Diseño y evaluación del proceso de cementación de pozos utilizando el simulador (CEMCADE)

Abstract

Durante más de 50 años se han desarrollado muchos procedimientos para los trabajos de cementación primaria, desde simples hojas de cálculo hasta complejos simuladores computarizados que permiten integrar los datos disponibles y predecir problemas, permitiendo un ajuste fácil y rápido para optimizar los diseños. Con la finalidad de alcanzar los objetivos de la cementación primaria que son: proporcionar aislamiento hidráulico de las formaciones (no exista movimiento de fluidos a través del anillo de cemento entre las diferentes zonas permeables) proteger y soportar la tubería; se requiere que el lodo sea completamente removido y reemplazado por la mezcla de cemento en todo el anular, y una vez que esta sea colocada, alcance y mantenga ciertas propiedades mecánicas como: adherencia y alta resistencia al esfuerzo compresivo durante largos periodos de tiempo. Reconociendo las consecuencias de una mala cementación primaria: el pozo puede nunca alcanzar su real capacidad productiva, que los trabajos de resane requeridos pueden causar un daño irreparable a la formación productiva, la posibilidad de pérdida de reservas, bajos caudales de producción, y/o producción diferida, y finalmente la falta de capacidad para confinar los trabajos de estimulación y/o trabajos de recuperación secundaria futuros. Esta Tesis muestra una metodología nueva dirigida a optimizar el diseño de un trabajo de cementación mediante el uso del simulador CEMCADE. En base a los parámetros del pozo (diámetros de las tuberías, geometría del pozo, trayectoria, propiedades del lodo, presión poral y de fractura), se optimizan los parámetros del trabajo (densidades de los fluidos, reologías, volúmenes, programa de centralización y caudales de bombeo) mediante el uso de algoritmos que simulan diferentes fenómenos físicos relacionados con: • Fuerzas involucradas cuando se está metiendo o sacando la tubería del pozo • Centralización de la tubería en el pozo • Efecto de tubo en "U" • Desplazamiento fluido/fluido Este programa también permite chequear que la operación de cementación pueda ser realizada de manera segura, basado en: • Chequeos de la integridad de la tubería (presiones de colapso y ruptura) • Control de presiones en el pozo, tanto en estado estático como dinámico (presiones porales y de fractura) • Evaluación de las fuerzas de empuje sobre la tubería debido a las fuerzas de flotación Finalmente, este Programa permite comparar los datos registrados en tiempo real durante el trabajo de bombeo con los datos provenientes del diseño para evaluar la calidad de la ejecución del trabajo de cementación. De esta forma se trata de presentar en una forma lógica y fácilmente entendible aspectos importantes que nos puedan servir de guía para un entendimiento básico de los problemas y soluciones involucrados en un trabajo de cementación primaria.