Cuando con la cementación primaria no se consiguen los objetivos deseados o cuando el cemento o la tubería de revestimiento presentan fallas debido al paso del tiempo, es necesario corregir el problema. Estos procesos de reparación reciben el nombre de cementaciones de reparación. La técnica de reparación más común es la cementación forzada, un procedimiento en el que se fuerza a la lechada a pasar a través de agujeros o rajaduras de la tubería de revestimiento, con el fin de reparar un trabajo de cementación primaria o un problema en un pozo.

1. C E M E N T A C I Ó N D E P O Z O S
“Cementación Forzada y Tapones de Cementación”
Alumnos:
AlejandroMartínezHumberto
GarcíaPachecoKabirOsmar
LeónPiedraGustavoJavier
VeraLópezRubénDarío
5to“A”Turno:Vespertino
25 demayodel2017,Villahermosa,Tab.

2. Cementaciones de Reparación
Cuando con la cementación primaria no se consiguen los objetivos
deseados o cuando el cemento o la tubería de revestimiento presentan
fallas debido al paso del tiempo, es necesario corregir el problema.
Estos procesos de reparación reciben el nombre de cementaciones de
reparación.
La técnica de reparación más común es la cementación forzada, un
procedimiento en el que se fuerza a la lechada a pasar a través de
agujeros o rajaduras de la tubería de revestimiento, con el fin de
reparar un trabajo de cementación primaria o un problema en un pozo.

3. La cementación forzada tiene diversas aplicaciones durante las fases de perforación y
terminación, entre las que destacan:
Reparar un trabajo de
cementación primaria que fallo
debido a que el cemento dejo
un canal de lodo originando una
canalización o cuando una
insuficiente altura fue cubierta
con cemento.
Eliminar la entrada de agua de
la zona inferior y superior,
dentro de una zona de
hidrocarburos.
Reducir la relación de gas aceite
por aislamiento de la zona de
gas, de un intervalo adyacente
al intervalo de aceite.
Reparar una fuga en la tubería
de revestimiento debido a la
corrosión de la misma en zonas
expuestas.
Abandonar una zona de
presionada no productora.
Taponar todo o parte de una
zona o más de un pozo inyector
con zonas múltiples, de tal
forma que la dirección de los
fluidos inyectados sea la
deseada.
Sellar zonas de pérdida de
circulación.
Evitar migración de fluidos
entre las zonas productora y no
productora de hidrocarburos.

4. Objetivos de una cementación forzada
La cementación forzada se hace para
reparar un aislamiento zonal
defectuoso (Figura 5-1), eliminar la
entrada de agua y reparar fugas en la
tubería de revestimiento.

5. Reparación de un aislamiento
zonal defectuoso.
El objetivo principal de un trabajo de
cementación primaria es cementar
eficazmente el anular, sobre todo en las
zonas de producción o zonas
problemáticas.
En estos casos, el área de la tubería de
revestimiento que debe repararse se
perfora y se inyecta (se fuerza) lechada de
cementación a presión a través de los
orificios.

6. La parte superior del cemento también
puede estar más baja de lo deseado
debido a pérdidas ocurridas durante la
cementación primaria, cálculos
erróneos del volumen del agujero o un
desplazamiento incompleto.
La solución es forzar la lechada de
cementación a través de las
perforaciones justo por encima de la
parte superior del cemento para
extender la longitud de la columna en
el anular (Figura 5-2).

7. Eliminación de entrada de agua
La entrada no deseada de agua o gas
procedentes de áreas situadas por encima
opor debajo de la zona de producción
también se puede eliminar mediante la
cementación forzada: se hacen
perforaciones en estas áreas y se inyecta
lechada de cementación a través de los
orificios (Figura 5-3).

8. Reparación de fugas en la
tubería de revestimiento
Las tuberías de revestimiento pueden
presentar fallas por corrosión o la
presencia de grietas o fallas en las
uniones. Para repararlas, se corre un
empacador, que se coloca encima de la
tubería de revestimiento dañada. A
continuación, se hace circular lechada de
cementación hasta el área dañada, se fija
el empacador, y se fuerza la lechada a baja
presión hacia el interior y en torno a los
orificios de la tubería (Figura 5-4).

