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INSTITUTO DEL PETROLEO www.institutodelpetroleo.com

ESPECIALISTA EN OPERACIONES PETROLERAS MODULO - TERMINACION

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TERMINACIN I

TERMINACIN DE POZOS PETROLFEROS

Un pozo perforado representa el conducto o canal que permite lacomunicacin entre el reservorio y la superficie, por el cual se extrae lainformacin y los fluidos que se encuentran en el reservorio.

Los costos de realizacin del pozo constituyen el principal gasto para el

desarrollo de un reservorio. Influyen directamente sobre las caractersticas deproduccin, drenaje del reservorio y economa del yacimiento.

La terminacin es a fase ms importante en la vida de un pozo, porquecomprende todas las operaciones entre la perforacin y la puesta enproduccin.

Una terminacin idealminimiza el costo inicial de un pozo, incide sobrela rentabilidad del mismo a lo largo de su vida productiva. Por el contrario unaterminacin deficiente, ocasiona gastos innecesarios, abandono prematuro yreservas de hidrocarburos no recuperadas.

Para el diseo de un Programa de Terminacin, se debe tener en cuentalas condiciones ambientales, restricciones y los recursos.

MEDIO AMBIENTE

Ubicacin en superficie: Condiciones en las que se ha perforado el pozo.

En campo abierto. Prximo a zonas urbanizadas, o entro ella. En regiones aisladas por el ambiente (selvas). En zonas difciles por la topografa del terreno (entre o sobre los cerros). En zonas distantes y remotas (pozos de exploracin). En zonas ribereas (sobre tarifas). Sobre plataformas Off -Shore (mar adentro).

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Mtodo de Perforacin: Como se logr el objetivo propuesto.

Pozo Vertical. Pozo Desviado Pozo Dirigido Pozo Horizontal

Profundidad: A que profundidad se encontraron los espesores productivos

Pozos Petisos.

Pozos Someros. Pozos Profundos.

Presiones del Reservorio: Necesita tratamiento de arenas.

Reservorios de presiones altas (empuje de agua, empuje de gas). Reservorios de presiones bajas (gravitacionales). Presiones que soporta la caera (colapso, presin interior).

Configuracin del Reservorio: Espesores productivos

Espesores productivos. Una seccin extensa con varios espesores productivos. Varias secciones cortas, separada ente s, y con 1 o varios espesores

productivos en cada una. Espesores productivos indicados para explotrselos por Terminaciones

Mltiples

Mecanismo de empuje de/ reservorio:Cual es el elemento energizante.

Por empuje de agua Por casquete de gas. Por gas disuelto

Parmetros del reservorio: Caractersticas del fluido y de la roca

Porosidad (O), Permeabilidad (k), Saturacin (Sw) Problemas de control de arenas

Viscosidad de fluidos Relaciones GOR y WOR Composicin del gas (corrosivo, txico)

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RESTRICCIONES

Cemento primario: detalles relevados como resultado de la cementacinde la caera

Tope del anillo de cemento en el anular de la caera o altura Homogeneidad del anillo de cemento alrededor de la caera Adherencia cemento formacin y cemento - caera.

Dao de formacin: Invasin de fluidos extraos a la formacin

Control de la inyeccin durante la perforacin Control de slidos y filtrado de las diferentes lechadas en la

cementacin Control de las admisiones durante la Terminacin / Reparacin /

Intervencin. Control de emulsiones y slidos finos durante las estimulaciones

Efectos nocivos de las afluencias: Fluido que emana de la formacin

Canalizacin de agua Canalizacin de gas Slidos arrastrados por el fluido desde la formacin (control de arenas) Tratamientos de agua

RECURSOS

Caudales de produccin:expectativa de la vida productiva

ndice de productividad Potencial de produccin (Caudal Vs Tiempo) Cada de presin de reservorio.

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Tcnicas de produccin: sistemas de extraccin.

Nivel dinmico / esttico de fluido (surgencias o no) Sistemas de extraccin: Bombeo Mecnico. Electro sumergible. PCP,

Sistema Kobe Caudal optimo de extraccin

Proyeccin futura: previsiones por mermas de produccin

Incorporacin de nuevas reservas Tratamiento de reservas actuales : Estimulaciones Aislamiento de espesores alterados (acuatizados)

Mtodos de reparacin: como se prevee intervenir el pozo.

Con equipo RTP, con equipo Pulling, solo con Wire Line Pistoneo para inducir surgencias Cementacin adicional de la caera (auxiliares) Punzado de capas con / sin elevacin Cambios de diseo, de bomba, de instalacin, de mtodo de extraccin Mecanismos adicionales de control de arenas

Opciones futuras: destino previsto segn resultados obtenidos.

Pozo sumidero Recuperacin secundaria. Inyector productor Inyeccin de agua a vapor Inyeccin de aire para combustin in situ Elementos adicionales de seguridad dentro del pozo (segn proyeccin)

Una ptima Terminacin involucra: medio ambiente - recursos yrestricciones, al decidir:

Espesores a desarrollar Mtodo de Terminacin Cantidad de Terminaciones Dimensiones del Casing y el Tubing

Configuraciones Casing - Tubing

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Mientras va avanzando la construccin de un pozo se obtiene una amplia gamade datos informacin sobre las capas perforadas, a travs de anlisis de los

recortes del trpano que llegan a superficie, informacin que se completaantes de entubar el pozo, con el perfilaje a pozo abierto" (sin entubar) y laobtencin de testigos laterales de las paredes del pozo.

El objeto de reunir toda esta informacin en los pozos de desarrollo espermitir, con el mayor grado de exactitud posible, elaborar un diagnsticosobre la cantidad de capas que contienen petrleo y /o gas producible; decidirla entubacin del pozo y, posteriormente, seleccionar las capas de interseconmico que han de quedar en produccin.

Pero cuando el equipo de perforacin cumple programa estipulado ytermina sus trabajos, el pozo est construido hasta la profundidad deseada y lacaera de entubacin colocada y cementada, lo que significa que todas lascapas, dentro de la zona de inters productivo han quedado selladas y aisladasentre s, por lo que los fluidos estn imposibilitados de ingresar al interior delpozo.

Por lo tanto, para poner el pozo en produccin ser necesario realizarotra serie de operaciones, agrupadas bajo el nombre genrico de "terminacinde pozo", con el objeto de realizar mediciones para completar la informacinnecesaria en la seleccin de las capas a poner en produccin ("perfilaje a pozoentubado').

Conectar las mismas con el interior del pozo ("punzamiento'), ensayar losfluidos producidos por cada una de ellas ("pistoneo'), para evaluarlos y conocerlos caudales con que producen dichas capas y bajar al pozo la instalacin desubsuperficie ("bajar instalacin final') que corresponda al sistema deproduccin seleccionado.

Verdaderamente, el proceso de terminacin propiamente dichocomienza durante la perforacin, cuando el trpano atraviesa la primer capade inters, porque, desde ese momento, es necesario crear las condiciones detrabajo para preservar y no daar las posibles capas productoras ("evitar eldao a la formacin').

Los especialistas prepararn el "programa de terminacin" en base a lainformacin (testigos laterales, registros elctricos de perfiles a pozo abierto y

correlaciones con los pozos vecinos), recogida durante la perforacin de estepozo y de otros del mismo rea.

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Tal programa indicar la secuencia y el tipo de operaciones a ejecutar, las

que, en trminos generales, sern:

Montaje del equipo e instalacin de vlvulas y sistemas de seguridad.

Llenado del pozo, pruebas de hermeticidad y de los sistemas de cierre poremergencias

Ejecucin de registros elctricosEjecucin de los punzamientos

Utilizacin de herramientas especiales si corresponde

Evaluacin de capas (surgencias y pistoneos) y anlisis de los fluidos

Sellado de capas no deseables.

Instalacin de los componentes de produccin de subsuperficie

EQUIPOS

El equipo de perforacin no est preparado ni su personal adaptado a lostrabajos que se realizan durante la terminacin de un pozo, adems de ser unamquina que estara muy sobredimensionada para esos trabajos, en sucapacidad y equipos secundarios de que dispone, por lo que sera de un costoexcedente muy importante.

Por lo tanto los trabajos de terminacin se realizan con otro equipo, unamquina similar pero mas pequea que, mediante una serie de trabajos yevaluaciones, permitir dejar abiertas a la explotacin las capas que tenganinters econmico.

Un equipo de los utilizados en la terminacin de los pozos es similar, ensu aspecto, a los utilizados para las operaciones de pulling de pozos profundos,pero con mayor capacidad de "tiro" en el gancho, mayor potencia en los

motores y en el cuadro de maniobras y equipados con elementos para elcontrol y ensayo de los pozos, como son por ejemplo, las bombas decirculacin, las piletas de ensayo y el cable de pistoneo.

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Tambin estn mejor provistos de sistemas de seguridad y BOP paracontroles de surgencias.

Adems del equipo propiamente dicho, generalmente autotrasportable,con la torre y los tambores de arrollamiento de cables, cuentan con una o dosborribas, una o dos piletas para circular fluidos, un cuadro de maniobras, lasubestructura donde trabajan los operarios en las maniobras de boca de pozo,tanques para combustibles y agua, generador elctrico (usina) y trailers parael personal.

