Los equipos de cementación de pozos petroleros son esenciales para la exploración de petróleo y gas y son equipos necesarios para los yacimientos petrolíferos al perforar un pozo .
La tubería de revestimiento se instalará a varias profundidades durante la perforación. Se mantiene en su lugar mediante cemento , que también proporciona aislamiento de la zona. El revestimiento se coloca 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 zona satisfactorio. Las zapatas y collares flotantes ( válvulas flotantes ) evitan el reflujo después de que el cemento se ha bombeado hasta su lugar.
Los dispositivos equipados con collares articulados y resortes de arco ayudan a mantener el revestimiento o revestimiento en el centro del pozo para ayudar a asegurar la colocación eficiente de una funda de cemento alrededor de la sarta de revestimiento. Si las sartas de revestimiento se cementan descentradas, existe un alto riesgo de que quede un canal de fluido de perforación o cemento contaminado donde el revestimiento hace contacto con la formación, creando un sello imperfecto. [1]
Los turbolizadores tienen aletas agregadas para "revolver" el fluido de perforación y el cemento para mantener el flujo turbulento y garantizar que el cemento fluya por todo el revestimiento para evitar la canalización.
Los raspadores utilizan alambres metálicos para raspar la torta de lodo de las zonas permeables y ayudar a obtener una columna de cemento sólida.
Hay cuatro tipos de centralizadores: de resorte de arco, rígidos, semirrígidos y moldeados. Los centralizadores de resorte de arco consisten en una vía de paso fácil a través de secciones de orificios estrechos con expansión en ubicaciones específicas. Los centralizadores rígidos están formados por barras sólidas de acero o hierro fundido, con una altura de hoja fija que están dimensionadas para adaptarse a tamaños específicos de carcasa o orificios. El centralizador semirrígido está compuesto por 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 carcasa. La longitud, el ángulo y el espaciado de sus aspas se pueden diseñar para adaptarse a aplicaciones de pozos específicas, especialmente para el espacio anular de estrecha tolerancia.
Una zapata flotante de perfil redondeado con una válvula de retención integral unida al fondo de una sarta de revestimiento evita el flujo inverso, o tubería en U, de la lechada de cemento desde el espacio anular hacia el revestimiento o el flujo de fluidos del pozo hacia la sarta de revestimiento a medida que avanza. La zapata flotadora también guía el revestimiento hacia el centro del pozo para minimizar el golpe contra salientes de roca o derrumbes a medida que el revestimiento se introduce en el pozo. Al "flotar" la carcasa hacia adentro, se reduce el peso del gancho. Con un llenado controlado o parcial a medida que se desplaza la sarta, la sarta de revestimiento puede flotar hasta su posición, eliminando la necesidad de que el equipo soporte todo el peso de la sarta de revestimiento. Las partes exteriores de la zapata flotadora están hechas de acero y generalmente coinciden con el tamaño y las roscas de la carcasa, aunque no necesariamente con el grado de la carcasa. El interior (incluido el cono externo) suele estar hecho de cemento o termoplástico, ya que este material debe perforarse si se desea profundizar el pozo más allá del punto de revestimiento. [2] [3]
Las zapatas guía son una variante de las zapatas flotantes sin válvula de retención.
Se instala un collar flotante cerca del fondo de la sarta de revestimiento. Los tapones de cemento caen sobre él durante la operación de cementación primaria, reteniendo así dentro de la carcasa una pequeña porción de la lechada de cemento que puede haberse contaminado cuando el tapón superior raspa el interior de la carcasa. Es similar a un zapato flotador; a menudo ambos se utilizan por motivos de redundancia. Las válvulas de retención internas pueden ser de tipo aleta o de bolas con resorte. [3]
El conjunto de válvula de retención fijado dentro del collar del flotador evita el retorno de la lechada de cemento cuando se detiene el bombeo. Sin un collar de flotador o una zapata de flotador, la lechada de cemento colocada en el espacio anular podría fluir en forma de U o en sentido inverso hacia la carcasa. La mayor densidad de las lechadas de cemento que el lodo de desplazamiento dentro de la carcasa provoca el efecto de tubo en U. [4]
Los collares de etapa proporcionan un medio para que la lechada de cemento se desplace más arriba en el espacio anular inmediatamente después del trabajo de cemento primario. Una serie de tapones de goma de diferentes tamaños bombeados dentro de la carcasa abren y luego cierran las válvulas deslizantes.
Un tapón de goma utilizado para separar la lechada de cemento de otros fluidos, reduciendo la contaminación y manteniendo un rendimiento predecible de la lechada. Normalmente se utilizan dos tipos de tapones de cementación en una operación de cementación. El tapón inferior se lanza delante 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 a través de él después de que el tapón alcanza el collar de aterrizaje. El tapón superior tiene un cuerpo sólido que proporciona una indicación positiva de contacto con el collar de aterrizaje y el tapón inferior mediante un aumento en la presión de la bomba. [5] [3]