REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA NÙCLEO CARABOBO –LA ISABELICA INFORME DE PRÁCTICA PROFESIONAL REALIZADO EN PDVSA GAS, ANACO, ESTADO ANZOATEGUI. TUTOR ACADÉMICO: TUTOR INSTITUCIONAL: Ing. Belkis Trinidad Lcdo. José Belandria C.I.V- 11.682.284 C.I.V- 8.046.619
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE
VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA
NÙCLEO CARABOBO –LA ISABELICA
INFORME DE PRÁCTICA PROFESIONAL REALIZADO EN PDVSA
GAS, ANACO, ESTADO ANZOATEGUI.
TUTOR ACADÉMICO: TUTOR
INSTITUCIONAL:
Ing. Belkis Trinidad Lcdo. José Belandria
C.I.V- 11.682.284 C.I.V- 8.046.619
ESTUDIANTE:
Salazar Tovar Bethania Lisbeth
C.I.V- 22.424.223
Especialidad: Ingeniería Petroquímica
ANZOÁTEGUI, JUNIO 2016
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA
FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA UNEFA
NUCLEO CARABOBO – LA ISABELICA
EVALUAR LAS LECHADAS ALIVIANADAS DE 12 LPG EN LAS
COMPAÑÍAS DE CNPC Y BOHAI PARA SER APLICADAS EN LOS
LINER DE PRODUCCIÓN DE LOS CAMPOS SAN JOAQUÍN Y SANTA
ROSA DEL DISTRITO ANACO.
Proyecto Final de Pasantías Industriales presentado ante la Universidad
Nacional Experimental de la Fuerza Armada Nacional para optar al Título de
Ingeniero Petroquímico
TUTOR ACADÉMICO: TUTOR
INSTITUCIONAL:
Ing. Belkis Trinidad Lcdo. José Belandria
C.I.V- 11.682.284 C.I.V- 8.046.619
ESTUDIANTE:
Salazar Tovar Bethania Lisbeth
C.I.V- 22.424.223
Especialidad: Ingeniería Petroquímica
iii
ANZOÁTEGUI, MAYO 2016
iv
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
BOLIVARIANA
COORDINACIÓN DE PRÁCTICA PROFESIONAL
APROBACIÓN DEL INFORME TUTOR ACADÉMICO
Quien suscribe, la profesora BELKIS TRINIDAD, titular de la cédula de
identidad número V- 11.682.284 en condición de Tutor Académico designado por
el departamento de práctica profesional adscrito académica de la UNIVERSIDAD
NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA
ARMADA NACIONAL (UNEFA), hace constar que el informe final presentado
por la bachiller: BETHANIA LISBETH SALAZAR TOVAR, titular de la
cédula de identidad número V-22.424.223 como uno de los requisitos parciales
para optar al título de INGENIERÍA PETROQUÍMICA, reúne las condiciones
y méritos suficientes para ser APROBADA, con una calificación de ____ puntos.
Anzoátegui, Junio de Dos Mil Dieciséis.
____________________________
Tutor Académico
Ing. Belkis Trinidad
CI: V-11.682.284
v
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA.
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL.
NÚCLEO CARABOBO – EXTENSIÓN ISABELICA.
APROBACIÓN DEL INFORME
TUTOR INDUSTRIAL
Quien suscribe, BELANDRIA JOSÉ, titular de la cédula de identidad
número V-8.046.619 en mi carácter de Tutor industrial de las prácticas
profesionales desarrolladas por la bachiller: BETHANIA LISBETH SALAZAR
TOVAR, titular de la cédula de identidad número V-22.424.223, en la Gerencia
de Perforación, durante el período (desde el 28 de Marzo del 2016 hasta el 27 de
Junio del 2016), considero que de acuerdo a los requisitos exigidos por la
institución, la bachiller reúne los méritos suficientes para ser APROBADO, con
una calificación de ___ puntos.
Anzoátegui, Junio de Dos Mil Dieciséis.
____________________________
Tutor Industrial
Lcdo. José Belandria
C.I.V- 8.046.619
vi
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
BOLIVARIANA
COORDINACIÓN DE PRÁCTICA PROFESIONAL
APROBACIÓN DEL INFORME
DOCENTE DESIGNADO POR LA COORDINACIÓN DE PRÁCTICAS
PROFESIONALES
Quien suscribe, Titular de la cédula de
identidad número, ______________________ en condición de docente
designado(a) a la coordinación de práctica profesional adscrito a la división
académica de la UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL (UNEFA), hace
constar que el informe final presentado por la bachiller: BETHANIA LISBETH
SALAZAR TOVAR, titular de la cédula de identidad número 22.424.223, como
uno de los requisitos parciales para optar al título de INGENIERO
PETROQUÍMICO, reúne las condiciones y méritos suficientes para ser
APROBADA, con una calificación de ____ puntos.
Anzoátegui, Junio del dos mil dieciséis.
____________________________
vii
DOCENTE ASIGNADO POR LA COORDINACIÓN
APELLIDO NOMBRE
C.I.
viii
DEDICATORIA
DIOS: Quiero dedicar esta investigación primeramente a mi padre celestial
que es el epicentro de mi vida, el que estuvo en cada circunstancia que se me
presento, siempre motivándome a Seguir adelante a pesar de que muchas veces me
sentí desorientada, desmotivada y triste por estar lejos de mi familia, la verdad sin el
no hubiese llegado a la meta, mi DIOS representa la fuerza que me impulsa a tener Fe
en mi misma y a sobrepasar todo obstáculo que se me presenta en el camino, todo lo
que soy es por su misericordia y su infinito amor, que cada día me renueva las fuerzas
y me enseñar a perdonar, amar y levantarme de las caídas, a ti debo todo lo que soy,
eres mi mejor norte por tal motivo sobran las razones por las que hoy te dedico estas
palabras.
Madre Elizabeth : A ti mamá quien representas ese pilar en mi vida, después
de DIOS eres esa figura que me sostiene en mis días malos con cada oración que
elevas al cielo, a ti dedico estas palabras con todo el corazón, te amo tanto, necesito
de ti para todo lo que me propongo, mis metas y éxitos son tuyos, mis alegrías y
triunfos llevan tu nombre, cuantas veces sentí desmayar y me dabas esa palabra de
aliento que me hacía entender que todo en la vida tiene un propósito y que en este
largo camino por la universidad tendría pruebas que no me derrumbarían si no que
me harían fuerte para enfrentar la vida con dignidad.
Padre Salazar: a mi papá por su apoyo incondicional con el que día a día me
brindó la oportunidad de forjar mi futuro, me proveyó en todos los sentidos, dedico a
ti este triunfo, esta meta alcanzada, que con tantas lágrimas y sacrificio nos costó a
todos lograr, gracias padre por ser mi soporte y compañía durante todo este periodo
de estudio; me siento orgullosa de que seas el hombre designado por DIOS para
formarme, valió la pena que depositaras tus esfuerzos en mí.
“A veces se gana y a veces se pierde, pero siempre se aprende” Bethania Salazar
9
AGRADECIMIENTO
Primeramente agradezco a mi DIOS todo poderoso y supremo, por darme la
oportunidad de vivir y desenvolverme como estudiante a lo largo de esta carrera, por
darme las fuerzas necesarias para enfrentarme a la vida universitaria, en donde fui
probada en todas las áreas de mi vida, y tuve que enfrentarme a situaciones
inesperadas y muchas veces difíciles, fue un trayecto de cinco largos años, donde
aprendí más de lo que había dispuesto en mi corazón, desafié mi principal gigante, mi
mente y mis imposibilidades humanas; toda circunstancia me llevo a un solo camino,
a los pies de Cristo. Aprendí que todo lo puedo en el que es quien me fortalece, me
sustenta y me levanta de todas mis caídas.
A mis padres por brindarme todo el apoyo para lograr esta meta, por tantas
noches desvelados preocupados por mi salud e integridad física, ustedes son la pieza
más importante en este sueño que hoy se materializa, su amor para con mi persona es
invaluable, me han proporcionado los recursos, el tiempo y el amor necesario para
graduarme y obtener mi título como Ingeniera, estoy infinitamente agradecida con
ustedes.
Agradezco a la familia Unefista por haberme abierto las puertas de su seno
científico, haciéndome parte de ella; lugar donde me forme no solo como profesional
si no como persona que enfrentara a partir de este momento un mundo de
oportunidades y de competencias. Cada docente dejo marcada una huella en mí, cada
etapa fue necesaria para mi formación académica; de esta larga experiencia tengo
muchos anécdotas vividos con mi equipo de trabajo, quienes hoy se convierten en mis
colegas, juntos comenzamos y juntos terminamos la meta, agarrados siempre de la
mano de quien prometió darnos la victoria, Nuestro buen y amado DIOS.