9. Técnicas de cementación forzada de reparación
La cementación forzada puede clasificarse según la técnica de colocación (presión de inyección baja
o alta), el método de bombeo (continuo o por forzamiento intermitente) y el método de aplicación
(mediante herramientas de cementación forzada o métodos de colocación convencionales).
Técnicas de
cementación
forzada
Colocación
Presión baja Presión alta
Bombeo
Bombeo
continuo
Bombeo
intermitente
Aplicación
Cabeza del
revestimiento
Herramientas de
cementación
forzada

10. Colocación
La lechada de cementación puede colocarse detrás de la tubería de revestimiento
con presión de inyección alta o baja.
Colocación con baja presión
La cementación forzada a presión baja
consiste básicamente en la inyección de
lechada de cementación con una presión
inferior a la de fractura de la formación.
Esta técnica se utiliza sobre todo para
rellenar cavidades de las perforaciones o
canales interconectados. Es la técnica
más utilizada.
Colocación con alta presión
La técnica de cementación forzada de
alta presión se utiliza cuando no es
posible inyectar la lechada a una presión
inferior a la de fractura. Esto ocurre
principalmente en canales aislados detrás
de las tuberías de revestimiento, en
microanulares y en perforaciones
obstruidas.

11. Bombeo
Existen dos métodos para bombear y forzar la lechada detrás de la tubería de
revestimiento: bombeo continuo o bombeo intermitente o secuencial.
Bombeo continuo
El bombeo continuo (Figura 5-6) consiste en
bombear de forma ininterrumpida un volumen
determinado de lechada hasta alcanzar la presión
de inyección final. Cuando la presión de inyección
final se mantiene constante, el trabajo ha
terminado; en caso contrario, se debe repetir hasta
alcanzar una presión uniforme.
Esta técnica puede utilizarse tanto con presiones
altas como bajas, aunque hay que tener en cuenta
que el volumen de lechada bombeado suele ser
alto en esta situación.
Bombeo intermitente
La técnica de bombeo intermitente consiste en aplicar de
forma intermitente presión a un caudal entre 0,25 bbl/min y
0,50 bbl/min durante un intervalo de entre 10 y 20 minutos
hasta alcanzar la presión final de la cementación forzada.
En la Figura 5-7 se muestra la variación de la presión con
respecto al tiempo en un proceso de cementación forzada
mediante bombeo intermitente.
A. El agua de mezcla de la lechada se filtra durante el bombeo
secuencial.
B. No hay más filtrado; la lechada se ha deshidratado.
C. La presión se libera.
D. La presión de inyección final se vuelve a aplicar
escalonadamente.

12. Aplicación
Para colocar la lechada de cementación y aplicar la presión necesaria, se utilizan
dos técnicas diferentes. La diferencia entre ambas estriba en el uso (o no) de unas
herramientas de aislamiento llamadas empacadores de cementación forzada.
Cementación forzada a través de la cabeza del revestimiento (“Bradenhead squeeze”)
En la técnica de cementación forzada a través de la cabeza del revestimiento,
también como “cementación forzada pobre”, no se utiliza una herramienta de
aislamiento del fondo de pozo Esto significa que toda la tubería de revestimiento
y el cabezal de pozo están expuestos a la presión de inyección final. No se
recomienda el uso de esta técnica en tuberías de revestimiento viejas.
Cuando hay perforaciones abiertas por debajo de la zona, a veces es necesario
introducir un tapón mecánico (Figura 5-8) para aislarlas de la zona de
tratamiento. La técnica de la cabeza del revestimiento se aplica a profundidades
pequeñas y con aberturas largas en la tubería de revestimientoconocida.