El transporte se efecta trasladando todo el equipamiento en camionesgrandes y ensamblando las partes en el pozo durante el montaje, en tiemposque pueden variar, en funcin del tamao del equipo y la distancia detransporte, de 8 a 12 hs.

Es una tarea idntica a la que se practica con el equipo de perforacinaunque se mueven menos cargas y las que se mueven son de menor tamao,por lo tanto el tonelaje transportado es mucho menor.

El objetivo final de la terminacin es poner en produccin las capasseleccionadas, para lo cual habr que realizar las operaciones mencionadasanteriormente.

Como se ver, muchas de ellas se realizan con herramientas que sebajan al pozo suspendidas de un cable, pero en otras, se procede a bajar ysacar del pozo accesorios y herramientas conectadas a una columna de caos,compuesta por tubos (generalmente de unos 7 cm de dimetro y 9 metros delargo) de acero especial muy resistente, denominado "tubing".

Estos caos, utilizados para estas maniobras, podrn luego constituir lainstalacin final de produccin del pozo. Los mismos se bajan conectndolosentre si uno a uno y cuando es necesario sacarlos se los saca en "tiros dobles",de a dos, siendo colocados "parados" al costado de la subestructura y tomadosen el extremos superior, en un peine colocado en el piso de enganche. Estasituacin es similar a la forma de manipular la columna perforadora durantelas maniobras de bajada y sacada de herramienta.

Tambin existen en el mercado y son de uso corriente, tubos de acero de

mayor resistencia que los tubing, preparados especialmente para las maniobrasde terminacin o reparacin de pozos, de manera de ser utilizadas cuando lasoperaciones son de mayor severidad o exigencia (por ejemplo trabajar con muy

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altas presiones, o rotar con trpano) a fin de preservar los tubing y bajarlos alpozo solamente al final, para poner en produccin el pozo.

SISTEMAS DE SEGURIDAD

Considerando que las capas pueden tener suficiente presin corno para surgren forma natural y movilizar con fuerza los fluidos contenidos hacia lasuperficie, es de esperar que en tales casos ' salga gas y/o petrleo, generandoalto riesgo (le incendio.

Para que no se produzca el descontrol del pozo y poder mantener losfluidos surgentes dentro de un sistema de caeras y vlvulas de venteo, seinstala sobre el casing, en la boca del pozo, un conjunto de vlvulas hidrulicas("BOP") que permitirn en cualquier momento cerrar el pozo, an teniendocaeras en su interior. Se accionan con una bomba hidrulica impulsada porlos motores del equipo, o bien, si fuera necesario detener el funcionamientode los motores, se pueden cerrar mecnicamente, es decir a "rnano".

Una de las formas de prevenir estas surgencias no deseadas, esmanteniendo el pozo siempre lleno de lquidos que se usan para el trabajo determinacin. La presin que ejercern estos lquidos sobre las capas se llama"presin hidrosttica" y, en condiciones normales, es superior a la presin delas capas por lo que no se producir la, surgencia.

El riesgo de incendio es alto y est presente continuamente en estasoperaciones, por lo que los controles y accionamiento de los sistemas deseguridad se colocan lejos de la boca del pozo, de manera que frente a unaemergencia, el personal pueda inmediatamente retirarse de la zona mspeligrosa.

Pero durante las operaciones de bajada o sacada de la columna decaos, hay una persona (el enganchador) trabajando en el "piso de enganche",una plataforma ubicada a 22 metros de altura aproximadamente, sujeta a latorre del equipo justamente sobre la vertical de la boca del pozo.

Para que esta persona pueda, escapar rpidamente y ponerse a salvo seutiliza lo que se llama "pirosalvo", sistema que le permite deslizarse, por uncable con una rueda a velocidad controlada, desde el piso de enganche hasta

el terreno en una zona alejada del pozo, pudiendo llegar a la superficierpidamente y sin problemas.

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Una vez montadas las vlvulas de seguridad, se termina de llenar el pozocon el fluido que se utilizar en las operaciones de terminacin, que podr seragua tratada, hidrocarburos lquidos u otro lquido especial; se cierran las

vlvulas y se somete todo el conjunto a la presin mxima a la que se pudierasometer con las bombas del equipo.

Se observa por un cierto tiempo, verificando que no existan prdidas deninguna naturaleza. Luego de descargada la presin se estar en condicionesde iniciar las operaciones dentro del pozo.

Esta prueba de hermeticidad previa a las operaciones, se realizarigurosamente en toda oportunidad que se monta un equipo, ya sea para

operaciones de terminacin como para algunas otras en las que sea necesarioun equipo de esta naturaleza

VER FIGURA EN HOJA SIGUIENTE

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PARTE I:

CEMENTACIN

La cementacin de unpozo petrolfero es elprocedimiento queconsiste en mezclaruna lechada decemento con agua,por medio de equiposespeciales demezclado, ybombearla a travsdel casing haciapuntos crticos delanillo formado entreel pozo y la caera, otambin a pozoabierto en unaseccinpreestablecida.

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OBJETIVOS DE UNA CEMENTACIN:

Los objetivos principales del proceso de cementacin son:

1.Adherencia y soporte de la caera.2.Restringir el movimiento de fluidos a travs de las formaciones.3.Por medio de un frage rpido del cemento, prevenir posibles reventones

del pozo.4.Proteger el casing de esfuerzos y choques cuando se reperfora paraprofundizar.

5.Proteger el casing de la corrosin.6.Aislar las zonas con prdidas de circulacin o zonas ladronas.

TIPOS DE CEMENTO:

Existen muchos tipos de cementos, en todos ellos el componenteprincipal es el klinker portland, el cual est compuesto principalmente porCaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, y por cantidades menores de MgO, Na2O, K2O, SO3,TiO2.

El API ha establecido las siguientes clases de cementos para pozospetrolferos:

Cemento

COMPONENTES (%)

Clase

Silicato

triclcico

Silicato

diclcico

Aluminato

triclcico

Ferroaluminato

triclcico

A 53 24 > 8 8

B 47 32 < 5 12

C 58 16 8 8

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D 26 54 2 12

E 50 30 5 12

G 50 30 5 12

Tipo A: de 0 a 1.830 m. No tiene mayores requerimientos.

Tipo B:de 0 a 1.830 m. Para moderada resistencia a los sulfonatos.

Tipo C: de 0 a 1.830 m. Alta resistencia a la compresin y moderadaresistencia a los sulfonatos.

Tipo D: 1.830 a 3.050 m. Apto para presiones y temperaturasmoderadamente altas. Soportan los sulfonatos correctamente.

Tipo E:3.050 a 4.270 m. Alta presin y temperatura y alta resistencia alos sulfonatos

Tipo G: Es apropiado para ser usado desde superficie hasta 2.400 m talcual se elabora. Se puede adicionar aceleradores o retardadores defrage para cubrir un alto rango de presiones y temperaturas. Tienenresistencia a los sulfonatos.

PROPIEDADES REQUERIDAS DE UNA LECHADA DE CEMENTO.

La capacidad actual de las compaas de Servicios para disear unalechada de cemento adecuada es el resultado de haber estandarizado losequipos de laboratorio y procedimientos de ensayos, adems de contar conlaboratorios y especialistas para realizar los ensayos simulando las condicionesde fondo de pozo.

1.

Influencia de la presin y la temperatura del pozo.

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La presin y la temperatura afectan el tiempo de bombeabilidad y laresistencia a la compresin de las lechadas de cemento. La temperatura tienemayor influencia: a medida que sta aumenta, la lechada de cemento se

deshidrata y fragua ms rpidamente, ocasionando que el tiempo debombeabilidad disminuya.

Los gradientes de temperatura varan segn las reas geogrficas. Elpromedio de gradientes geotrmicos es de 0,8 a 2,2 F por cada 100 pies deprofundidad. Las estimaciones de presiones estticas de fondo de pozo se

obtienen a partir de estudios realizados por medio de perfiles y del D.S.T.(ensayo de formaciones a pozo abierto).

Las temperaturas de circulacin de fondo de pozo se obtienen pormedio de sustitutos registradores de temperatura que se agregan a la sarta deperforacin y que se bajan al pozo antes de bajar la caera. A partir de estosdatos, se puede establecer el tiempo de bombeabilidad de una lechada decemento.

2.

Tiempo de bombeabilidad.

El tiempo mnimo de bombeabilidad es el tiempo requerido para mezclary bombear la lechada dentro del pozo y hacia el anillo entre la caera y elpozo.

El equipo de laboratorio para determinar el tiempo de bombeabilidad decualquier lechada de cemento bajo condiciones de laboratorio estespecificado por los procedimientos de ensayo recomendados por el API.

Los ensayos de tiempo de bombeabilidad simulando las condiciones delpozo se establecen para temperaturas de hasta 500 F (260 C) y presiones queexceden las 25.000 psi (1.760 kg/cm2).

Mientras se aplica calor y presin a la lechada de cemento colocada en

el consistmetro, continuamente se lee y registra en un grfico la consistenciade la misma. El lmite de la bombeabilidad ha sido establecido cuando lalechada adquiere 100 uc (unidades de consistencia).