“Isaias43:2”
Bethania Salazar10
ÍNDICE GENERAL
Portada………………………………………………………………………
Contraportada……………………………………………………………….
Carta de Aprobación del Tutor Académico…………………………………
Carta de Aprobación del Tutor Institucional………………………………..
Carta de Aprobación del Comité evaluador………………………………...
Dedicatoria………………………………………………………………….
Agradecimiento……………………………………………………………..
Índice General……………………………………………………………….
Índice de Tablas……………………………………………………………..
Índice de Figuras…………………………………………………………….
Índice de Gráficos…………………………………………………………...
Índice de Apéndice………………………………………………………….
Introducción…………………………………………………………………
Parte I: Descripción de la Institución……………………………………….
Ubicación Geográfica………………………………………………………
Misión y Visión
Objetivos de la Institución…………………………………………………..
Descripción de Departamento……………………………………………….
Funciones del Departamento………………………………………………..
Estructura Organizativa……………………………………………………..
Parte II: Área de atención…………………………………………………...
Situación Problemática……………………………………………………...
Objetivos…………………………………………………………………….
Justificación…………………………………………………………………
Parte III: Plan de Actividades……………………………………………….
Cronograma de Actividades…………………………………………………
Descripción de Actividades……………………………………………….
11
Parte IV: Logros del Plan de Actividades…………………………………
Fases del Desarrollo………………………………………………………
Fase 1: Caracterización de las lechadas de 14.5 Lpg………………………
Fase 2: Determinación las propiedades de las lechadas de 12 Lpg………..
Fase 3: Análisis comparativo de las lechadas de 12 y 14.5 Lpg……………
Parte V: Conocimientos adquiridos durante la practica profesional………..
Parte VI: Conclusiones……………………………………………………...
Parte VII: Recomendaciones……………………………………………….
Bibliografías…………………………………………………………………
ÍNDICE DE TABLAS12
Tablas Pág.
Tabla N°1: Cronograma de Actividades…………………………………….
Tabla N°2: Pérdidas de Filtrado…………………………………………………...
Tabla N°3: Control de Perdida de Filtrado………………………………….
Tabla N°4: Resistencia a la compresión “Ensayo Ultrasónico”…………….
Tabla N°5: Bajo Filtrado de las lechadas……………………………………
Tabla Nº 6: Resultados del ensayo ultrasónico……………………………...
Tabla Nº 7: Resistencia a la compresión “Método Destructivo”………….
ÍNDICE DE FIGURAS13
Figuras Pág.
Figura N°1: Ubicación Geográfica………………………………………
Figura N°2: Organigrama de PDVSA…………………………………….
Figura N°3:Fases del Desarrollo………………………………………….
Figura N°4: Licuadora API………………………………………………..
Figura N°5: Consistómetro atmosférico……………………………………
Figura N°6:Balanza Presurizada………………………………………….
Figura N°7: Consistómetro FANN………………………………………..
Figura N°8: Filtro Prensa API…………………………………………….
Figura N°9: Cálculo de pérdida fluido…………………………………….
Figura N°10: Analizador de Cemento Ultrasónico………………………..
14
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráficos Pág.
Grafico N°1: Perdida de Filtrado de lechadas de 14.5 Lpg………………...
Grafico N°2: Perdida de Filtrado de lechadas de 12 Lpg………………......
Grafico N°3:Desarrollo de Gel Estático……………………………………
Grafico N°4: Simulación teórica de la Caída de presión hidrostática……...
Grafico N°5: Simulación practica de la Caída de presión hidrostática…….
ÍNDICE DE APENDICE15
Apéndice Pág.
Apéndice A: Ubicación de Pozos petroleros……………………………
Apéndice B: Información del pozo Santa Rosa…………………………
Apéndice C: Metodología de evaluación de las lechadas……………….
Apéndice D: Diseño de la lechada de 14.5 Lpg………………………….
Apéndice E: Diseño de la lechada de 12 Lpg.
Apéndice F: Clases y propiedades de cementos…………………………..
Apéndice G: Clasificación del cemento por densidad……………………..
Apéndice H: Proceso de Formación de Geles……………………………...
Apéndice I: Inspección de lechadas………………………………………..
Apéndice J: Preparación de lechadas, técnica de mezclado………………
Apéndice K: Aprobación de la propuesta de las lechadas………………
INTRODUCCIÓN16
La presentación del siguiente informe, pretende demostrar el desempeño
práctico teórico del estudiante de ingeniería petroquímica durante sus pasantias, en
las que se debe demostrar las habilidades y destrezas adquiridas en la carrera; que
serán un aporte importante en el desempeño laboral. Por lo que este proyecto se
ejecutó en el área de perforación de los pozos San Joaquín y Santa Rosa perteneciente
al Área Mayor de Anaco, ubicado en el estado Anzoátegui.
En este contexto se tiene que durante la construcción de un pozo petrolero el
proceso de cementacion es de vital importancia para el mismo, dado que una
deficiente operación de cementacion traería como consecuencia, incremento de los
costos, riesgo de pérdida del pozo, y riesgo de contaminación ambiental; por tal
motivo al momento de diseñar y cementar un pozo petrolero se debe tomar en cuenta
las mejores practicas operacionales, con el fin de aplicar alternativas rentables y
sustentables que permitan solventar los problemas que afectan el potencial
productivo de los pozos.
Es de interés resaltar que una buena completación depende directamente de
una satisfactoria cementación; por otra parte las operaciones de cementación primaria
en el Distrito Anaco, requieren de especial atención, debido a que los yacimientos de
esta área se encuentran altamente depletados, presentando zonas con bajo gradiente
de fractura, alta perdida de circulación, alta presión de gas, por lo que surge la
necesidad de utilizar nuevas tecnologías en el desarrollo de lechadas para revestidores
de producción, que garanticen exitosas operaciones, como también alta producción y
mayor vida productiva del pozo. Debido a la complejidad del área, la cementación y
el tipo de lechada varia por cada etapa de revestimiento, más aun en la cementación
de revestidores de producción, lo que hace difícil mantener un diseño especifico tanto
para la perforación como la cementación.17
Por lo antes mencionado se puede decir que este trabajo tiene por objeto
mostrar los resultados de las pruebas a las que se sometieron las lechadas de 12 Lpg
en los laboratorios de las compañías de servicio de CNPC Y BOHAI; a través de un
análisis del rendimiento y eficiencia de estas lechadas que serán aplicadas en los
campos del área mayor del Distrito Anaco. Cabe resaltar que durante el proceso de
cementacion primaria de los revestidores de producción, estas lechadas serán
sometidas a temperaturas medianamente altas, en presencia de gradientes
subnormales de presión y gases agrios como H2S Y CO2, donde la gran mayoría
requiere el uso de lechadas de baja densidad, con el fin de evitar pérdidas de
circulación de fluidos que pongan en riesgo el aislamiento zonal de las formaciones.
Por tanto este informe consta de siete partes, los cuales están desglosados de
la siguiente manera:
Inicialmente se tiene la Parte I la cual conforma la descripción de la
institución como: Ubicación geográfica, visión, misión, objetivos de la Institución,
estructura organizativa (Opcional), descripción del departamento donde se desarrolló
la práctica profesional, nombre del jefe o del encargado del departamento, funciones
del departamento.
Seguidamente la Parte II donde hace referencia al área que requiere ser
atendida por el estudiante; es decir, se especifica la situación problemática, los
respectivos objetivos y la justificación.
Posteriormente la Parte III la cual está enmarcada en la ejecución de un plan
de actividades, describiendo las acciones realizadas por el pasante en la institución,
donde se evidencien los resultados de cada una de las actividades realizadas y
conocimientos adquiridos. (Utilizando para ello el diagrama de Gantt). Además, el 18
diagrama debe contener el desarrollo de las actividades por semana de manera
descriptiva.
La Parte IV especifica los logros del plan acordado, al igual que la parte
práctica, los procesos, generales o particulares de la especialidad del pasante,
resaltando los productos más relevantes de las actividades, sustentados conceptual,
teórico, técnico o legalmente.
En la V Parte se describe los conocimientos teóricos o prácticos obtenidos en
las actividades realizadas en la institución, donde se reflejen los resultados de la
ejecución del proyecto, demostrando clara y explícitamente el cumplimiento de todos
y cada uno de los objetivos planteados.