13. Un procedimiento
normal de trabajo
incluye los
siguientes pasos:
PASO 01 Corra en el
agujero, hasta el fondo de
la zona, la tubería o tubería
de perforación sin nada en
el extremo inferior.
PASO 02 Cierre las
compuertas del preventor
de reventones (BOP).
PASO 03 Lleve a cabo la
prueba de inyección.
PASO 04 Abra las
compuertas del BOP.
PASO 05 Bombee agua en
primer lugar y luego la
lechada de cementación y
agua.
PASO 06 Levante la tubería
por encima de la lechada
para equilibrar el tapón.
PASO 07 Cierre las
compuertas del BOP.
PASO 08 Inyecte la lechada
en la zona.
PASO 09 Aplique la presión
de cementación forzada.
PASO 10 Abra las
compuertas del BOP.
PASO 11 Reverse el exceso
de lechada.
PASO 12 Espere a que el
cemente fragüe.

14. Herramientas de cementación forzada.
Esta técnica implica el uso de herramientas de
fondo de pozo recuperables o perforables.
Estas herramientas se utilizan para aislar la
parte superior del revestimiento y el cabezal
de pozo de cemento y de la presión de
cementación, así como para mejorar el
control y la inyección de fluido durante los
trabajos de cementación forzada.
Los empacadores recuperables (Figura 5-9)
pueden asentarse y luego recuperarse para su
reutilización. Se pueden utilizar para muchas
operaciones, como las pruebas selectivas y la
cementación de múltiples zonas.

15. Herramientas de
cementación forzada.
Entre las herramientas recuperables se
pueden citar como ejemplo el empacador
DLT, el empacador PosiTrieve*, el
empacador Hurricane*, la herramienta de
cementación forzada corta, y el tapón
mecánico recuperable.
Estas herramientas pueden recuperarse
una vez terminado el proceso, repararse y
volverse a utilizar en otros trabajos.

16. Empacadores recuperables (DLT y PosiTrieve).
Se trata de un tipo de empacadores que se corren y
recuperan con una sarta de tubería o de
producción, a diferencia de los empacadores
permanentes, que se fijan en la tubería de
revestimiento o liner antes de insertar la sarta de
producción.
Empacadores perforables.
El retenedor de cemento Baker modelo K-1 (Figura
5-10) y el tapón mecánico son ejemplos de
herramientas de fondo perforables. Estas
herramientas sólo se pueden correr una vez y luego
molerlos después que el cemento fragüe.
Normalmente, se corren mediante una tubería, una
tubería de perforación o un cable.
Tapones mecánicos.
Los tapones mecánicos se utilizan
fundamentalmente para aislar la tubería de
revestimiento situada por dejado de la zona que se
va a tratar. Una vez asentados, los tapones
mecánicos actúan como una barrera sólida que
protege contra el flujo y la presión procedentes
tanto de la parte inferior como superior. Los
tapones pueden ser recuperables o perforables, con
asentamiento mediante tubería o cable.
Tapones mecánicos recuperables.
Los tapones mecánicos recuperables se utilizan en
aplicaciones para múltiples zonas y pueden ser de
tipo copa o empacador. Los tapones mecánicos de
tipo copa (Figura 5-11) por lo general se utilizan en
aplicaciones en zonas con poca profundidad y una
presión moderada. Son más simples y más
económicos que los modelos de tipo empacador.

17. Cementación forzada
con empacador con
tubo de fondo
La cementación forzada con
empacador con tubo de fondo
(Figura 5-13) implica el uso de un
empacador recuperable (DLT o
PosiTrieve) para aislar la parte
superior de la tubería de
revestimiento y el cabezal de pozo
de la presión de cementación
forzada.
Este método se utiliza cuando
existen dudas sobre la integridad de
la tubería de revestimiento (en
pozos viejos) y cuando es necesario
colocar la lechada en un intervalo
largo, en una tubería de
revestimiento partida o en un liner
con perforaciones abiertas por
debajo de la zona de tratamiento.