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Las recomendaciones especficas del tiempo de bombeabilidad dependendel tipo de trabajo, condiciones del pozo y del volumen de cemento que se

desea bombear. Cuando la profundidad a cementar sea de 6.000 a 8.000 pies(1.830 a 2.450 m), el tiempo de bombeabilidad comnmente previsto en eldiseo de la lechada es de 3 a 3,5 hs. Este perodo nos permite un factor deseguridad adecuado ya que algunas cementaciones de gran volumen requierenms de 90 minutos para ubicar la lechada.

Para colocar un tapn de cemento, el tiempo de bombeabilidad nodeber exceder una hora, debido a que la mayora de los trabajos se terminanen menos de ese tiempo.

Los cortes o interrupciones del bombeo en las cementaciones a presincon hesitacin reducen significativamente el tiempo de bombeabilidad de unalechada.

3.

Viscosidad y contenido de agua de las lechadas de cemento.

En las cementaciones primarias, las lechadas de cemento deben poseeruna viscosidad o consistencia que ofrezcan un desplazamiento eficiente dellodo, y permitan una buen adherencia del cemento con la formacin y lacaera.

Para alcanzar estos objetivos, las lechadas son mezcladas con unacantidad de agua que proveer un volumen de cemento fraguado igual al

volumen de lechada sin separacin de agua libre.

Debemos tener en cuenta que el agua libre no se va hacia arriba, sinoque queda formando bolsones.

Si bien el exceso de agua permite mejor bombeabilidad, el agua libredespus del frage nos producir poca resistencia al esfuerzo y a la corrosin.El agregado de bentonita u otros materiales similares permite absorber el

exceso de agua.

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4.

Resistencia del cemento para soportar la caera.

El cemento requiere una determinada resistencia a la compresin para

soportar una sarta de casing.

Las investigaciones han demostrado que una capa de cemento en unanillo de 10 pies, teniendo solamente 8 psi de resistencia a la traccin, puedesoportar ms de 200 pies de casing, an bajo pobres condiciones deadhesividad del cemento. Debe recordarse que la resistencia del cemento a lacompresin es mucho mayor que a la traccin (como regla general, 8 a 10veces mayor).

Es generalmente aceptado que una resistencia a la compresin de 500psi es adecuada para la mayora de las operaciones.

Al decidir cunto tiempo deber esperarse para que el cemento frage,es decir el tiempo WOC, es importante conocer la resistencia del cemento paraese tiempo antes de que la reperforacin pueda continuar, ya que el fraguadodel cemento no es instantneo, sino que la resistencia se va desarrollando enforma gradual.

Existen tablas confeccionadas en base a experiencias de laboratorio que nosdan esa resistencia en funcin del tipo de cemento y de la temperatura decurado.

La densificacin incrementa la resistencia y el calor de hidratacin delcemento. El exceso de agua, por el contrario, dan por resultado cementosdbiles.

5.

Agua de mezclado.

Idealmente, el agua para mezclar con el cemento debe ser limpia y librede productos qumicos solubles.

Empero, esto no siempre es posible, por lo que en esos casos debeconocerse la concentracin de minerales que el agua tiene, ya que la mayorade las sales habitualmente presentes en las agua actan como aceleradores defrage.

Cloruros, sulfatos, hidrxidos, carbonatos y bicarbonatos aceleran elfrage del cemento, dependiendo de la concentracin en que estn presentes.

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Cuando el agua posee un contenido de slidos menor a 500 ppm essatisfactoria para profundidades menores a 5.000 pies (1.524 m). Paraprofundidades mayores, estas concentraciones combinadas con la temperatura

causarn un frage prematuro de la lechada de cemento, corriendo el peligrode que dicho frage ocurra en el interior de la caera.

6.

Efectos del fluido de perforacin y de los aditivos del fluido deperforacin sobre el cemento

Un problema significativo en la cementacin del pozo es la remocinefectiva del lodo de perforacin durante el desplazamiento de la lechada.

La contaminacin y dilucin por el lodo puede daar los sistemas decementacin, como as tambin los aditivos del lodo y del revoque. Los msimportantes son:

ADITIVOS PROPOSITOSEFECTO SOBRE EL

CEMENTO

BARITINA DENSIFICAR EL LODOINCREMENTA LA

DENSIDAD

SODA CAUSTICA AJUSTAR EL PH ACELERA

COMPUESTO DE CALCIOFORMAR REVOQUE Y

AJUSTAR PHACELERA

HIDROCARBUROS CONTROLER PERDIDADE FILTRADO

DISMINUYE LADENSIDAD

CELULOSA, GOMA SELLAR LAS PERDIDAS RETARDA

LIGNOSULFONATO,TANINO

DESPERSANTES.EMULSIONANTES

RETARDA

BACTERICIDASPROTEGER ADITIVOS

ORGANICOS RETARDA

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La mejor forma de combatir las contaminaciones del lodo y los efectos

de los aditivos es la utilizacin de tapones de goma en la caera y entre losfluidos y preflujos lavadores.

7.

Densidad de la lechada

La densidad de la lechada en todos los trabajos de cementacin, exceptoen las cementaciones a presin, debe ser lo suficientemente elevada paracontrolar el pozo. Existen varias formas de controlar la densidad.

Para bajas densidades 10,8 a 15,6 lbs/gal (1.295 a 1.870 g/l) se utilizanmateriales que requieren mucho volumen de agua (tierras diatomeas,bentonita).

Para densidades elevadas, 15,6 a 22 lbs/gal (1.870 a 2.600 g/l) seutilizan dispersantes y aditivos densificantes, tales como baritina, hematita,etc.

En las operaciones de campo, la densidad se controla con una balanza delodo estndar. Tambin existen balanzas presurizadas, que miden la densidada 30 psi.

Tambin existe densmetro nuclear que tiene una fuente radioactiva yest conectado a la descarga de la bomba trplex. La medicin es instantnea ycontinua a travs de un visor digital.

8. Calor de hidratacin.

Cuando se mezcla cemento con agua, ocurre una reaccin exotrmica.Mientras mayor es la masa de cemento, mayor ser la cantidad de calor.

El calor de hidratacin se ve influenciado por la fineza y por lacomposicin qumica del cemento, por los aditivos, y por el medio ambiente en

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el fondo del pozo. A mayor temperatura de formacin, mayor ser la velocidadde reaccin y mayor la evolucin del calor.

9.

Control de filtracin.

El control de filtracin de las lechadas de cemento es muy importante encementaciones de pozos profundos, liners y cementaciones a presin. Laprdida de filtrado a travs de un medio permeable puede causar un aumentode la viscosidad de la lechada y una rpida deposicin de revoque del filtrado,restringiendo el flujo.

Los factores que influyen en la prdida por filtrado de las lechadas son el

tiempo, la presin, la temperatura y la permeabilidad. El API ha especificadoun ensayo para medir la filtracin, muy similar al utilizado para los lodos deperforacin. Un valor aceptable de filtrado es 25 cc en media hora, a 1.000 psien una malla 325.

10.

Resistencia al ataque de las salmueras del pozo.

Las salmueras de las formaciones que contienen sulfato de sodio, sulfatode magnesio y cloruro de magnesio, son consideradas entre los agentes masdestructivos para los cementos en el fondo del pozo.

Los sulfatos generalmente son considerados como los productos qumicosms corrosivos con respecto al cemento fraguado en el fondo del pozo. Ellosreaccionan con los cristales de calizas y de aluminato triclcico.

Estos cristales requieren un mayor volumen que el provisto por elespacio poral en el cemento fraguado, y dan por resultado una excesivaexpansin y deterioro del cemento.

ADITIVOS PARA CEMENTOS.

Los pozos petrolferos y gasferos cubren variados rangos deprofundidades con distintas presiones y temperaturas. Existen numerososaditivos que se pueden agregar al cemento para obtener diferentes

propiedades de las mezclas y poder adaptarlas a cualquier condicin de pozo.

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Se clasifican en:

a)Aceleradores: reducen el tiempo de espesamiento y el tiempo WOC,incrementan el rpido desarrollo de la resistencia a la compresin. Son muyutilizados en pozos poco profundos, caeras de superficie y tapones decemento en pozos abiertos. El compuesto base ms utilizado es el cloruro decalcio, generalmente se lo utiliza en rangos de 2 al 4 % en peso de cemento.Otros compuestos son cloruro de sodio (3 al 10 % mezclado con agua),silicato de sodio (1 a 7,5 %), formas semihidratadas de yeso (20 a 100 %).

b)

Retardadores:prolongan el tiempo de espesamiento, retardan el frage. Selos utiliza en pozos profundos, altas temperaturas, liners, etc. Loscompuestos ms usados son lignosulfonato de sodio, lignosulfonato decalcio, mezclas de lignosulfonatos con brax, agua saturada en sal de 7 a 8kg por cada bolsa de cemento de 50 kg. CMHEC (carbometil hidroxietilcelulosa) 0,1 a 1,5 %.

c)Reductores de densidad: existen tres mtodos para reducir la densidad:

1) Modificando la relacin agua/cemento;2) agregando materiales de bajo peso especfico;3) combinando los dos mtodos anteriores.

d) Aditivos para bajar la densidad:

Bentonitase usa entre un 2 y un 10 % del peso del cemento Hidrocarburos naturales, carbn, rafaelita, perlita expandida,

espumas Dentro de los gases el que ms se usa es el N2.