Seguidamente se explican en la Parte VI los hallazgos derivados del proceso
de práctica profesional, aquí se debe realizar el resumen de los principales resultados
y aportes más relevantes del proyecto. Además debe añadirse el análisis reflexivo y
crítico sobre la realidad percibida, la propia actuación y el contexto de la experiencia
a la luz el conocimiento teórico adquirido en su formación profesional siguiendo los
objetivos planteados por el pasante y respondiendo la interrogante que surge en el
abordaje situacional.
Por último se tiene la VII Parte que es en donde se generan recomendaciones
pertinentes a la universidad, institución y futuros estudiantes que realicen las
prácticas profesionales. Donde, se incluyen las sugerencias que ofrece el pasante,
como producto de los resultados obtenidos y situaciones experimentadas.
PARTE I
19
DESCRIPCIÓN DE LA INSTITUCIÓN
Ubicación Geográfica:
El Distrito Gas Anaco es una organización energética, destinada a la
exploración, Producción, transporte y distribución de hidrocarburos gaseosos junto
con otras filiales y empresas también dedicadas a la industria energética. Se maneja
bajo las normas de seguridad y calidad de Petróleos de Venezuela S.A. para orientar
sus negocios hacia un rendimiento óptimo a través de tecnología de punta en el país.
Geográficamente está ubicado en el área central del estado Anzoátegui y abarcando
parte de los estados Guárico y Monagas. Tiene una extensión aproximada de 13.400
km2 en donde tiene reservas probadas de gas asociado de 103 billones de pies
cúbicos y de gas no asociado de unos 21,9 billones de pies cúbicos, logrando así una
producción actual promedio de 1.677 millones de pies cúbicos diarios.
F
Figura Nº 1: Ubicación Geográfica del Distrito anaco
Fuente: PDVSA
Misión:
20
Planificar, ejecutar y controlar la construcción, rehabilitación y mantenimiento
de pozos y equipos del Distrito Gas Anaco, en forma oportuna, eficiente, rentable,
segura de alta calidad en armonía con el ambiente y el entorno social, mediante la
aplicación de mejores prácticas operacionales, administrativas y tecnológicas para
garantizar la generación y mantenimiento de potencial e incorporación de reservas de
hidrocarburos líquidos y gaseosos, alineados al plan de negocio corporativo.
Visión:
Ser la organización que desarrolle y ejecute estrategias en la construcción,
rehabilitación, mantenimiento de pozos exploratorios y productores de hidrocarburos,
realizando el mantenimiento a los equipos preventivo y correctivo con el fin de
garantizar la producción; utilizando métodos y técnicas que permitan la
administración equilibrada de los hidrocarburos, alineados con los objetivos del
negocio de producción Gas, enmarcados en el Plan de la patria (2013-2019).
Objetivos de la Institución: “PDVSA GAS ANACO”
Planificar y controlar la construcción, rehabilitación, mantenimientos a pozos
y equipos en forma oportuna, confiable, rentable y segura contribuyendo con
las metas volumétricas de Producción Gas.
Emplear nuevas tecnologías en construcción, rehabilitación, mantenimientos a
pozos-equipos en el área de cementacion y bombeo.
Prevenir el deterioro acelerado de los equipos protegiendo las inversiones de
capital de la industria.
21
Garantizar de forma optima la planificación, programación y ejecución de
servicios especializados de fluidos, servicios de perforación direccional,
registro de lodo y toma de muestras requeridas en las operaciones de
perforación y reparación de pozos.
Lograr autonomía en la administración y manejo de los servicios contratados
inherentes a la Gerencia.
Reducir el impacto no productivo en los procesos operacionales asociados a
fallas en los procedimientos de servicios especializados a pozos,
contribuyendo a la generación y mantenimiento de producción al menor costo.
Descripción del Departamento donde se realizó las Pasantías:
El departamento de Cementación y bombeo se encarga de elaborar
especificaciones técnicas para las cementacion de revestidores y camisas,
planificados en la construcción de un pozo basado en la información de pozos
vecinos, en pro de una tecnología disponible bajo costo- beneficio. Se trabaja en
conjunto con el departamento de V.C.D para adquirir las propiedades mecánicas
requeridas en el pozo y así obtener las lechadas de cemento que el mismo necesita,
garantizando de esta manera el aislamiento zonal entre las formaciones.
Planificar y dirigir la ejecución de los proyectos de cementacion de pozos de
perforación y rehabilitación a través del seguimiento continuo, técnicas operacionales
y administrativas en conformidad con lo establecido en los programas de
cementacion, velando por la aplicación de las mejores prácticas y procedimientos
operacionales con la finalidad de realizar operaciones seguras, confiables, tiempo y
productividad.
22
Se presta apoyo al ingeniero de operaciones en la ejecución operacional de los
trabajos de cementacion primaria o secundaria, velando por el cumplimiento de lo
planificado originalmente y por la aplicación de las buenas practicas de cementacion
incluyendo la correcta colocación de los centralizadores de acuerdo al programa de
esfuerzo.
Nombre del Jefe o del Encargado del Departamento
Superintendente de cementación y Bombeo
Lcdo. José Belandria
Funciones del Departamento donde se realizó las Pasantías:
El departamento de Cementacion y bombeo se encarga de dirigir y asegurar la
ejecución oportuna de los proyecto de acuerdo a los programas de construcción de
pozo, suministrados por el cliente y de los lineamientos y políticas de la corporación,
promoviendo la aplicación de las mejores practicas, procedimientos, metodologías,
tecnologías, estimulando altos estándares de calidad, seguridad y optimización de
recursos con el fin de mantener una gestión orientada a la satisfacción del cliente en
armonía con el entorno social y el ambiente.
23
Perforación De Gas
Gerente General
Johnny Morales
Fig. Nº 2: Organigrama PDVSA
Fuente: PDVSA
PARTE II
SITUACIÓN PROBLEMÁTICA24
Perforación y Rehabilitación
Gerente: Gregorio Ramos
Operaciones De Perforación.
Gerente Encargado
Miguel Zambrano
Ingeniería y Mejores
Prácticas
Gerente: Gilberto
Operaciones de Servicios
Especializados
Gerente: Abel Rivas
Cementación y Bombeo
Superintendente:
José Belandria
Cementación
Supervisor Mayor
Tony Pitter
Bombeo
Supervisor Mayor
Humberto Núñez
Cementación
Ingeniero Mayor
Omar Leonett
Cementación
Técnico Mayor
Bombeo
Técnico Mayor
Bombeo
Ingeniero Mayor
José Quintero
El área de mayor producción de Anaco, está conformada por 8 campos
petroleros, de los cuales se toman como objeto de estudio los campos Santa Rosa y
San Joaquín, que se caracterizan por presentar zonas de altas y bajas presiones, y
formación de lutitas y arcillas altamente hidratables; lo que genera en la mayoría de
los casos, un problema severo de pérdidas de circulación de fluidos tales como agua,
crudo y gases, por consecuente su cementación requiere de lechadas, que contengan
propiedades antimigratorias, resistentes al CO2 y H2S, además de una alta resistencia
a la compresión.
Por lo antes descrito es que los campos San Joaquín y Santa Rosa han
conducido a la aplicación de lechadas con diseños muy específicos orientados según
los requerimientos establecidos por PDVSA-GAS ANACO, quien en los últimos
meses ha observado que la lechada utilizada actualmente ha causado problema en la
cementación; como perdida de circulación, inversión de aditivos extras que se le
añaden a la preparación de la mezcla, además de gastos adicionales en operaciones
secundarias, mejor conocida como proceso de rehabilitación; ya que para pozos con
problemas de migración de fluidos se recomienda formular sistemas cementantes con
un valor determinado de perdida de fluido inferior a 25ml/min, lo cual garantice una
lechada fluida sin problemas de deshidratación hasta su colocación en el espacio
anular que favorezca a la presión hidrostática ejercida por la columna de cemento
para mitigar la migración de fluidos, en función a esto la lechadas utilizadas hoy en
día no están cumpliendo con los requerimientos y exigencias de los pozos petroleros.
