Los equipos de cementación de pozos petrolíferos son esenciales para la exploración de petróleo y gas y son equipos de yacimientos petrolíferos necesarios durante la perforación de un pozo .
Durante la perforación, se instalará una tubería de revestimiento a distintas profundidades. Se mantiene en su lugar mediante cemento , que también proporciona aislamiento de la zona. Se coloca el revestimiento para proteger el pozo de fluidos, presiones y problemas de estabilidad del pozo. Se utilizan equipos de fondo de pozo, como centralizadores y turbolizadores, para garantizar que se obtenga un aislamiento de la zona satisfactorio. Las zapatas y collares flotantes ( válvulas de flotador ) evitan el reflujo después de que se haya bombeado el cemento en su lugar.
Los dispositivos equipados con collares articulados y resortes en forma de arco ayudan a mantener la tubería de revestimiento o el revestimiento en el centro del pozo para garantizar la colocación eficiente de una vaina de cemento alrededor de la tubería de revestimiento. Si las tuberías de revestimiento se cementan descentradas, existe un alto riesgo de que quede un canal de fluido de perforación o cemento contaminado en el lugar donde la tubería de revestimiento entra en contacto con la formación, lo que crea un sello imperfecto. [1]
A los turbolizadores se les han añadido aletas para "agitar" el fluido de perforación y el cemento para mantener el flujo turbulento y así asegurar que el cemento fluya por todo el contorno de la carcasa para evitar la canalización.
Los rascadores utilizan alambres de metal para raspar la torta de barro de las zonas permeables y ayudar a obtener una columna de cemento sólida.
Existen cuatro tipos de centralizadores: de resorte en forma de arco, rígidos, semirrígidos y moldeados. Los centralizadores de resorte en forma de arco consisten en un paso fácil a través de secciones de pozos angostos con expansión en ubicaciones específicas. Los centralizadores rígidos están compuestos de barras de acero macizo o hierro fundido, con una altura de cuchilla fija que se dimensiona para adaptarse a tamaños específicos de tubería de revestimiento o de pozo. Los centralizadores semirrígidos están compuestos de arcos de doble cresta, que proporcionan fuerzas de restauración que superan los estándares establecidos en las especificaciones API. Los centralizadores moldeados se pueden aplicar directamente a la superficie de la tubería de revestimiento. Su longitud, ángulo y espaciado de cuchillas se pueden diseñar para adaptarse a aplicaciones de pozos específicos, especialmente para el espacio anular de tolerancia estrecha.
Una zapata flotante de perfil redondeado con una válvula de retención integrada unida a la parte inferior de una sarta de revestimiento evita el flujo inverso, o el flujo en U, de la lechada de cemento desde el espacio anular hacia la tubería de revestimiento o el flujo de fluidos del pozo hacia la sarta de revestimiento a medida que se la introduce. La zapata flotante también guía la tubería de revestimiento hacia el centro del pozo para minimizar el impacto con salientes de roca o socavones a medida que se la introduce en el pozo. Al "flotar" la tubería de revestimiento hacia adentro, se reduce el peso del gancho. Con un llenado controlado o parcial a medida que se introduce la sarta, la tubería de revestimiento se puede flotar hasta su posición, lo que evita la necesidad de que la plataforma soporte todo el peso de la sarta de revestimiento. Las partes externas de la zapata flotante están hechas de acero y generalmente coinciden con el tamaño y las roscas de la tubería de revestimiento, aunque no necesariamente con el grado de la misma. El interior (incluido el cono externo) generalmente está hecho de cemento o termoplástico, ya que este material debe perforarse si se va a profundizar el pozo más allá del punto de revestimiento. [2] [3]
Las zapatas guía son una variante de una zapata flotante sin válvula de retención.
Cerca de la parte inferior de la tubería de revestimiento se instala un collar de flotación. Los tapones de cemento se asientan sobre él durante la operación de cementación primaria, reteniendo así dentro de la tubería de revestimiento una pequeña porción de la lechada de cemento que puede haberse contaminado cuando el tapón superior raspa el interior de la tubería de revestimiento. Es similar a una zapata de flotación; a menudo se utilizan ambos para redundancia. Las válvulas de retención internas pueden ser de tipo aleta o de bolas accionadas por resorte. [3]
El conjunto de válvula de retención fijado dentro del collar de flotación evita el reflujo de la lechada de cemento cuando se detiene el bombeo. Sin un collar de flotación o una zapata de flotación, la lechada de cemento colocada en el espacio anular podría formar un tubo en U o refluir hacia la tubería de revestimiento. La mayor densidad de las lechadas de cemento que el lodo de desplazamiento dentro de la tubería de revestimiento provoca el efecto de tubo en U. [4]
Los collares de etapa proporcionan un medio para que la lechada de cemento se desplace hacia arriba en el espacio anular inmediatamente después del trabajo de cementación primaria. Una serie de tapones de goma de diferentes tamaños bombeados hacia abajo dentro de la carcasa abren y luego cierran las válvulas deslizantes.
Tapón de goma que se utiliza para separar la lechada de cemento de otros fluidos, lo que reduce la contaminación y mantiene un rendimiento predecible de la lechada. Normalmente, se utilizan dos tipos de tapón de cementación en una operación de cementación. El tapón inferior se lanza antes de la lechada de cemento para minimizar la contaminación por fluidos dentro de la carcasa antes de la cementación. Un diafragma en el cuerpo del tapón se rompe para permitir que la lechada de cemento pase después de que el tapón alcanza el collar de asentamiento. El tapón superior tiene un cuerpo sólido que proporciona una indicación positiva del contacto con el collar de asentamiento y el tapón inferior a través de un aumento en la presión de la bomba. [5] [3]