e)Aditivos para aumentar densidad: aumentan la densidad, controlan altaspresiones porales, mejoran el desplazamiento del lodo. Los aditivos msusados son: arena (5 a 25 % en peso de cemento), baritina (50 a 108 % en

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peso de cemento), sal (5 a 16 % en peso de cemento), hematita, ilmenita,xidos metlicos.

f)Reductores de filtrado: protegen del dao a las formaciones; previenen ladeshidratacin del cemento; mejoran las cementaciones forzadas. Se usanpolmeros sintticos entre o,5 y 1,5 % en peso de cemento ( PVA o polivinil-alcohol, PEI o polietilen-amina, ABFLA o base acrilamida). Tambin es usadala bentonita, el ltex y los derivados celulsicos (HEC o hidroxietil-celulosa,CMHEC o carbometil-hidroxietil-celulosa).

g)Aditivos reductores de viscosidad: se usan dispersantes. Ellos permiten quela lechada entre en flujo turbulento con un caudal relativamente bajo, ya

que los dispersantes bajan el punto de fluencia. Se usan polmeros decadena larga (0,15 a 0,25 kg/bolsa de cemento), lignosulfonato de Ca (0,15a 0,25 kg/bolsa de cemento), ClNa (0,5 a 8 kg/bolsa de cemento).

h)Aditivos para control de prdidas de circulacin: son los mismos que seutilizan para la inyeccin: gilsonita, perlita, cscara de nuez, carbn (engranos), celofn, nylon, mica (en lminas).

i) Inhibidores de espuma: la adicin de sulfonatos hace que se forme espumay esto es contraproducente. Se usa ClNa (1 a 16 %), carbonato sdico,estearato de aluminio.

LECHADAS REMOVEDORAS O PREFLUJOS.

Para obtener una buena adherencia del cemento tanto al casing como ala formacin, es necesario desplazar totalmente la inyeccin del espacioanular e incluso si es posible sacar el revoque.

Para ello se usan distintas tcnicas:

a)Con agentes qumicos: la inyeccin gelifica al aquietarse, entonces seagregan aditivos que rompan la gelificacin. Dentro de las soluciones queadelgazan (es decir que disminuyen la viscosidad) la inyeccin tenemos:

1. Agua con pirofosfato cido de sodio;

2. Agua con surfactantes

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3. Algunas soluciones cidas. En estos casos se combina el efecto qumicocon la presencia del agua que permite bombear en flujo turbulento.

El primer caso tiene la particularidad de que su acidez es neutralizadapor la alcalinidad del lodo, por lo que puede quedar en el pozo sin peligro decorrosin. Por lo tanto es usado cuando no se cementa hasta la cabeza delpozo.

b)

Barredores: contienen abrasivos que limpian el pozo por friccin. Esto selogra mediante el agregado de slidos. Los que ms se usan son arena con unpoquito de cemento (muy diluido). Estas lechadas entran en flujo turbulentocon un caudal de 1 a 2 barriles/minuto.

c)Fluidos de alta viscosidad: eliminan la inyeccin por el principio de unbarrido viscoso. Cada empresa le da su nombre. No es una solucin cida, esa base agua. Con este tipo de preflujo no es necesario bombear a rgimenturbulento. Las viscosidades alcanzan el orden de los 180 cp a 80 F. Sesuelen agregar algunos aditivos que contribuyen al mojado de la caera yobtener as una mejor adherencia. Otros aditivos son flojulantes, tienenbaja friccin y baja prdida por filtrado. La densidad puede ajustarse enamplio rango, se adapta a cualquier sistema. Lo ideal es que no existadiferencia entre la densidad de la lechada y la del preflujo.

CEMENTACIN ORIGINAL.

Si se debe hacer una cementacin original de por ejemplo 1.400 metrosdesde el fondo del pozo al tope de anillo y hay muchas capas de inters, nodebemos olvidar que la densidad de la lechada oscila alrededor de 1,8 kg/l,por lo que si la columna de cemento es grande es muy factible que algunascapas admitan mucho antes de que se termine de cementar.

En estos casos tambin hay dos maneras de proceder: una es hacerla cementacin original ms abajo del tope de anillo y luego hacer unacementacin auxiliar con el mtodo de punzar y cementar circulando.

El otro sistema es hacer la cementacin original en dos etapas. Para ellose baja en la caera un dispositivo que, luego de haber cementado la primera

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etapa, produce la apertura de unos orificios en el casing por donde ingresa elcemento para la segunda etapa.

Es decir, es igual al caso anterior, slo que este dispositivo evita tenerque punzar. El mismo va intercalado en el casing (enroscado como si fuera untramo de casing), tiene unos orificios que originalmente estn sellados por unacamisa en su interior, la cual est sujeta mediante pines de corte.

El dispositivo se coloca inmediatamente arriba del tope de anillo de laprimera etapa. Para correr la camisa y abrir as los orificios se larga un torpedodesde la superficie que corta los pines, corre la camisa y luego sella con elcono, por lo que no es necesario colocar tapn. Posteriormente el torpedo es

rotado con una fresa.

Al cementar en etapas, tengo la ventaja adicional de una menor presinde circulacin.

Una de las desventajas de este mtodo es que en la segunda etapa no esposible reciprocar la caera.

El reciprocado consiste en darle a la caera movimientos alternativosverticales (hacia arriba y hacia abajo) mientras se circula la lechada lavadora ydurante la cementacin primaria para que el cemento llene bien el espacioanular y logre mayor adherencia.

Otra desventaja radica en el mayor tiempo de equipo que se emplea, yconsecuentemente mayor costo.

Estos dispositivos de segunda etapa tambin pueden ser utilizados para

realizar cementaciones selectivas en cualquier lugar del pozo, de la mismamanera que se hace con los punzados.

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CEMENTACIONES A PRESIN.

Las cementaciones a presin se pueden realizar a pozo abierto oentubado. A pozo abierto se usan para sellar una formacin problema(formacin no consolidada, zona de alta presin, etc.)

La cementacin a presin generalmente se realiza a pozo entubado, porejemplo para sellar capas que no han sido alcanzadas por la cementacinprimaria, para sellar capas acuferas o de gas.

Puede quedar una capa arriba del tope de anillo, ello puede ocurrir poraccidente (por ejemplo alguna capa admiti cemento y el tope de anillo quedmucho ms abajo de lo planificado) o ex-profeso (por ejemplo si esa capa estarriba y muy distanciada de las otras).

Tambin puede ocurrir que una capa cementada y punzada produzcaagua en porcentajes mayores a los econmicamente viables, entonces se lacementa.

Muchas veces se cementa las capas gasferas cuando por el caudal de gasy la ubicacin del pozo no es econmicamente conveniente su extraccin. Enese caso existen dos opciones: ventear el gas o cementar la capa.

En muchos casos el gas se puede utilizar para accionar motores aexplosin o para producir petrleo mediante gas-lift.

Antes de cementar una capa se hace una prueba de admisin, la cualconsiste en medir la presin y el caudal de admisin.

Para las cementaciones a presin no se utiliza lechada lavadora, ya quesolamente se inyecta cemento en una capa. Los volmenes de cementoinvolucrados en este tipo de operaciones son pequeos.

Si queda un excedente de cemento una vez que la capa deja de admitir,

se debe librar el packer y circular por inversa para desplazar el cementosobrante. Ver

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Si la cementacin sali bien se procede de la misma manera paraasegurarse de que no haya quedado cemento en la caera: se libra el packer,se levanta la herramienta y se circula por inversa.

El tapn puede ser no recuperable o recuperable. En el primer caso unavez terminada la operacin al tapn se lo rota.

En el segundo caso despus de fijar el tapn y hacer la prueba deadmisin, se le hecha arena encima del tapn formando un colchn que impideque el cemento tape el pin de pesca del tapn recuperable.

Resumiendo, el procedimiento para cementacin selectiva con tapnrecuperable es:

1.Fijar tapn recuperable.2.Prueba hermeticidad tapn.3.Fijar packer.4.Prueba de admisin capa a cementar.5.Decantar arena sobre el tapn.6.Cementar.

A partir de all existen dos opciones:

7a. Esperar que frage, luego rotar cemento y arena ypescar tapn.7b. Sin esperar que frage, con poco giro y mucho caudal defluido lavador se baja el packer que tiene incorporado en suparte inferior el pescador, se lava el cemento y el arena y sepesca el tapn.

Con el segundo procedimiento se ahorra tiempo pero se corre el riesgoque parte del cemento de los punzados sea lavado junto al que est en elinterior de la caera.

Para evitar esto se dan golpes de presin cada vez ms altas paraasegurar que el cemento entre en la capa y no vuelva. Esta operacin sedenomina hesitacin y produce adems la deshidratacin del cemento con locual aumenta la viscosidad y disminuye el tiempo de frage.

En cuanto a la operacin de cementacin, es decir el paso 6, tambinexisten dos maneras posibles de hacerlo: con alta presin y con baja presin.

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La cementacin a alta presin implica bombear un volumengeneralmente importante de cemento a una presin tal que produzca lafractura de la formacin y forzar al cemento a que ingrese en la misma.

La cementacin a baja presin consta de un bombeo de la lechada decemento de unas pocas bolsas, la cual se coloca frente a los punzados que sedesea sellar. Se lo puede dejar all en frage o se lo hesita.