Es importante mencionar que PDVSA-GAS ANACO cuenta con una serie de
compañías de servicio que son las que producen las lechadas que se utilizan en las
cementaciones primarias; quienes se han visto afectados al recibir los reportes
generados por PDVSA, donde describen la deficiencia que están presentando estas 25
lechadas al ser cementada; en función a esta problemática los ingenieros de campo
sugieren utilizar lechadas con menor densidad en rangos entre 11-12 Lpg. Por
consecuente a lo antes mencionado surge este tipo de investigación que pretender dar
respuesta a las interrogantes planteadas a nivel de campo, por ende se propone a las
compañías de servicios que estas lechadas alivianas se sometan a estudios de
laboratorio, donde se evalué su eficiencia en: alta resistencia a la compresión, bajo
filtrado, baja permeabilidad resistencia a la retrogresión térmica, resistencia al ataque
de los gases agrios (CO2 y H2S), así como condiciones antimigratorias.
Para abarcar este estudio es necesario realizarse las siguientes interrogantes,
¿Sera necesario conocer que propiedad está influyendo en la lechadas que se utilizan
actualmente?, ¿Se podrá obtener resultados satisfactorios que permitan dar respuesta
a la situación en la que se encuentran los campos San Joaquín y Santa Rosa, por
medio de estudios de laboratorio de las lechadas de 12 Lpg, en las compañías de
servicio que trabajan bajo los estándares establecidos en PDSA-GAS?
Objetivos:
A continuación se establecen los objetivos que sustentan la realización del
presente trabajo de investigación.26
Objetivo General:
Evaluar las lechadas alivianadas de 12 Lpg en las compañías de CNPC y
BOHAI para ser aplicadas en los liner de producción de los campos San Joaquín y
Santa Rosa del Distrito Anaco.
Objetivos Específicos:
Caracterizar las lechadas de 14.5 Lpg utilizadas actualmente en los liner de
producción de los campos San Joaquín y Santa Rosa.
Determinar las propiedades de las lechadas alivianadas de 12Lpg mediante
los ensayos de laboratorio en las compañías de servicio CNPC Y BOHAI.
Realizar un análisis comparativo de los resultados obtenidos de las pruebas de
laboratorio de las lechadas de 14.5 y 12 LPg, en base a los estándares
establecidos por PDVSA GAS.
Justificación de la Investigación:
La efectividad de cualquier trabajo de cementación depende de llevar a cabo
una preparación meticulosa y precisa de las lechadas, los ensayos realizados en
27
laboratorios para el cemento tienen la función de evaluar el desempeño y las
características de las misma, mediante la medición de ciertas propiedades bajo ciertas
condiciones de fondo de pozo y el análisis cualitativo y cuantitativo de los
componentes de las lechadas antes de ser mezclada; con la finalidad de garantizar el
éxito de las operaciones, así como también mayor vida productiva del pozo lo que se
considera un beneficio, debido a que el país depende en muchos aspectos de la
producción de estos pozos petroleros, cabe mencionar que las lechadas de baja
densidad son factibles debido a que son livianas y flexibles, es decir, que una vez que
fragua, cumplen con los requerimientos necesarios para ser cementada como lo son
(alta resistencia a la compresión, flexión y tensión) para la continuación de la
perforación así como el aislamiento de zonas productoras de hidrocarburos.
Por otra parte la propuesta desarrollada en este proyecto evaluara una lechada
de cemento de baja densidad específicamente de 12 Lpg, a través de estudios de
laboratorio donde se tomaran en cuenta las propiedades requeridas por PDVSA GAS
ANACO como lo son; la resistencia a la compresión, pérdida filtrado y propiedades
antimigratoria, a fin de demostrar que este tipo de lechada pueden dar una respuesta
inmediata que garantice el éxito de las operaciones de cementación, evitando las
pérdidas de circulación , la etapa de rehabilitación; así como también la disminución
de los riesgos, tiempos y costos de operación que acarrea la cementación secundaria.
Además, el presente trabajo beneficiara económicamente a PDVSA GAS
ANACO, debido que la evaluación de estas lechadas servirá como guía para prevenir,
solucionar y realizar modificaciones en función a las propiedades que se estudiaran
durante la ejecución de la práctica profesional; además de generar reducción de
costos asociados a la cementación de pozos, debido a que las lechadas de menor
densidad poseen las características que se requieren en las formaciones depletadas de
los campos San Joaquín y Santa Rosa.
28
Finalmente, el estudio realizado sirve para fortalecer los conocimientos
adquiridos durante el proceso de formación como Ingeniero Petroquímico, así como
el desarrollo de las habilidades en relación a la ingeniería de procesos y al análisis de
propiedades de las lechadas de cementación, considerado como un conocimiento
adquirido a través de las pasantía en PDVSA GAS ANACO, que me genera un
beneficio en mi desarrollo profesional y al mismo tiempo me hace participe en
referencia a investigaciones futura de esta índole.
PARTE III
DESCRIPCION DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS
29
Semana I: desde el 28 de Marzo 2016 hasta el 01 de Abril 2016
Firma del Contrato, asistencia a la charla de inducción de normas y
reglamentos de la empresa.
Conocer las instalaciones de la institución y presentación del personal
administrativo.
Lectura de notificación de riesgo y firma de la misma.
Bienvenida al departamento de Cementacion en el área de perforación.
Entrega del material informativo, para conocer cada uno de los análisis y
ensayos de laboratorio que se llevan a cabo en el departamento y obtener una
visión general de las actividades que se desempeñan dentro del mismo.
Semana II: desde el 04 de Abril 2016 hasta el 08 de Abril 2016
Asistencia a la conferencia del 11-12-13 de abril en el auditorio Manuela
Saenz, donde se impartió conocimientos acerca de los sucesos ocurridos en
Venezuela en las fechas ya mencionadas.
Lectura de Métodos inductivos de trabajo y manual de las normas API, donde
se profundizo acerca de los parámetros establecidos para la preparación de las
diferentes lechadas y los métodos para el análisis de sus propiedades.
Reunión con el tutor insdutrial con la finalidad de discutir y seleccionar el
tema a desarrollar durante el periodo de pasantía.
Visualización de videos informativos en referencia al tema asignado; se
estudio los factores que influyen en los campos de perforación, analizando de
esta manera el enfoque principal del tema a estudiar.
Semana III: desde el 11 de Abril 2016 hasta el 15 de Abril 2016
30
Planificación del cronograma de actividades, en función a las semanas de
trabajo asignadas; con el propósito de cumplir con los objetivos trazados en el
tiempo establecido por la institución.
Reunión con el tutor académico; entrega de la carpeta de documentos en la
institución, aprobación del titulo asignado por el tutor industrial.
Redacción de la primera parte del informe en base a la información
suministrada por la empresa considerando aspectos como: ubicación, visión,
misión, estructura organizacional y su reseña histórica.
Corrección de manuales inductivos, acerca de la cementacion de pozos
petroleros tomando en cuenta los parámetros para una cementacion primaria y
secundaria.
Semana IV desde el 18 de Abril 2016 hasta el 22 de Abril 2016
Se visito el laboratorio de la compañía de servicio CNPC, con la finalidad de
evaluar las lechadas alivianadas de (11 - 12) Lpg certificando las propiedades
reológicas de las mismas, bajo la supervisión de INTEVEP.
Se dio continuación a las pruebas de laboratorio en la compañía de servicio
CNPC; para obtener resultado de la prueba de resistencia a la compresión
ultra sónica (ensayo no destructivo), a la cual se sometió la lechada por 24
horas.
Participación en una auditoria a la compañía de servicio CNPC; con el
objetivo de inspeccionar el control de calidad y seguridad en cada
departamento de la empresa según lo establecido en las normas
Se discutieron los resultados obtenidos en el laboratorio con los ingenieros
del departamento a fin de interpretar y analizar apropiadamente los datos
aportados por las pruebas realizadas.
31
Semana V desde el 25 de Abril 2016 hasta el 29 de Abril 2016
Visita al laboratorio de la compañía de servicio BOHAI, donde se evaluaron
las lechadas alivianadas de 12 Lpg certificando la concentración de los
diferentes aditivos utilizados en la preparación de lechadas alivianadas, bajo la
supervisión de la filial de investigación de PDVSA, INTEVEP.
Se dio continuacion a las pruebas de laboratorio en la compañía de servicio
CNPC; para obtener resultado de la prueba de resistencia a la compresión
ultra sónica (ensayo no destructivo), a la cual se sometió la lechada por 24
horas.
Discusión de los resultados obtenidos en el laboratorio con los ingenieros del
departamento a fin de interpretar y analizar apropiadamente los datos
aportados por las pruebas realizadas como lo son: reología,
acondicionamiento del fluido, pérdida de fluido y prueba de análisis de
esfuerzo a los geles estáticos.
Una vez discutidos los resultados, se realizo la simulación con un software de
diseño y planificación de cementacion primaria.