18. A continuación se indica el
procedimiento típico a seguir en una
operación de cementación forzada
con empacador con tubo de fondo:

19. PASO 01 Aísle cualquier
perforación abierta por
debajo de la zona de
tratamiento.
PASO 02 Corra el
empacador recuperable
en el pozo. El extremo
del tubo debe llegar
hasta la parte inferior
de la zona.
PASO 03 Asiente el
empacador y lleve a
cabo la prueba de
inyección.
PASO 04 Libere el
empacador.
PASO 05 Coloque un
tapón de cemento
balanceado a través de
la zona.
PASO 06 Levante el
empacador hasta que el
extremo del tubo de
fondo quede situado
encima del tope del
tapón de cemento.
PASO 07 Asiente el
empacador.
PASO 08 Inyecte la lechada en la
zona hasta alcanzar la presión de
cementación forzada final; deje
1 bbl de lechada en la tubería de
revestimiento por encima de la
parte superior de la zona.
PASO 09 Libere el
empacador.
PASO 10 Reverse el
exceso de lechada.
PASO 11 Vuelva a
asentar el empacador y
vuelva a aplicar la
presión de cementación
forzada.
PASO 12 Espere a que
el cemente fragüe.

20. Cementación forzada con
empacador sin tubo de fondo
En la cementación forzada sin tubo de fondo,
también llamada cementación forzada suicida,
la lechada se bombea e inyecta de forma
continua en la zona.
Este método se utiliza principalmente para
llevar a cabo la cementación forzada de tramos
cortos y fugas en la tubería de revestimiento
debido a la posible comunicación entre las
zonas y los canales, no se recomienda su uso
para cementar canales detrás de la tubería de
revestimiento. En la cementación con un
empacador sin tubo de fondo, se recomienda
utilizar el bombeo continuo.
•PASO 01 Aísle cualquier
perforación abierta por
debajo de la zona de
tratamiento.
PASO 02 Corra el empacador
en el pozo hasta la
profundidad de asentamiento.
PASO 03 Asiente el
empacador.
PASO 04 Lleve a cabo la
prueba de inyección.
PASO 05 Abra el bypass del
empacador.
PASO 06 Bombee agua en
primer lugar y luego la
lechada de cementación y
agua.
PASO 07 Desplace la lechada
hasta que quede a 1 bbl del
extremo del final de la
tubería.
PASO 08 Cierre el bypass del
empacador.
PASO 09 Inyecte la lechada en
la zona, si es necesario
intermitentemente (si la
presión no aumenta), hasta
alcanzar la presión final de
cementación forzada.
PASO 10 Abra el bypass del
empacador.
PASO 11 Haga circulación
inversa para limpiar la tubería
y el empacador (=1,5 veces el
volumen de la tubería).
PASO 12 Vuelva a aplicar la
presión de cementación
forzada y espere a que el
cemento fragüe.

21. Cementación forzada con
retenedor de cemento
La cementación forzada con retenedor de
cemento es similar al método de cementación
forzada sin tubo de fondo. La diferencia estriba
en que, en lugar de utilizar un empacador
recuperable, se emplea una herramienta de
aislamiento perforable (el retenedor de
cemento).
Esta técnica se utiliza principalmente cuando es
difícil o poco seguro mantener la presión final
de cementación forzada y, en especial, en los
casos en los que se registran pérdidas de
circulación y cuando una presión diferencial
alta puede alterar la costra de lodo. También se
usa cuando se comunican distintas zonas.
•PASO 01 Aísle cualquier
perforación abierta por
debajo de la zona de
tratamiento.
•PASO 02 Corra el retenedor
de cemento en el pozo hasta
la profundidad de
asentamiento.
•PASO 03 Asiente el
retenedor de cemento.
•PASO 04 Introduzca el
aguijón en el retenedor y
lleve a cabo la prueba de
inyección.
•PASO 05 Extraiga el aguijón
del retenedor.
•PASO 06 Bombee agua en
primer lugar y luego la
lechada de cementación y
agua.
•PASO 07 Desplace la
lechada hasta que quede a
un 1 bbl del extremo del
aguijón.
•PASO 08 Introduzca el
aguijón en el retenedor.
•PASO 09 Inyecte la lechada
en la zona, si es necesario
intermitentemente (si la
presión no aumenta), hasta
alcanzar la presión final de
cementación forzada.
•PASO 10 Extraiga el aguijón
del retenedor.
•PASO 11 Haga circulación
inversa para limpiar la
tubería y el aguijón (=1,5
veces el volumen de la
tubería).
•PASO 12 Espere a que el
cemente fragüe.