Las cementaciones a alta presin tienen el inconveniente de que semanejan presiones mucho ms altas con el consiguiente riesgo de rotura deherramientas o casing.

Por otro lado las fracturas se producen en la mayora de los casos segnplanos verticales, a travs de las cuales el cemento se canaliza (no se produceuna inyeccin homognea del cemento en todos los poros de la rocacircundante al pozo).

La cementacin a alta y a baja presin persiguen ambas los mismosfines. Usar una otra depende del criterio del cementador. Por todo loexpuesto son ms utilizadas las de baja presin.

Ver figura en hoja siguiente

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AISLACIN DE CAPAS.

Supongamos que se necesita aislar entre s dos capas que se encuentrana una cierta distancia d entre s Para ello hay dos alternativas posibles, usaruna otra va a depender de esa distancia d.

La primera es punzar y realizar una cementacin a presin en un lugar

entre esas dos capas.

La segunda posibilidad es punzar y cementar circulando. Para ello realizodos punzados a una cierta distancia uno del otro.

Por el inferior ingresar el cemento al espacio anular, y por el superiorsaldr la inyeccin, de manera tal que ubico en el lugar deseado el tapn decemento.

Los punzados pueden ir debajo o encima de las capas, eso depende de ladistancia d.

Si las capas estn muy cercanas se cementa todo y luego se punza elcemento.

Si no quiero cementar ninguna de las dos capas y la distancia lo permite,los punzados se harn encima de la inferior y por debajo de la superior.

Este sistema no es a presin sino circulando, porque se le da salida a los

fluidos que estn en el anular (agua, petrleo, barro, o inyeccin si el pozo esnuevo).

Ver figura en hoja siguiente

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Accesorios que se usan en cementacin.

Zapato gua:es un elemento que va colocado en el extremo del casing,enroscado al ltimo cao. Tiene el frente redondeado y un orificio por dondepasa la lechada; puede tambin tener orificios laterales para provocarturbulencia.

Son de fundicin o aluminio.

Su funcin es guiar la caera que se est bajando para que no se clave

en alguna saliente de las paredes del pozo. Se lo usa en todas la caeras(gua, intermedia, de aislacin).

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Zapato Diferencial: este dispositivo cumple dos funciones: de gua y devlvula.

Se los utiliza cuando porrazotes de seguridad se aconseja el uso de undoble sistema de vlvulas: la del zapato diferencial y la del collar diferencial

Collar diferencial:tiene una vlvula que hace que la caera no se llene y por

lo tanto flote. Es una vlvula de retencin que en cambio s deja pasar elcemento que ingresa por dentro.

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Se lo suele usar cuando la capacidad del equipo est al lmite, laflotacin le ayuda a soportar el peso.

En profundidades de pozo de hasta 6.000 pies va colocado en la primera uninde caera. Para profundidades mayores dos o tres uniones arriba del fondo.

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Flexi-flow: tiene una membrana que es flexible y permite pasar la bola ensentido descendente, pero no a la inversa

Se baja una determinada cantidad de caos que se llena. Luego se largala bola y sta cierra la vlvula que no permite que el llenado contine.

Esta se usa para pozos muy profundos en los cuales la caera totalmentevaca puede colapsar.

Cabeza de cementacin:Se coloca en la superficie, en la parte superiorde la caera. Permite ubicacin y largada de tapones de goma

Posee derivaciones para bombear distintos fluidos (lechadasremovedoras, cemento, inyeccin, etc.).

1.Primero se circula mandando inyeccin por 1.

2.Luego se enva la lechada removedora tambin por 1.

3.Se saca el tope A y se bombea el cemento por 2, empujando al tapnfusible.

4.Se saca el tope B y se desplaza con inyeccin o con agua empujando al tapnciego.

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Tapones de goma:Su funcin es separar mecnicamente la lechada decemento de los restantes fluidos utilizados (lechada removedora, fluido dedesplazamiento).

Centralizadores de casing: hay varios tipos. En todos los casos sufuncin es centrar la caera en el interior del pozo

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PARTE II

PERFILES

GENERALIDADES

Los perfiles registran en el pozo, frente a los tramos o formaciones deinters, las variaciones de los parmetros fsicos de la roca con la profundidad.

Tenemos as perfiles que registran resistividad, potencial espontneo,densidad, caractersticas de propagacin de ondas snicas y radioactividadnatural o inducida.

La interpretacin de esta informacin permite obtener: porosidad ysaturacin, movilidad de fluidos, correlacin de capas, rumbo y buzamiento,detalles litolgicos.

El equipo de perfilaje es una unidad mvil (camin) que aloja a lospaneles, circuitos elctricos y electrnicos, grupo electrgeno y un tamborcuyo cable se introduce en el pozo.

El generador provee de energa elctrica a todo el instrumental y facilitael cierre y apertura de patines de las sondas. Estas se conectan a un extremodel cable y el otro a los circuitos.

Uno o ms conductores aislados alojados en el interior del cableconectan elctricamente los circuitos del camin a la sonda. Las seales de lamedicin son captadas y enviadas a la superficie donde la informacin es

procesada por equipos informticos.

Se corren varios perfiles simultneamente.

Algunos perfiles se realizan a pozo abierto y otros con el pozo entubado.El siguiente cuadro resume informacin sobre los diferentes perfiles en uso.

Ver cuadro en pgina siguiente

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Perfil Permite obtenerInyec.Salad.

Inyec.dulce

Emuls.inver.

Pozoabierto

Pozoentubado

Elctrico Resistividad Rt X xInduccin resistiv. Resistividad Rt x x x

Doble induccin Resistividad Rt x x

Loterolog Resistividad Rt X x

Dual laterolog Resistividad Rt X x

Proximidad Resistividad Rxo x x

Microlaterolog Resistividad Rxo X x

Microperfil Espesores permeab. x xMicroesfrico Resist aux (Rmf-Rxo) x x

Buzamiento Buzamiento capas X x x

Pot. Esp. S.P. Difer. capas y form. x x

Rayos gamma Difer. capas y form. X x x x X

Snico Porosidad S X x x x

Densidad Porosidad D X x x x

Neutrn epitermal Porosidad N X x x x

Neutrncompensado

Porosidad N X x x X

Neut.lifetime y TDTDifer. agua y

petrleoX x x x X

Carbono oxgenoDifer. agua y

petrleoX x x x X

Anlisis espectral Radioact. KUT x x x x

Trazadores radioac. Distribuc. caudales X

Testigos laterales Muestras de terreno X x x x

Neutrn Correlac de capas X x x X

Cuentacuplas Localiza cuplas cao X x x X

Cementacin Adherencia cemento X x x X

Microsismograma Adherencia cemento X x x X

Caliper Dimetro de pozo X x x x

Res. Magn. Nuclear Poros. Movil. fluidos X x x x

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Perfiles de resistividad

Miden resistividades conjunta de la roca y sus fluidos en la zona virgen(Rt), en la zona invadida por el filtrado (Rxo) y en la zona correspondiente alrevoque (Rmc).

Perfil elctrico:

El perfil elctrico es uno de los ms antiguos. Consiste en un emisor yuno o ms receptores de corriente continua.

La corriente circula por la formacin y la intensidad de la corriente quellega a los receptores es inversamente proporcional a la resistividad del medioatravesado.

La corriente elctrica circula principalmente por los poros de las rocascircundantes al pozo, y aqullos que contengan agua salada tendrn menorresistividad que las formaciones saturadas en agua dulce, y mucho mayor anser la resistividad de las rocas saturadas en hidrocarburos lquidos o gaseosos.

En conjunto con la informacin litolgica brindada por otros perfiles ypor los datos de perforacin se puede tener datos bastante fidedignos de lassaturaciones de fluidos en rocas porosas.

No es adecuado para pozos perforados con agua salada o con emulsininversa.

En el primer caso por la conductividad demasiada alta del lodo, y en elsegundo caso porque la elevada resistividad del lodo no permite establecer unbuen contacto elctrico con la formacin.

De acuerdo al distanciamiento entre emisor y receptor va a ser el radiode investigacin (esta afirmacin es vlida para la mayora de los perfiles).

Algunas herramientas cuentan con elementos de focalizacinlogrndose gran radio de investigacin con pequeo espaciamiento (buenaselectividad).

Para el perfil elctrico los espaciamientos ms comunes son 16

(espaciamiento corto), 64 (espaciamiento mediano) y 188

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Perfil de induccin:

Es muy similar al anterior. La diferencia radica en que se trabaja concorrientes variables y lo que se mide es el campo magntico variable causadopor las corrientes elctricas inducidas en la formacin.

Esto permite trabajar con cualquier tipo de lodo, por cuanto no esnecesario un contacto elctrico entre los electrodos y la formacin

Los espaciamientos ms comunes son 40 (investigacin profunda) y 16

(investigacin somera o normal).

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Potencial espontneo:

Si una lutita separa dos soluciones de ClNa de distintas

concentraciones, se produce a travs de sta un desplazamiento de cationesNa+ desde la solucin ms concentrada hacia la menos concentrada. Como slopermite el pasaje de cationes y no de aniones Cl- acta la misma demembrana. Entre la zona del filtrado de la inyeccin (lodo dulce) y la zonavirgen de la arenisca, de mayor tenor de ClNa se produce un pasaje decationes que modifican el potencial elctrico del lodo dulce. Ello no ocurre encambio en zonas donde hay arcillas no invadidas o areniscas saturadas enhidrocarburos.