Semana VI desde el 02 de Mayo 2016 hasta el 06 de Mayo 2016
Visita al laboratorio de CPVEN, con la finalidad de evaluar el desempeño del
lavador base aceite (SOLIN 7.2 Lpg) y lavador base agua (CLAV-1) en la
remoción del revoque.
Continuación de las pruebas de laboratorio referente a la compatibilidad de los
espaciadores con el fluido de perforación y lechadas de cemento.
Análisis del comportamiento reológico de la lechada de cemento de 12.5 Lpg.
32
Discusión de los resultados obtenidos en el laboratorio con los ingenieros del
departamento a fin de interpretar y analizar apropiadamente los datos
aportados por las pruebas realizadas a los espaciadores y lavadores.
Semana VII (desde el 09 de Mayo 2016 hasta el 13 de Mayo 2016)
Visita al laboratorio de BOHAI, con la finalidad de evaluar el desempeño del
lavador base aceite (SOLIN 7.2 Lpg) y lavador base agua (CLAV-1) en la
remoción del revoque.
Continuación de las pruebas de laboratorio referente a la compatibilidad de los
espaciadores con el fluido de perforación y lechadas de cemento.
Análisis del comportamiento reológico de la lechada de cemento de 12.5 Lpg.
Discusión de los resultados obtenidos en el laboratorio con los ingenieros del
departamento a fin de interpretar y analizar apropiadamente los datos
aportados por las pruebas realizadas a los espaciadores y lavadores.
Semana VIII desde el 16 de Mayo 2016 hasta el 20 de Mayo 2016
Se visitó la institución con la finalidad de que el tutor académico revisara las
cuatro primeras partes del informe de pasantías,
Se realizaron modificaciones en algunas partes del informe de pasantías según
las observaciones realizadas por el tutor académico.
Se ejecutaron modificaciones al informe, para verificar de esta manera que las
correcciones y sugerencias realizadas por el tutor académico se tomaran en
cuenta.
Semana IX desde el 23 de Mayo 2016 hasta el 27 de Mayo 2016
33
Traslado al taladro PDV-54 pozo RPN-0089 con la finalidad de inspeccionar
una cementación primaria por la compañía de servicio BOHAI, utilizando un
lodo de perforación base agua, con un fluido lavador base agua de 13 lpg.
Visita al taladro BH-08, pozo RPN-0086, para una cementación secundaria
donde se realizó el desplazamiento de un tapón balanceado por la compañía
de servicio BOHAI.
Supervisión a los taladros PDV-175 y PDV-54, para verificar que se este
ejecutando la cementacion de manera exitosa, bajo los requerimientos que
exige el pozo antes mencionado.
Semana X (desde el 30 de Mayo 2016 hasta el 03 de Junio 2016)
Supervisión a la empresa de servicio NITOVEN, con la finalizada de verificar
las condiciones de la empresa y si cumple con los parámetros que PDVSA
exige.
Cementación primaria en el taladro PDV-51 Pozo TM-0109 en el cual se
utilizó un espaciador dual de 11 lpg, con una lechada única antimigratoria.
Remediación en el taladro PDV-21 pozo ZG-350 con la compañía de servicio
CNPC donde se realizó un aislamiento zonal en el pozo.
Semana XI (desde el 06 de Junio 2016 hasta el 10 de Junio 2016)
Se fue al taladro PDV-54 a tomar una muestra de lodo base agua para realizar
las pruebas pertinentes a dicho lodo.
Realización de ensayos de laboratorio en la compañía de servicio TUCKER
donde se analizaron pruebas de compatibilidad y humectabilidad utilizando un
fluido de perforación base agua.
34
Mezclador a Velocidad Constante
Discusión de las pruebas realizadas en el laboratorio TUCKER, con respecto a
los parámetros que establece PDVSA, la cual se guía por las normal API RP
10-B sección 16.
Semana XII y XIII desde el 13 de Junio 2016 hasta el 27de Junio 2016
Se visitó el taladro PDV-21 pozo rpn-0086 se realizó una cementación
secundaria donde se deslizo un tapón balanceado con la compañía de servicio
BOHAI.
Taladro BH-08, pozo ZG-350 con la compañía de servicio CNPC, se realizó
un aislamiento, de igual forma pruebas de líneas y tubería por la compañía de
servicio, se observó caída de presión y corrigió las fugas existentes.
Visita al taladro PDV-146 pozo G-103 compañía de cementación CNPC,
donde se realizó una cementación de arena CO-R2.
Entrega del informe de pasantias al tutor industrial, donde se realizaron
algunas modificaciones que posteriormente permitirian imprimir el rustico.
Traslado a valencia para entrega del rustico en la institución.
PARTE IV
Logros del Plan de Actividades
35
La realización de este proyecto consta de tres (3) fases en función de los
objetivos específicos anteriormente planteados como se describe en la siguiente
figura N°:
Fase I:
Fase II:
Fase III:
Fig. Nº 3: Metodología Experimental
Fuente: Salazar, (2016)
Fase I: Caracterizar las lechadas de 14.5 Lpg utilizadas actualmente en
los liner de producción de los campos San Joaquín y Santa Rosa.
36
Determinar las propiedades de las lechadas
alivianadas de 12Lpg mediante los ensayos de laboratorio
en las compañías de servicio CNPC Y BOHAI.
Caracterizar las lechadas de 14.5 Lpg utilizadas
actualmente en los liner de producción de los campos San
Joaquín y Santa Rosa.
Realizar un análisis comparativo de los resultados
obtenidos de las pruebas de laboratorio de las lechadas de 14.5 y
12 LPg, en base a los estándares establecidos por PDVSA
GAS. .ANACO.
Una vez recopilado el material relacionado con el tema de estudio, como son los
manuales de PDVSA, trabajo especial de grado, pruebas de laboratorio entre otras
fuentes de información, se logra abordar los temas que serán necesarios para llevar a
cabo este trabajo de práctica profesional.
Partiendo en primer lugar por la prueba de perdida filtrado, que según el
manual de PDVSA (2010) “Cementacion de Pozos Petroleros” establece que la
pérdida de fluido sirve para determinar la deshidratación que sufre la lechada durante
los trabajos de cementación; esta prueba consiste en someter la lechada a las
condiciones simuladas del pozo en un consistómetro, posteriormente se coloca en una
prensa-filtro caliente, si la lechada se deshidrata por completo en menos de
30 minutos, se anota el tiempo de deshidratación y, mediante un factor de conversión,
se determina el valor de la pérdida de fluido. Los resultados se expresan en ml de
fluido para 30 minutos.
La pérdida de filtrado debe ser diseñada de acuerdo al tipo de formación y a
su permeabilidad. Las tasas de pérdida de filtrado aceptadas por API se muestran en
la siguiente tabla a continuación:
Tabla Nº 2. Pérdidas de Filtrado en función de Permeabilidades Establecidas por API
Fuente: PDVSA
(2015)
Conforme a la revisión del registro del control de perdida de filtrado realizada
en el año 2015 a las lechadas de 14,5 Lpg en la compañía de servicio CNPC, se
37
obtiene los resultados reflejados en la tabla N°2, que facilita el punto de comparación
al analizar las lechadas de menor densidad, la cual se discuten mas adelante.
Tabla Nº 3: Control de Perdida de Filtrado
Fuente: Salazar, (2016)
Gráfico Nº 1 Pérdida de Fluido de lechadas de 14.5 Lpg
Fuente: INTEVEP
Perdida de Fluido API = 2*V30 = 2 * 13 ml = 26 ml/30 min38
Tiempo
[min:seg]
Volumen
acumulado [ml]
Volumen
recolectado [ml]
00:30 1,4 1,4
01:00 2 0,6
05:00 5,2 3,2
10:00 7,4 2,2
15:00 9,2 1,8
20:00 11,2 2
30:00 13 1,8
Los resultados obtenidos de un filtrado de 26ml/30min permiten afirmar que
la lechada de 14,5 Lpg no cumple con los requerimientos de PDVSA que establece un
valor de deshidratación menor o igual a 25ml/30min.
El segundo estudio está enmarcado a la resistencia a la compresión que tienen
estas lechadas de 14,5 Lpg, en la cual se logra identificar teóricamente según el
manual de PDVSA que la resistencia a la compresión del cemento fraguado indica la
capacidad del cemento para no fallar en compresión. El cemento debe ser lo
suficientemente resistente para sostener la tubería de revestimiento en el pozo,
soportar los choques generados por las operaciones de perforación y disparo, y resistir
una presión hidráulica alta sin fracturarse. La prueba de resistencia a la compresión
sirve para determinar la resistencia del cemento fraguado en las condiciones del pozo.