22. Cementación forzada con
tubería flexible
La técnica de cementación forzada con tubería
flexible se utiliza para cementar zonas agotadas
o zonas de agua/gas en un pozo productivo sin
emplear un equipo de perforación o
herramientas recuperables.
Este sistema consiste en inyectar la lechada de
cementación en la zona mediante una tubería
flexible; luego, ésta se levanta hasta quedar por
encima de la parte superior del cemento y se
aplica la presión de cementación forzada. La
lechada que ha quedado en el agujero se
contamina y se reversa antes de esperar a que
el cemento fragüe.
•PASO 01 Corra la tubería
flexible en el pozo por
debajo de la zona de
tratamiento.
•PASO 02 Coloque una
píldora viscosa de gelatina
o lodo pesado debajo de la
zona.
•PASO 03 Coloque la
lechada de cementación
mientras se levanta
despacio la tubería flexible.
•PASO 04 Cierre las
compuertas y aplique la
presión de cementación
forzada.
•PASO 05 Libere la presión y
abra las compuertas.
•PASO 06 Para diluir la
lechada, haga circular un
contaminante (bórax o un
espaciador MUDPUSH**)
hasta el fondo de la zona.
•PASO 07 Con circulación
inversa extraiga toda la
lechada contaminada y la
píldora.
•PASO 08 Efectúe
circulación de la tubería y el
agujero hasta que estén
limpios.
•PASO 09 Espere a que el
cemente fragüe.

23. Herramientas y equipos de superficie en la
cementación forzada
Los equipos utilizados en superficie para la
cementación forzada varían en función del método
aplicado.
En general, se utilizan equipos de mezcla y bombeo de
cemento estándar (unidad de bombeo de cemento,
equipo de material a granel, un compresor de aire y
líneas de tratamiento).
Ya que las cantidades que se usan de lechada son
normalmente pequeñas, en la mayoría de los casos se
emplea un mezclador por baches.
Es preferible aplicar un mezclado por baches, para
conseguir una lechada homogénea con propiedades
consistentes. En algunas aplicaciones, también se
utilizan herramientas de aislamiento del fondo del
pozo.
En la superficie se utiliza un manifold de cementación
forzada (Figura 5-14) para controlar la dirección del
flujo durante el trabajo.

24. Tapones de Cementación
En algún momento de la vida de un pozo de petróleo, gas o
agua, puede llegar a ser necesario un tapón de
cementación. Un tapón es un volumen relativamente
pequeño de lechada de cementación que se coloca en el
agujero con diversos fines, entre ellos:
Desviar el agujero del pozo
por encima de un pescado o
realizar una perforación
direccional (tapón
desviador)
Taponar una zona o un pozo
agotados (abandono)
Resolver un problema de
pérdida de circulación
durante la fase de
perforación
Probar el anclaje

25. TIPOS DE TAPONES
En la operación de cementación se emplean diferentes tipos de tapones de
cemento, esto es en función del tipo de acción que se requiere en un determinado
pozo, los principales tipos de tapones empleados son:
Tapón de desvío. Tapón de abandono
Tapón para evitar
pérdidas de
circulación.
Tapón para pruebas
de formación.

26. Desviación y perforación
direccional
En los trabajos de perforación direccional
en formaciones blandas, puede resultar
difícil conseguir el ángulo y la dirección
correcta.
Una práctica muy común para conseguir la
dirección y el ángulo deseado es colocar un
tapón desviador en la zona.
Asimismo, durante los trabajos de
perforación, cuando se han perdido
herramientas, sartas de perforación u otras
piezas en el agujero, a veces la única
solución es desviar el agujero para rodear
esta pieza irrecuperable (Figura 6-1).

27. Taponamiento de una zona
agotada
A veces, es necesario aislar las zonas agotadas con
el fin de evitar una posible migración de fluido o
gas desde los tramos productivos.
Este aislamiento también puede ser necesario para
proteger una zona de baja presión en un agujero
abierto, antes de la terminación de un tramo
superior (Figura 6-2).