El potencial elctrico o potencial espontneo se mideestableciendo la diferencia de potencial existente entre un electrodo que vabajando al pozo y otro electrodo que se encuentra en superficie Para efectuartal medicin no se utiliza una fuente de energa elctrica externa, sino que elsistema se vale de los potenciales espontneos naturales de las formacionespara excitar al elemento de medicin.Diagrama esquemtico de un dispositivo para el perfil de potencial espontneoy respuestas elctricas

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El perfil laterolog.

Permite leer resistividad Rt con buena selectividad La sonda se componede un electrodo principal E0 y electrodos auxiliares E1 y E2. Del primero saleuna corriente elctrica cuya intensidad es medida. Esa corriente elctricatiene una trayectoria horizontal merced al ajuste continuo del potencial de loselectrodos E1 y E2. Para que sta llegue fcilmente a la zona virgen,superando a la parte de la capa invadida es ventajoso contar con elevadaconductividad de la inyeccin. Por ello este perfil es indicado para registrarcon inyecciones saladas. El circuito se cierra a travs de un electrodo ensuperficie.

El dual laterolog incluye adems del laterolog, dos receptores a cortadistancia. Ello permite hacer tres mediciones: lateral profunda (Rt), lateralsomera (Rt a Rxo) e investigacin corta (Rxo).

El microperfil.

Los electrodos, con pequeo espaciamiento, van apoyados en la pareddel pozo con un sistema elstico.

Por lo tanto miden resistividad de la zona invadida y resistividad delrevoque. En las zonas donde hubo invasin la resistividad del revoque serdistinta a donde no la hubo.

No indica valores de permeabilidad, slo localiza aqullos tramos queson permeables

Muy similar es el perfil de proximidad, que es indicado para determinarRxo.

Es utilizado para determinar la movilidad de los hidrocarburos, y paradeterminar saturacin de agua en la zona lavada, ya que brinda mayorprecisin que el microperfil.

VER FIGURA EN HOJA SIGUIENTE

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Sonda de perfil acstico de dos receptores

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Perfil de buzamiento

El plano de sedimentacin que separa, por ejemplo, una capa arenosa deotra arcillosa, separa tambin fsicamente a dos zonas de distintasresistividades elctricas, por existir diferencia de composicin.

Este cambio de resistividad es detectado por la sonda del dipmeter obuzamiento. Esta se vale de tres o cuatro dispositivos de lectura (almohadillas)que apoyan en la pared del pozo.

De ser horizontal el plano de sedimentacin, los tres elementosregistraran ese cambio de resistividad simultneamente en profundidad. De locontrario presentarn diferencias o defasaje entre s lo que permitirreconstruir de los registros obtenidos, el plano de buzamiento de esas capas.

El perfil snico

El perfil snico es un registro en profundidad, del tiempo que tarda unaseal sonora en atravesar un espesor dado de formacin.

Este tiempo llamado de trnsito depende de las propiedades elsticas dela matriz de la roca, de la porosidad y su distribucin en la formacin, delcontenido de fluidos, y de la presin.

Rocas poco compactadas y de gran porosidad tienen elevado tiempo detrnsito. Aquellas sustancias exentas de porosidad tienen tiempos mnimoscaractersticos que son conocidos.

Midiendo los tiempos de trnsito de la formacin se puede determinar

junto a otra informacin la litologa, la porosidad de la roca y la saturacin defluidos.

El emisor de onda sonora es un trozo de material piezoelctrico(cermica), el cual posee la propiedad de generar vibraciones cuando se hacepasar a su travs una corriente elctrica.

La onda sonora se transmite a travs del aceite en que se encuentrasumergido el cristal, atravesando el recipiente y el lodo hasta llegar a la

formacin. La mayora de las herramientas cuentan con dos emisores y cuatroreceptores. Los primeros estn ubicados en la parte superior

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Las limitaciones de este perfil radican en que una disminucin deltiempo de trnsito puede deberse no slo a una roca de mayor porosidad, sinotambin a una roca no porosa de menor densidad.

En algunos casos los valores conocidos de determinadas rocas permitenidentificar sin lugar a dudas de cul se trata, pero en otros (por ejemplo lacaliza y la anhidrita) es necesario cotejarlo con valores obtenidos con otrosperfiles, ya que arrojan valores similares.

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El perfil densidad

El perfil densidad o density es un registro en profundidad de rayosgamma originados en la formacin por efecto Compton.

La fuente radioactiva ubicada en una almohadilla de la sonda y adheridaa la pared del pozo emite hacia la formacin rayos gamma de medianaenerga.

Estos pueden considerarse como partculas de alta velocidad que al

chocar con los electrones de la formacin, rica en fluidos, ceden parte de suenerga cintica.

Esta interaccin se conoce como efecto Compton de dispersin. Losrayos gamma dispersos que de ello resulta, llegan a los dos detectores alojadostambin en la sonda procedindose luego a su contabilizacin.

Como el nmero de rayos gamma de efecto compton est directamenterelacionado con el nmero de electrones de la formacin, estos rayos sonevaluados como una medida de la densidad de la formacin, la cual va adepender de la densidad de la matriz de la roca, de su porosidad y de ladensidad de los fluidos que ocupan los espacios porales.

Este perfil es particularmente sensible a las capas con gas. El registro seefecta en la carrera ascendente.

El patn de la sonda se adhiere fuertemente a la pared del pozo a fin detener buen contacto con la formacin.

La presencia del revoque es indeseada, por ello se dispone de elementosraspadores que permiten sobrepasar a la zona del revoque para no falsear lalectura.

La sonda cuenta con dos detectores y compensa por cavernas.

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Perfiles neutrnicos

Existen distintos tipos de perfiles neutrnicos cuyos objetivos son:

1.Obtener porosidad y detalles litolgicos a pozo abierto.

2.Obtener porosidad a pozo entubado

3.Obtener a pozo entubado una curva de correlacin.

4.Obtener parmetros que permitan calcular saturacin de agua a pozoentubado.

Los neutrones son partculas subatmicas elctricamente neutrasde gran penetracin, de masa casi igual al tomo de hidrgeno y son generadosen los equipos de perfilaje por fuentes especiales resistentes a las

temperaturas y presiones y ubicadas en las sondas dentro del pozo.

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La secuencia de un perfilaje neutrnico convencionales la siguiente:

1.Una fuente qumica de neutrones emite un flujo continuohacia la formacin a un elevado nivel de energa.

2.Los neutrones en choques sucesivos con los ncleos de loselementos presentes en la formacin, reducenprogresivamente su energa. Esta prdida de energa esmayor cuanto mayor sea el nmero de tomos dehidrgeno que los neutrones encuentran en su camino,

precisamente por ser de masas equivalentes.

3.Estos neutrones al llegar al estado TERMAL, finalmenteson capturados por los ncleos presentes que emiten a suvez rayos gamma (llamados de captura).

4.Los rayos gamma de captura y los neutrones termales sondetectados por los dispositivos de la herramienta,efectundose el conteo correspondiente. La cantidad derayos gamma detectados resulta proporcional al contenidode hidrgeno de la formacin.

Tanto el agua como el petrleo presente en los espacios porales de lasrocas poseen hidrgeno en cantidades similares. Si la capa es una arenisca ricaen slice, el nico contenido de hidrgeno provendr de los fluidos presentesen los poros, por lo que el perfil neutrn permite medir con mucha exactitudla porosidad.

Si en cambio los poros contienen gas, dado que su densidad es mucho

menor, no nos brindar una medida exacta de porosidad, pero s en cambioactuar como un buen detector de capas gasferas.

Tambin permite identificar litologa, ya que se ha medido y seencuentran tabulados los valores registrados por cada una de las rocasconocidas.

Las lecturas son corregidas por los factores de medicin que afectan el valor

real. Ellos son: presencia de la caera, dimetro del pozo, densidad de lainyeccin, espesor del revoque y excentricidad de la sonda.

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Perfiles neutrnicos especiales

Perfil de tiempo de degradacin termal.

Responde principalmente a la cantidad de cloro presente como ClNa enel agua de formacin.

La fuente emite pulsos de neutrones de alta energa.

La medicin se hace contabilizando el nmero de cuentas producido porlos rayos gamma, pero adems mide el tiempo que demoran los neutrones que

son desacelerados por la formacin hasta llegar a velocidades termales.

Perfil neutrnico carbono oxgeno

Est diseado especialmente para dar una mxima respuesta a lasvariaciones de concentracin de carbono y oxgeno en una formacin.

Mide radiactividad proveniente de estos elementos o ms bien sucociente.

Dispone de una fuente especial de neutrones de muy alta energa (fuenteelectrnica).

Perfil neutrn compensado

Detecta neutrones termales y se vale de dos detectores lo que lepermite reducir a un mnimo los efectos de pozo.

De esta forma puedo registrar porosidad a pozo entubado de formacuantitativa.

Perfil neutrn epitermal de pared.

La fuente y el detector estn ubicados en una almohadilla en contactocon la pared del pozo reducindose as los efectos del pozo.