Es generalmente aceptado en la industria de petróleo que una resistencia a la
compresión de 1000 psi es adecuada para la mayoría de las operaciones.
Tabla N°4: Resistencia a la compresión “Ensayo Ultrasónico”
Fuente: Salazar, (2016)
De acuerdo a los resultados obtenidos se define que las lechadas de 14,5 Lpg
no cumplen con los requerimientos establecidos por PDVSA en cuanto a la
39
Tiempo Resistencia Unidad
8 horas 0 [psi]
12 horas 0 [psi]
24 horas 186 [psi]
29 horas 500 [psi]
36 horas 896 [psi]
48 horas 1159 [psi]
resistencia a la compresión debido a que debe registrarse a las 24 hrs. una RAC
mayor a 1200 psi.
Por tal motivo el diseño original fue modificado con la finalidad de que al
reformular la lechada de cemento arrojara resultados satisfactorios conforme a las
especificaciones de PDVSA; se realizó el incremento de la concentración del material
Puzolana. Todos estos análisis favorecen a la continuidad de siguiente fase
metodología, del presente trabajo de práctica profesional.
Fase II: Determinar las propiedades de las lechadas alivianadas de
12Lpg mediante los ensayos de laboratorio en las compañías de servicio CNPC Y
BOHAI.
En primer lugar fue necesario conocer teóricamente las propiedades que
componen una lechada de cementación, donde posteriormente será evaluada la
eficiencia que posee en: alta resistencia a la compresión, bajo filtrado, baja
permeabilidad, resistencia a la retrogresión térmica, resistencia al ataque de los gases
agrios (CO2 y H2S), así como condiciones antimigratorias, conforme a los
requerimientos que ha establecido PDVSA.
Propiedades de una lechada de Cemento
Según el manual de PDVSA (2012) “Cementacion primaria de pozos”
establece que la propiedades de la lechada y del cemento fraguado se diseñan y
evalúan en un laboratorio, donde se simulan las distintas condiciones en las que van a
emplearse. Los procedimientos de prueba en laboratorio se rigen por las normas
incluidas en API RP 10B: Procedimiento Recomendado para la Prueba de Cementos
para Pozos.
40
Antes de llevar a cabo una cementación, el laboratorio suministrará al
supervisor de campo un reporte, en el que se tienen los datos de la simulación. A
partir de este documento, el supervisor de cementación sabe qué aditivos se necesitan,
las concentraciones de los componentes y las propiedades de la lechada de
cementación. El reporte de laboratorio contiene las características de la lechada que
se va a bombear al pozo. Estas características incluyen: fluido de mezcla, reologia,
tiempo de espesamiento, agua de mezcla, resistencia a la compresión, pérdida de
fluido y agua libre.
Al emprender las actividades propias del laboratorio, respecto a los ensayos antes
mencionado, se logró determinar los parámetros de las lechadas de 12 Lpg, mediante
los siguientes pasos que se describen a continuación:
1. Pesar la cantidad de agua, cemento y aditivos en una balanza electrónica,
posteriormente se mezcla el agua, cemento y aditivo en una mezcladora API.
La mezcla se realiza por 15 segundos a 4000 y luego por 35 segundos a 12000 rpm
toda la lechada. El equipo utilizado para la preparación de lechadas es la licuadora
API. Figura 4
Figura N° 4: Licuadora API
Fuente: Compañía de Servicio CNPC.
41
2. Después de mezclar la lechada en la mezcladora API se pasa al consistómetro
atmosférico para simular las condiciones de mezclado que soportará la lechada
antes de ser bombeada al pozo.
Figura N°5: Consistómetro atmosférico.
Fuente: Compañía de Servicio CNPC
3. Posteriormente se mide la densidad de la lechada en una balanza presurizada.
Figura N°6: Balanza Presurizada.
Fuente: Compañía de Servicio CNPC
42
Según el manual de PDVSA (2010) “cementacion primaria de pozos” define que
la densidad de las lechadas utilizadas en los trabajos de cementación, no debe de ser
mayor que el gradiente de fractura de la formación a cementar, ya que si esto
ocurriera se perdería todo el cemento y traería problemas en el pozo. Esta densidad no
puede estar por debajo de la presión del poro de las formaciones, debido a que esto
produciría una arremetida de los fluidos que se encuentra en el área.
4. Se mide la reología de la mezcla en el viscosímetro FANN donde se le
determina el punto cedente y la viscosidad plástica de la lechada. Estas características
nos permiten conocer qué tipo de flujo nos va a permitir esa lechada (flujo turbulento
o flujo tapón).Por medio del computador, nos dice si va a entrar en flujo turbulento
con tantos barriles/min.
Figura N°7: Consistómetro FANN.
Fuente: Compañía de Servicio CNPC
43
Según el manual de PDVSA (2010) “Lechadas de cementaciones primarias”
Establece que la reología define las propiedades de flujo de la lechada. Estas
características se controlan con el fin de facilitar la mezcla y bombeabilidad
obteniendo de esta manera las características deseadas del caudal del fluido. Las
propiedades del fluido que definen la reología son:
Viscosidad plástica (PV) expresada en cp (centipoise): pendiente de la línea
de esfuerzo de corte/velocidad de corte por encima del punto de cedencia.
Punto de cedencia (YP) expresado en libras de fuerza/100 pies cuadrados:
mide la resistencia del fluido a fluir.
Cuantos más sólidos contenga una lechada, mayor será la viscosidad plástica.
Cuanto mejor sea la dispersión entre las partículas hidratadas de cemento, menor será
el punto de cedencia.
5. En esta etapa del proceso se determina la cantidad de perdida de filtrado de la
lechada en el filtro prensa bajo condiciones dinámicas de presión y temperatura en un
equipo llamado, filtro prensa.
Figura N°8: Filtro Prensa API.
Fuente: Compañía de Servicio CNPC
44
Según el manual de PDVSA (2010) “Parámetros de criterios API” define que el
fluido es la capacidad de una lechada de cemento para mantener o perder una porción
de su fase agua como una pérdida de filtrado hacia la formación. Se expresa en
[ml/30min]. Se mide la deshidratación que sufre la lechada durante los trabajos de
cementación e inmediatamente después de terminarlos. Una elevada pérdida de
filtrado puede resultar en una deshidratación de la lechada, implicando que la lechada
presente un fraguado prematuro e impidiendo la colocación del cemento en el anular.
Producto de la evaluación de los parámetros antes mencionado se logró levantar la
siguiente tabla, la cual permitirá la comparación cualicuantitativa con la lechada
empleada actualmente:
Tabla Nº 5 Bajo Filtrado de las lechadas
Fuente: Salazar, (2016)
45
Tiempo
[min:seg]
Volumen
acumulado [ml]
Volumen
recolectado [ml]
00:30 1,3 1,3
01:00 1,7 0,4
05:00 3,9 2,2
10:00 5,7 1,8
15:00 7,1 1,4
20:00 8,4 1,3
30:00 10,5 2,1
Gráfico Nº 2 Pérdida de Fluido de lechadas de 12 Lpg.
Fuente: INTEVEP
Para la determinación de pérdida de fluido es necesario la utilización de la
siguiente formula que se muestra en la siguiente figura:
Figura Nº 9: Cálculo de perdida fluido.
Fuente: INTEVEP46
Una vez conocida la fórmula para determinar la pérdida de fluido se procede
al cálculo conforme a los resultados obtenidos en la tablaN°3:
Perdida de Fluido API= 2*V30 = 2 * 10,5 ml = 21 ml/30min
Con el valor obtenido de un filtrado de 21ml/30min se puede inferir que la
lechada de 12 Lpg si cumple con los requerimientos de PDVSA que establece un
valor de deshidratación menor o igual a 25mil/30min. El bajo filtrado en las
lechadas de cemento logra un comportamiento de impermeabilidad del sistema,
garantizando una lechada fluida sin problemas de deshidratación después de su
colocación en el espacio anular. Es importante tener en cuenta que para pozos con
problemas de migración de fluidos se recomienda formular sistemas cementantes con
un valor determinado de pérdida de fluido.
6. Se calcula la resistencia a la compresión de la lechada en una cámara de
curado, la cual es un equipo de alta presión y alta temperatura donde se elaboran
bloques de muestra de las diversas lechadas de cemento diseñadas, los cuales serán
sometidos a diversos esfuerzos.
