadas: Cuando las zonas se vuelven improductivas o agotadas, se realiza una cementación forzada para asegurar su abandono.
Tres técnicas principales para la cementación por compresión
Apretón de vacilación:
El método de compresión por vacilación implica la acumulación gradual de una torta de filtración de cemento dentro de los túneles de perforación. Este proceso se basa en la aplicación de presión diferencial para inducir la deshidratación de la pulpa. Dada la mínima cantidad de filtrado que se pierde de la pulpa, el bombeo continuo se vuelve poco práctico. En cambio, se aplica presión de manera intermitente, lo que permite que la presión se libere a medida que se desarrolla la torta de filtración. Esta técnica resulta eficaz para garantizar que la presión aumente de manera constante a medida que se acumula la torta de filtración.
Ejemplo de compresión por vacilación
Apretón a baja presión:
Durante las operaciones de cementación por compresión a baja presión, la lechada de cemento se introduce a presión a través de las perforaciones a presiones inferiores a la presión de fractura de la formación. El objetivo principal es llenar las cavidades de las perforaciones y los huecos interconectados con cemento deshidratado. Es importante destacar que no se bombea lechada directamente a la formación. Esta técnica se recomienda comúnmente en los procedimientos de cementación por compresión.
Apretón a alta presión:
En ciertos escenarios, una compresión a baja presión puede no ser suficiente para lograr los resultados deseados. Las compresiones a alta presión se utilizan cuando los canales detrás de la tubería de revestimiento no están conectados directamente a las perforaciones, o cuando pequeñas grietas o microanillos permiten el flujo de gas pero no de lechada de cemento. Además, algunas operaciones de baja presión enfrentan desafíos debido al desplazamiento de fluidos de taponamiento, como lodos de perforación o salmueras de terminación que transportan sólidos. Para llevar a cabo compresiones a alta presión, las formaciones cercanas a las perforaciones se rompen para crear espacio para la lechada de cemento. Esta técnica es particularmente efectiva para desplazar fluidos y garantizar que todos los canales, desde las fracturas hasta las perforaciones, se llenen con torta de cemento.
¿Cuál es el método preferido?
Entre estas técnicas, a menudo se prefiere la compresión por vacilación , que implica bombear pequeños volúmenes de cemento a intervalos para permitir la gelificación antes de exprimir.
Conclusión
Las técnicas de cementación por compresión son esenciales para garantizar la integridad del pozo y abordar diversos desafíos durante la perforación y la producción. Al comprender e implementar métodos avanzados como las compresiones por vacilación, las compresiones a baja presión y las compresiones a alta presión, los profesionales del petróleo y el gas pueden sellar eficazmente los huecos no deseados, mejorando la eficiencia y la seguridad generales de las operaciones de pozo.
Referencias
Baker, R. (2001) Introducción a la perforación de pozos petrolíferos: Un texto básico sobre perforación de petróleo y gas . 6.ª ed. Austin, TX: Servicio de Extensión Petrolera, Educación Continua y Extendida, Universidad de Texas en Austin.
Mitchell, RF, Miska, SZ y Aadnoy, BS (2012) Fundamentos de la ingeniería de perforación . Richardson, TX: Sociedad de Ingenieros Petroleros.
Bourgoyne, AT (1986) Ingeniería de perforación aplicada . Richardson, TX: Sociedad de Ingenieros Petroleros.
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