Como mide neutrones epitermales (es decir, con un nivel de energa

levemente superior al estado termal), disminuye el efecto perturbador deelementos altamente absorbentes como el cloro y el boro que se encuentranen las aguas de formacin y matriz.

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Los detectores se han diseado para que tengan un mximo desensibilidad para los neutrones cuyas energas sean superiores al nivel termal y

una sensibilidad mnima para los rayos gamma de captura y neutronestermales.

Por sus caractersticas ofrece mayor seguridad en la definicin deporosidades en zonas cuyas litologas o lquidos estn mezclados oindeterminados.

Perfiles de cementacin

La finalidad de este perfil es determinar la existencia de un buen anillode cemento, su adherencia a la caera y a la formacin, condiciones stas queson necesarias para evitar comunicacin vertical de fluidos en el pozo.

El principio operativo consiste en enviar desde la sonda ubicada en elpozo una serie de impulsos snicos de parmetros bien definidos, captar luegolas seales que retornan a la sonda y registrarlas en el perfil.

Se tiene entonces en primer lugar un dispositivo transmisor de sealessnicas emitidas en forma de trenes de ondas a una frecuencia de ms de20.000 ciclos por segundo, y con una potencia de unos 10 kW de pico. Lapropagacin se efecta a los medios circundantes que son parte del cuerpo dela herramienta, la inyeccin, la caera, el cemento y la formacin. Laatenuacin que se produce en el recorrido de las seales depender de ladensidad, distribucin y continuidad de los medios atravesados. Uno o msreceptores (transductores) colocados cerca del transmisor, captarn luego lasseales que retornan a la sonda, sean stas provenientes de la formacin, delcemento o tan solo de la caera.

Las ondas son ultrasnicas, de amplitud constante, emitidas en forma depulsos de 10 a 15 por segundo, cuyos silencios se aprovechan para recibir lasseales de retorno.

En un primer instante las ondas se propagan por los diferentes medios enel orden antes enunciado Si hay buena adherencia del cemento llegarn todaslas ondas con amplitudes de onda relativamente altas y en diferentes tiempos:primero llegarn las que se transmitieron por la caera, por ser ste el medio

ms cercano y de mayor velocidad de propagacin, luego llegarn lascorrespondientes al cemento y por ltimo las que se transmitieron a travs dela formacin.

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Si no existe buena adherencia del cemento a la caera, la mayor partede la energa se canalizar a travs del metal, siendo muy poca la que se

transmite al cemento y a la formacin.

Entonces leeremos una onda de caera anormalmente alta, y las ondasque arriben despus sern muy amortiguadas.

Si existe buena adherencia a la caera pero no a la formacin, lasondas que arriban primero sern las que corresponden a la caera y al

cemento. Ambas llegarn juntas y mutuamente anuladas por lo que sern demuy baja amplitud.

Ello se debe a que la longitud de onda y el distanciamiento elegido entreemisor y receptor hace que la onda correspondiente a la caera lleguedefasada con respecto a la del cemento, por lo que se anularn mutuamente.Las correspondientes a la formacin, por su parte, llegarn muy atenuadas porexistir una discontinuidad en el medio de propagacin.

Curva de C.B.L.

El trazado de la curva de C.B.L. (perfil de cementacin) nos proporcionafundamentalmente informacin de la aherencia del cemento a la caera. Estase obtiene integrando las seales provenientes del o de los transductoresubicados en la sonda como ya se indicara, y su conformacin tpica es la que semostrara en la figura.

Esta seal sirve de base para registrar la curva de C.B.L. o la de V.D.L.

Si hay buena adherencia la curva se ubicar a la izquierda del perfil, si laadherencia entre la caera y el cemento es mala, la curva de C.B.L. seencontrar a la derecha.

El registro V.D.L

En el V.D.L. (perfil de densidad variable, tambin denominadomicrosismograma) se registran todas las ondas que llegan a los transductores, yse grafican de tal manera que permite visualizar si la adherencia del cemento

es buena tanto en la caera como en la formacin.

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Para la interpretacin del V.D.L. se analiza primeramente un tramo decaera sin cementar, con la cual se compara el tramo cementado.

Si sta tiene continuidad, la adherencia del cemento a la formacin esbuena.

Si por el contrario no hay adherencia a la formacin, el trazocorrespondiente a la caera se borra.

Si en cambio no hay adherencia entre el cemento y la caera, se ver la

caera de la misma forma en que se ve en la parte no cementada, y no habrlneas correspondientes a la formacin.

Si la adherencia es buena, veremos las lneas de la formacin onduladasdebidas que es un medio no homogneo.

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Curva de C.C.L.

La curva de C.C.L. o cuentacuplas reproduce las variaciones de la sealde caera. Frente a las cuplas se tiene un volumen mayor de metal lo cualproduce en el detector de esta herramienta una variacin magntica de laseal durante el movimiento de la sonda.

La intensidad de la seal aumenta, mostrando dos trazos caractersticoscuya separacin corresponde aproximadamente en la escala del perfil alespaciamiento entre profundidades de entrada y salida de cuplas.

En casos muy favorables detecta tambin punzados y roturas grandes decaera. La utilidad de esta curva es detectar cuplas en profundidad real yjuntamente con el perfil neutrnico permite punzar caeras en la profundidadcorrecta.

Perfil de Resonancia Magntica Nuclear (RMN)

El principio de funcionamiento de este perfil radica en que una cargaelctrica giratoria como la de un ncleo de hidrgeno (un protn) genera a sualrededor un campo magntico, de manera anloga a una barra imantada.

Al aplicar un campo magntico externo, la barra imantada tiende aalinear su momento magntico con la direccin del campo, de la misma formaque la aguja imantada de la brjula se alinea con el campo magnticoterrestre. El movimiento de los protones genera un voltaje inducido que esmedido. Ahora bien, la intensidad del voltaje inducido depende no slo de lacantidad de ncleos de hidrgeno, sino tambin de la naturaleza de los tomoscercanos al mismo, que producen un apantallamiento a los ncleos de H.

Por lo tanto el espectro de RMN nos permite diferenciar compuestos quecontengan hidrgeno, como por ejemplo el agua de un hidrocarburo.

El perfil de resonancia magntica nuclear ha cobrado una gran

importancia en los ltimos aos. Las razones son claras. Primero, el gran

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desarrollo de los instrumentos utilizados que proporcionan mediciones de alta

calidad.

Segundo, suministra informacin necesaria para los petrofsicos,ingenieros de reservorio y gelogos, como cantidad y tipos de fluidos presentesen la formacin. Las mediciones tambin proveen caminos para identificarhidrocarburos y predecir la productividad del pozo. Otra ventaja radica en quelas mediciones realizadas son relativamente fciles de interpretar.

Importantes avances han sido hechos en la aplicacin de las medicionesde RMN para detectar todos los fluidos de formacin, y diferenciar el agualibre del agua confinada, el gas del petrleo.

Tambin permite medir la permeabilidad y los diferentes componentesde la porosidad. En conjunto con mediciones proporcionadas por otros perfiles,permite mediciones ms cuantitativas de gas libre y petrleos viscosos.

Un rpido desarrollo de tecnologa:

Las primeras mediciones con perfiles RMN fueron basadas en un conceptodesarrollado por Investigaciones Chevron. Al principio las herramientas deperfiles magnticos nucleares usaron grandes bobinas, con corrientes de granintensidad, para producir un campo magntico esttico en la formacin quepolarice los ncleos de hidrgeno -protones- presentes en el agua y en loshidrocarburos. La seal era usada para computar el ndice de fluido libre FFI(free-fluid index), que representa la porosidad conteniendo fluidos mviles.

Estas primeras herramientas tenan algunas deficiencias tcnicas.Primero, la regin sensible para seal de resonancia inclua todos los fluidosdel pozo y sus alrededores.

Esto obligaba al operador a usar informacin magntica especial de lossistemas de lodos para eliminar la gran seal proveniente del fluido contenidoen el interior del pozo, en un caro y tedioso proceso.

Adems, las fuertes corrientes de polarizacin saturaran al receptor deresonancia por largos perodos de tiempo, arriba de los 20 mseg. Esto

disminua la sensibilidad de la herramienta para detectar la seal provenientede los fluidos porales, que decaa rpidamente.

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Esta herramienta tambin consuma una gran cantidad de energa para

dar informacin sobre la polarizacin del spin de los ncleos de hidrgeno y noera combinable con otras herramientas de perfilaje.

Encendido por ideas desarrolladas en el Laboratorio Nacional de Loslamos, en Nuevo Mxico, EEUU, la aplicacin de la tecnologa RMN en elcampo petrolero tuvo un gran incremento en los 80 con una nueva clase deherramientas de perfilaje RMN (la herramienta de eco de pulso para perfilajede RMN). Ahora, el campo polarizador es producido con imanes permanentes

de alta potencia construidos en el interior de la herramienta.

Dos tipos de herramienta son comercialmente utilizadas, las cuales usandiferentes estrategias de diseo para producir el campo polarizador.

Para ganar una adecuada seal de fuerza, la herramienta de perfilajeNUMAR, el perfil de imagen de resonancia magntica (MRIL - MagneticResonance Imager Log) usa una combinacin de un imn con forma de barra ybobina receptora longitudinal para producir una zona de sensibilidad de forma

cilndrica con 2 pies (60 cm) de largo y varias pulgadas ms all de las paredesdel pozo.