Figura Nº 10: Analizador de Cemento Ultrasónico
Fuente: BOHAI47
Tabla Nº 6 Resultados del ensayo ultrasónico.
Fuente: El autor
En el ensayo de resistencia a la compresión por el método ultrasónico (UCA)
se registraron 1176 psi a las 24 hrs., lo que verifica que las lechadas de 12 Lpg, si
cumplen con los requerimiento establecido por PDVSA conforme a este parámetro.
Tabla Nº 7 Ensayo de resistencia a la compresión “Método Destructivo”
Fuente: Salazar, (2016)
Se realizó el ensayo de resistencia a la compresión por método destructivo para
corroborar el valor de resistencia registrado por el método ultrasónico a un tiempo
determinado de 24 horas, alcanzándose un valor de RAC promedio de 232 psi,
demostrando efectivamente estar en concordancia con lo exigido por la empresa.
48
Resistencia a la
Compresión
[ensayo
ultrasónico]
TiempoResistenci
aUnidad
8 horas 532 [psi]
12 horas 750 [psi]
24 horas 1176 [psi]
Resistencia a la
Compresión
Muestras ( Cubos ) R.A.C [psi]
1 221,56
2 230,31
3 236,40
4 242,66
Promedio 232,73
Gráfico Nº 3 Desarrollo del Gel estático.
Fuente: INTEVEP
Gráfico Nº 4 Simulación teórica de la Caída de presión hidrostática.
Fuente: INTEVEP
Según el manual de PDVSA (2010) “Presión Hidrostática de los Fluidos”
Establece que cuando la presión hidrostática del pozo disminuye por la gelificación
de la lechada y se iguala con la presión de formación, la lechada es potencialmente
49
vulnerable a la percolación por el gas u otro fluido presente en la formación. Para ese
instante, la lechada debería registrar un desarrollo de gel estático con un valor mayor
o igual a 500 lbf/100ft2. Teóricamente, según la gráfica obtenida se puede inferir que
la lechada debería ser percolada por migración de fluidos debido a que registra un
SGS de 60 lbf/100ft2. Sin embargo, se realizó el ensayo de evaluación antimigratoria
en el equipo Analizador de Migración de Fluido [FMA], y se observó la propiedad
antimigratoria, generando resultados contradictorio a lo expuesto anteriormente.
Gráfico Nº 5 Simulación práctica de la Caída de presión hidrostática.
Fuente: INTEVEP
Cuando ocurre esta igualación de presiones durante el ensayo en el FMA [sucede
a un tiempo de 02:15 hrs:min] se procede a inyectar gas nitrógeno [300 psi]
simulando gas de la formación por un tiempo igual al tiempo en que tarda la lechada
en desarrollar la máxima gelificación registrada en el SGS [1200 lbf/100ft2] = 03:28
[tiempo de ensayo]. Para esta formulación de lechada de cemento evaluada no
presentó migración de fluido durante el ensayo.
50
Cabe destacar que a través del trabajo realizado por Vázquez en el año (2005)
en PDVSA Intevep [SPE 94901], desarrollo una metodología para prevenir la
migración de gas en lechadas de cemento, prestando especial atención a la etapa de
transición. La metodología de evaluación antimigratoria de formulación de lechadas
de cemento para pozos con potencial migración de fluidos consiste en los siguientes
pasos fundamentales:
1. Cálculo del Potencial de Flujo de Gas (FPF): Permite comprender la
severidad del problema.
2. Ensayo de pérdida de fluido estático. El valor de pérdida de fluido debería ser
menor a 30 ml/30min, para pozos con potencial migración de fluidos. El bajo filtrado
en las lechadas de cemento logran un comportamiento de impermeabilidad del
sistema garantizando una lechada fluida sin problemas de deshidratación hasta su
colocación en el espacio anular y favorece a la presión hidrostática ejercida por la
columna de cemento para mitigar la migración de fluidos.
3. Fuerza de Gel Estático: Cuando la lechada de cemento está en el anular, la
lechada comienza a desarrollar en estático geles para su posterior fraguado, sin
embargo, al momento de desarrollar geles, la hidrostática comienza a disminuir y por
ende la posible invasión de agua y/o gas. Esta prueba se realiza con el analizador de
desarrollo de gel en estático [SGSA] el cual calcula los Geles (esfuerzo) Vs. Tiempo.
4. Caída de Presión: Se utiliza un analizador de migración de fluidos [FMA /
CHA]. La presión hidrostática del pozo es representada cuando la lechada está
colocada en el anular. Posteriormente, con la data del SGSA se calcula la caída de
presión (DP), es decir, mientras el tiempo transcurre se desarrolla geles y se produce
caída de presión la cual se puede observar durante el desarrollo del ensayo.51
Fase III: Realizar un análisis comparativo de los resultados obtenidos de las pruebas de
laboratorio de las lechadas de 14.5 y 12 LPg, en base a los estándares establecidos por
PDVSA GAS.
A través de análisis de laboratorio a los que se sometieron las lechadas de
cementacion primaria se logra levantar la siguiente tabla, siendo objetivo en cuanto a los
requerimientos que PDVSA-GAS exige a las compañías de servicio, quienes se encargan de
elaborar este tipo de cemento.
TABLA XXXX TITULO…………..
CaracterísticasCritérios de
PDVSALechada de 14.5 Lechada de 12
Pérdida de Fluido < 25 ml/30 min 26 ml/min 21 ml/min
Resistencia a la
Compresión (Psi)>1200 Psi 24Hrs. 1176 Psi 186 Psi
Posee Propiedades
Antimigratorias
Debe ser
antimigratoriaNO SI
Problemas durante
la Cementacion --------------------- Sin Problemas Problemas
FURNTE
Pérdida de Fluido: Conforme a los resultados arrojados en la tabla anterior se
puede corroborar que la lechada que cumple con los parámetros establecidos por
PDVSA en función a la pérdida de fluido, es la lechada de 12 Lpg.
Resistencia a la Compresión (Psi): Una vez realizado los análisis de resistencia a
compresión se logra verificar que la lechada de 12 Lpg es la que cumple con el
parámetro establecido por PDVSA y al mismo tiempo se comprueba la deficiencia
que presentan las lechadas de 14.5 Lpg con respecto a esta característica.52
Posee Propiedades Antimigratorias: las lechadas de 14.5 Lpg no poseen
propiedades antimigratorias lo que conlleva a tener problemas durante la cementación
debido al tipo de formación que presenta el campo San Joaquín del Distrito Anaco;
queda demostrado una vez mas que las lechadas de baja densidad, específicamente la
de objeto de estudio 12 Lpg, es la adecuada para este tipo de zonas depletada.
PARTE V
53
Conocimientos Adquiridos
El éxito alcanzado durante el desarrollo de las pasantías se deben
principalmente a la disposición del estudiante en cuanto al desempeño laboral
demostrado durante estas trece semanas; donde se logró colocar en práctica parte de
los conocimientos adquiridos en la institución académica, gracias a la oportunidad
brindada por PDVSA GAS y al apoyo incondicional de los ingenieros encargados del
departamento de cementación en conjunto con el tutor industrial quien desempeño un
papel fundamental en la ejecución de este proyecto.
Es importante resaltar la valiosa colaboración prestada por las compañías de
servicios, BOHAI y CNPC, quienes prestaron sus instalaciones, específicamente los
laboratorios, para realizar la evaluación de las lechadas alivianas, obteniendo
resultados satisfactorios en cuanto a los objetivos trazados en esta investigación.
Parte de la experiencia obtenida en estas prácticas profesionales conllevo a
manejar los siguientes términos, así como desarrollar destrezas en la preparación de
lechadas de cementación en el laboratorio.
Lechada de Cemento: Se define como una mezcla de cemento y agua, también
llamada pasta de cemento; que puede variar en relación a la necesidad de
bombeabilidad, es decir, a más alta temperatura y presión es necesario modificar las
especificaciones y propiedades.
Para realizar el diseño de una lechada de cemento fue necesario tomar en
cuenta las siguientes consideraciones:
54
• Parámetros del hoyo: Temperatura estática de fondo (BHST), gradiente de
poro y fractura, diámetro del hoyo.
• Condiciones de hoyo: Presencia de gas, Presencia de CO2 y H2S, Presencia
excesiva de sales.
• Parámetros de la lechada: Densidad de la lechada, Reología, Control de
filtrado, Tiempo de espesamiento, Resistencia a la compresión, Desarrollo de geles
estáticos.