28. Pérdida de circulación
La colocación de una lechada bien formulada en la
zona ladrona puede detener las pérdidas de lodo
de perforación. Aunque la lechada de cementación
puede perderse a la zona ladrona, en todo caso
servirá para endurecer y consolidar esta formación
débil o ladrona.
También se puede inyectar un tapón de
cementación en la parte superior de una zona con
el fin de aislarla y evitar que se fracture por la
presión hidrostática que se genera durante la
cementación de una sarta de revestimiento
(taponamiento antes de una cementación
primaria).
A menudo, a los tapones de cementación se les
añade aditivos contra la pérdida de circulación
(por ejemplo, la tecnología de fibra avanzada
CemNET para controlar pérdidas), con el fin de
garantizar la eficacia del trabajo (Figura 6-3).

29. Abandono
La técnica más usual para
abandonar un pozo seco (Figura
6-4) es inyectar tapones de
cementación a diversa
profundidad, con el fin de evitar
la comunicación zonal o las
migraciones de fluidos o gas,
que podrían contaminar las
fuentes de agua dulce
subterráneas.
Las zonas o formaciones
agotadas se taponan cuando se
abandonan.

30. Anclaje para prueba
Cuando, debajo de una zona de prueba existe
una formación débil en un agujero abierto, y es
difícil o imposible asentar un anclaje lateral o un
tapón mecánico, se utiliza un tapón de
cementación, o anclaje para prueba (Figura 6-5),
para ofrecer el soporte necesario.

31. Técnicas de colocación de tapones
Hay dos técnicas principales para la colocación de tapones
de cementación:
Método del tapón equilibrado
• La técnica para la colocación de tapones más utilizada es el
método del tapón equilibrado. En primer lugar, se corre una
tubería o tubería de perforación en el pozo hasta la
profundidad donde se quiere colocar la parte inferior del
tapón. Antes y después de la lechada se bombea un
espaciador o lavador para evitar que el lodo contamine el
cemento. La lechada se suele mezclar por baches para lograr
una densidad uniforme y controlar la reología.
Método de la cuchara vertedora
• El método de la cuchara vertedora se utiliza normalmente
para colocar tapones a poca profundidad, pero también puede
emplearse para mayores profundidades, utilizando sistemas
retardados de cemento.

32. La cuchara vertedora
presenta las siguientes
ventajas:
• La profundidad del tapón de
cementación se puede
controlar fácilmente.
• El proceso es relativamente
barato.
La cuchara vertedora
presenta las siguientes
desventajas:
• Es difícil utilizar este método
para colocar tapones
profundos.
• La cantidad de cemento está
limitada a la capacidad de la
cuchara vertedora.

33. Procedimiento de colocación de tapones de cementación
PASO 01 Corra la tubería o tubería
de perforación en el pozo con un
sub de desviación hasta la
profundidad en la que debe estar
situada la parte inferior del tapón
de cementación.
PASO 02 Realice una prueba de
presión de las líneas de
tratamiento.
PASO 03 Bombee el espaciador o
lavador antes de inyectar la
lechada de cementación.
PASO 04 Mezcle y bombee la
lechada de cementación.
PASO 05 Bombee el espaciador o
lavador detrás de la lechada de
cementación. El volumen de estos
componentes debe calcularse
para equilibrar el tapón de
cementación.
PASO 06 Desplace la cantidad
calculada de fluido de
desplazamiento.
PASO 07 Por motivos de
seguridad, disminuya el volumen
de desplazamiento entre 1/2 bbl
y 1 bbl.
PASO 08 Abra las líneas de
retorno del tanque de
desplazamiento de la unidad y
deje que el tapón se equilibre por
sí solo, bien sea por flujo de
retorno o por vacío.
PASO 09 Suba la tubería de
perforación hasta superiores tope
del cemento. (Observe si se
produce algún reflujo al romperse
las uniones de la tubería de
perforación).
PASO 10 Efectúe circulación
inversa, si las condiciones lo
permiten, para limpiar el pozo.
Observe los retornos de
espaciador, lavador o cemento.
PASO 11 Saque la tubería del pozo
y espere a que el cemento fragüe.