La herramienta Schlumberger, Herramienta de Resonancia MagnticaCombinable CMR, usa una antena direccional ubicada entre un par de imanescon forma de barra para enfocar la medicin del CMR en una zona de 6pulgadas (15 cm) dentro de la formacin.

Complementariamente se puede correr perfiles tales como densidad,propagacin electromagntica, microrresistividad y neutrn epitermal paramejorar la evaluacin de las propiedades de la formacin.

La resolucin vertical del CMR es sensible a los rpidos cambios deporosidad, como ocurre en secuencias arenosas con forma laminar.

RMN en el pozo.

Las mediciones de RMN en el pozo pueden proveer diferentes tipos deinformacin relativas a la porosidad de la formacin. Primero, dicen de qu

manera los fluidos estn en la formacin.

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Segundo, tambin brindan detalles acerca del tamao de los poros y de

la estructura que usualmente no es posible reconocer mediante los perfilestradicionales de porosidad. Su mayor utilidad radica en determinar si losfluidos estn confinados en la formacin o libres para fluir. Finalmente, enalgunos casos RMN puede ser usado para determinar el tipo de fluido -agua,gas o petrleo-.

La herramienta CMR tiene 14 pies (4,3 m) de largo y es combinable conmuchas otras herramientas de perfilaje. El sensor esta montado sobre un patn

(skid) capaz de cortar el revoque y lograr un buen contacto con la formacin.Los imanes permanentes proveen un campo magntico de polarizacin intenso.

La herramienta est diseada para ser sensible a un volumen de 0,5.a1,25 (1,3 cm a 3,2 cm) dentro de la formacin, y la antena tiene unaextensin de 6 (15 cm), proveyendo una excelente resolucin vertical.

El rea en frente de la antena no contribuye a la seal, la cual permite ala herramienta operar en pozos con una moderada rugosidad, similar a la

herramienta de densidad. La antena acta como transmisor y receptor,transmitiendo la secuencia de pulso magntico y recibiendo los ecos de pulsosdesde la formacin.

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CORRELACION DE CAPAS

Correlacin de perfiles

En el perfilaje a pozo abierto se registran varios parmetros importantespara evaluar posteriormente las posibilidades de las capas respecto a laproduccin de hidrocarburos.

Dichos parmetros son en general: resistividad, potencial espontneo y

porosidad por snico y por densidad electrnica.

Cuando se realiza posteriormente el perfilaje a pozo entubado lo que sepretende es verificar como ha sido la calidad del cemento en su adherencia alcasing y a la formacin.

as curvas que se registran en este perfil son: CBL (adherencia delcemento al casing); VDL (adherencia del cemento a la formacin); CCL(registro de la posicin de las cuplas de la caera de aislacin) y CNL (neutrn

compensado).

Pero, una vez enntubado el pozo y cementado, no contamos con laposicin real de las capas que puedan ser punzadas y ensayadas, en forma tanevidente como es en el perfil de pozo abierto.

La profundidad real a que se encuentra la capa la da el perfil de pozoabierto, generalmente definiendo el espesor de capa por intermendio de lacurva SP o en su defecto la curva de rayosgama.

Por lo tanto para poder determinar la profundidad de la capa en el perfilde pozo entubado se recurre al perfil de neutrn compensado.

Un dato importante a tener en cuenta es que el perfil de neutrncompensado mide porosidad de las formaciones en pozo entubado.

Por lo tanto dicho perfil tiene una forma similar a la de las curvas deporosidad del perfil de pozo abierto.

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Precisamente se lo corre en pozo entubado para tener una manera de

poder correlacionar las profundidades entre ambos perfiles; en otras palabras:dada una capa a punzar con su profundidad real tomada de perfil de pozoabierto, encontrar cul ser la profundidad que corresponde a dicha capa en elperfil de pozo entubado.

En general las profundidades de ambos perfiles no coincidirn, podrhaber diferencias en ms o en menos entre la profundidad marcada en elperfil de pozo entubado y la correspondiente del perfil de pozo abierto.

A modo de ejemplo, supongamos que en determinado pozo se punzar laarena que corresponde a la profundidad 1250/1252 (2 metros de espesor),siendo esta la profundidad real de la capa en el perfil de pozo abierto. Dichacapa aparecer correlacionada en el perfil de pozo entubado con unaprofundidad de, digamos, 1249/1251 m; es decir un metro de diferencia entreambos perfiles.

Estas diferencias de profundidad se deben a que el camin con que serealiza el perfilaje a pozo abierto no es el mismo que el que realiza el

perfilaje a pozo entubado, y obviamente los equipos utilizados, en particularel carretel con el cable de acero para bajar las herramientas al pozo, notendr la misma cantidad de cable, y adems su desgaste ser diferente entreambos equipos.

En definitiva y sisntetizano: sern 2 equipos diferentes con longitudes decable diferentes, desgastes de cable diferentes y estiramientos de cablediferentes; por lo que cuando el operador de cada camin coloque en cero elcontador de profundidad para comenzar a perfilar, no impedir que lasprofundidades registradas en ambos camiones, si bien correctas para cadacamin sean diferentes entre ambos.

Correlacin:

La forma de ubicar, entonces, la capa a punzar ser ubicando el perfil deneutrn sobre el de porosidad, es decir haciendo coincidir lo mejor posible lacurva de neutrn sobre lade porosidad, y de esta forma ver que profundidaden el perfil de pozo entubado se corresponde con la del perfil de pozo abierto.

Generalmente esto se hace sobre una mesa con un vidrio iluminadodesde abajo de manera de poder acomodar el perfil de pozo de entubado

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sobre el de pozo abierto, viendo por transparencias ambas curvas, y moviendo

uno respecto a otro encontrar la mejor correlacin posible.

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EN EL TERRENO DE LO PRCTICO

EJERCICO NRO 1

Reflexione sobre las siguientes cuestiones:

El objetivo de este pequeo ejercicio es tratar de, a la luz de losconocimientos tericos, ayudarle a individualizar los problemas, desafos,oportunidades, etc. en definitiva vincular la teora con la prctica de su

trabajo cotidianoRecuerde que si necesita apoyo en este ejercicio o si simplemente quierecompartir su anlisis con los tutores, contctenos va correo electrnico a

En este caso, le proponemos

1. Indique cules son las principales tareas de un equipo de terminacin

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2. Defina el concepto de cementacin de una caera en un pozo

petrolfero

3. Defina los objetivos de una cementacin

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4. Defina el concepto de tiempo de bombeabilidad de una lechada

5. Indique los principales aditivos que pueden agregar a una lechada y susobjetivos

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6. Defina los conceptos de cementacin primaria y cementacinsecundaria

7. Qu herramientas de profundidad se utilizan para realizar unacementacin a presin?

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8. Nombre los accesorios ms comunes que se utilizan en operaciones de

cementacin

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EN EL TERRENO DE LO PRCTICO

EJERCICIO NRO 2

Reflexione sobre las siguientes cuestiones:

El objetivo de este pequeo ejercicio es tratar de, a la luz de losconocimientos tericos, ayudarle a individualizar los problemas, desafos,

oportunidades, etc. en definitiva vincular la teora con la prctica de sutrabajo cotidiano

Recuerde que si necesita apoyo en este ejercicio o si simplemente quierecompartir su anlisis con los tutores, contctenos va correo electrnico a

En este caso, le proponemos

1. Qu parmetros se miden con el perfil de resistividad?

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2. Cules son los perfiles que permiten obtener datos de porosidad?

3. Qu parmetros se miden el perfil de cementacin?

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4. Qu mide el perfil cuentacuplas?

5. Qu informacin brinda el perfil denominado caliper?

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6. Qu perfiles se utilizan para la correlacin de capas?

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ANEXO

REGISTROS DE RESISTIVIDAD

Los registros de pozos pueden identificar muchas de las propiedadesfsicas de las rocas que perfora la barrena Una de las propiedades masimportante es la resistividad Las mediciones de resistividad en conjuncin conla porosidad y resistividad del agua se usan en los clculos de saturacin enagua yen consecuencia en la saturacin en hidrocarburos

Antes de discutir las caractersticas de las reacciones de los diversosinstrumentos que se usan para medir la resistividad es necesaria una brevediscusin de los conceptos bsicos en la resistividad. Para empezar srvaserepasar el diagrama de las condiciones en el pozo y la lista de smbolos en laSeccin III

CONCEPTOS BASICOS

La resistividad puede definirse como la capacidad que una substanciatiene de "resistir a" o impedir el flujo de una comente elctrica. Es unapropiedad fsica de la substancia e independiente del tamao o forma de lamisma

En el registro de pozos frecuentemente se utilizan los trminosresistividad v conductividad siendo uno reciproco del otro; por lo tanto. a unaresistividad alta corresponde una conductividad baja y viceversa.

La unidad de restividad que se usa en los registros es el ohmio-metro-

metro que puede abreviarse a ohmio-metro u ocasionalmente a ohmios.

La conductividad elctrica se expresa en mhos por metro; con el objetode evitar fracciones decimales en los registros elctricos la conductividad seexpresa en milimhos por metro o simplemente en milimhos. Por consiguientela relacin entre resistividad y conductividad es:

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