Posteriormente del diseño, fue preciso conocer los aditivos más utilizados en la
preparación de lechadas para cementaciones primarias:
Retardadores: producto químico utilizado para prolongar el tiempo de espesamiento
de una lechada, entre ellos se encuentran los siguientes:
SR-2: para bajas temperatura entre 100 y 170 ºF, disminuye viscosidad.
SR-10: para altas temperatura entre 200 y 260 ºF, disminuye viscosidad.
Diacel-LWL: para temperaturas entre 150 y 200 ºF, viscosifica y ayuda a
controlar filtrado.
Aceleradores: reducen el tiempo de espesamiento de una lechada de cemento y
ayudan a aumentar la tasa de desarrollo de resistencia a la compresión, ideal en pozos
de poca profundidad y bajas temperaturas.
Cloruro de calcio: viscosifica se utiliza en pozos someros.
Metasilicato de sodio: es el de uso común, viscosifica y se puede utilizar
como extendedor, controla el agua libre e incrementa la resistencia.
Cloruro de potasio: su uso más común es como inhibidor de arcillas.
55
Cloruro de sodio: se utiliza mayormente en estimulaciones, en
concentraciones mayores al 3% en lugar de acelerar, retarda.
Controladores de filtrado: se utiliza con el fin de reducir la pérdida de la fase
acuosa de la lechada en zonas porosas del hoyo para evitar la deshidratación
prematura de la misma. Los más utilizados son:
FC-2: a demás de controlar filtrado, dispersa la lechada.
FC-22: a demás de controlar filtrado viscosifica la lechada.
Diacel-LWL: actúa como controlador de filtrado a temperaturas de 200ºF.
Dispersantes: reducen la viscosidad de operación de la lechada; modifican lechadas
de bajo peso a ser colocadas a través de una formación de bajo gradiente de fractura.
FT-4: puede actuar también como retardador pero no debe usarse para tal fin.
Entendedores: se utilizan para aumentar el rendimiento de una lechada reduciendo la
cantidad de cemento necesario para preparar una lechada. También disminuye la
densidad de la mezcla y por ende el riesgo de fracturas a formaciones débiles.
Bentonita: puede ser utilizada en concentraciones superiores al 25%,
contribuye con la suspensión de sólidos presentes en la mezcla.
Retrogresión térmica: utilizados para evitar la reducción de la resistencia a la
compresión de la lechada por efecto de alta temperatura.
SF-325 (Silica fluor): utilizado para temperatura estática de fondo por encima
de 230ºF.
56
Densificantes: aumentan la densidad o peso por unidad de volumen de una lechada
proporcionando la presión hidrostática requerida para el control del pozo.
Hematina: es utilizado para las lechadas de cemento, aumenta la viscosidad
de la lechada, es convenirte utilizarla con un dispersante.
Barita: utilizada en los espaciadores.
Carbonato de calcio: utilizado en los espaciadores.
Antimigratorios: minimizan la despresurización de la lechada disminuyendo la
movilidad del gas a través del cemento la que contribuye a la prevención el flujo de
gas por el anular después de cementado.
FL-344 y GAS FIX: viscosifican, son utilizados también como controlador
de filtrado cuando se requieren muy bajos volúmenes de filtrado.
Alivianantes: reducen en gran medida la densidad de la lechada de cemento para ser
utilizada en los casos en los que se requieren bajo peso como el caso de zonas
ladronas.
Esfelite: utilizada en profundidades de hasta 10500 pies donde se requieren
densidades por el orden de 8 a 12 lpg. Con densidades de 9.5 lpg se pueden alcanzar
alta resistencias iniciales a bajas temperaturas
Al identificar la problemática que están presentando los pozos San Joaquín y
Santa Rosa con respecto a la cementación primaria surgió la necesidad de
manejar los siguientes términos:
Pérdida de circulación: es la invasión de un fluido hacia la formación. En la mayoría
de las veces no se puede evitar debido a la misma naturaleza de la formación. 57
Básicamente la pérdida de circulación se presenta de dos maneras diferentes: invasión
y facturación.
Invasión: Es la pérdida de la lechada de cemento hacia las formaciones que presentan
cavernas, fisuras, fracturadas o no consolidadas.
Facturación: Es debido a la facturación hidráulica producida por las presiones
excesivas Inducidas, por la columna hidrostática que ejerce la lechada debido a su
densidad. Una vez que se ha hecho la fractura es muy difícil repararla y es muy poco
probable que se Restablezca la integridad del agujero.
Pérdida de Fluido: es la capacidad de una lechada de cemento para mantener o
perder una porción de su fase agua como una pérdida de filtrado hacia la formación.
Se expresa en [ml/30min]. Se mide la deshidratación que sufre la lechada durante los
trabajos de cementación e inmediatamente después de terminarlos. Una elevada
pérdida de filtrado puede resultar en una deshidratación de la lechada, implicando que
la lechada presente un fraguado prematuro e impidiendo la colocación del cemento en
el anular.
Durante el desarrollo de este trabajo de práctica profesional se utilizo la
siguiente herramienta:
Hoja de calculo: El manejo de hojas de cálculo forma parte de las actividades
diarias que se realizaron en el área laboral debido a que es un software a través del
cual se pueden manipular datos numéricos y realizar cálculos automáticos de números
dispuestos en forma de tablas compuestas por celdas, las cuales se suelen organizar
en filas y columnas. También es posible automatizar cálculos complejos al utilizar
una gran cantidad de parámetros y al crear tablas llamadas hojas de trabajo. Por lo
tanto, la hoja de cálculo es una herramienta multiuso que sirve tanto para actividades 58
de oficina, que implican la organización de grandes cantidades de datos, como para
niveles estratégicos y de toma de decisiones al crear representaciones gráficas de la
información sintetizada.
59
PARTE VI
CONCLUSIONES
Con el desarrollo de las pasantías y de las actividades sugeridas por el tutor
industrial y el tutor académico se pudo llegar a las siguientes conclusiones:
Durante el proceso de la caracterización se observó que las lechadas utilizadas
actualmente de 14.5 Lpg, no cumplen con los requerimientos establecidos por
PDVSA. En relación a los estudios de las propiedades de las lechadas de 12Lpg
realizadas en las compañías de servicio CNPC Y BOHAI; se evidenció la capacidad
antimigratoria de acuerdo a la simulación de caída de presión en el analizador de
migración de fluido [FMA] en la formulación de lechada de cemento de 12 lb/gal.
En el ensayo de resistencia a la compresión por el método ultrasónico se obtuvo
un desarrollo deficiente en el tiempo mínimo requerido, es decir, se registraron 186
psi a las 24 hrs. y 500 psi a las 29 hrs. Por tal motivo es recomendable realizar un
ajuste en la concentración del aditivo retardador en la formulación, el cual dependerá
del tiempo de espesamiento [bombeabilidad] requerido para la operación de
cementación.
Se efectuó el ensayo de resistencia a la compresión por método destructivo para
corroborar el valor de resistencia registrado por el método ultrasónico a un tiempo
determinado de 24 horas, alcanzándose un valor de RAC promedio de 232 psi,
demostrando efectivamente estar en concordancia con lo exigido por la empresa.
Se logró observar que las tecnologías en lechadas ultralivianas brindan las
densidades necesarias para realizar trabajos en zonas con bajo gradiente de fractura.
60
Debido a sus bajas densidades las lechadas alivianadas permiten reducir el
diferencial de presión contra la formación, y así disminuir el riesgo de perdida de
circulación. Ejemplo: Lechada de densidad de 12Lpg con Vp: 40cp y Pc:
15Lbf/100pies2.
PARTE VII
RECOMENDACIONES
Para mejorar los datos obtenidos en las pruebas realizadas a lechadas de baja
densidad se recomienda lo siguiente:
Optimizar el equipo de acondicionamiento de las lechadas a temperaturas de
operación de pozo.
Cuando en la formulación de lechada de cemento se registre un valor de
microesferas superior a 25% es recomendable que se realice el ensayo de
resistencia a la compresión por el método destructivo [cubos]. La razón deriva
porque las ondas ultrasónicas longitudinales no se transmiten en espacios vacíos
[microesferas huecas] lo cual no me registraría un valor uniforme en el tiempo de
transito de la misma.
Formular sistemas cementantes para pozos con potencial migración de fluidos con
un valor determinado de pérdida de fluido inferior a 25 ml/min.
Verificar la composición química de las microesferas en la ficha técnica del
producto para conocer su aporte de sílice en su estructura.61
Realizar nuevos diseños de lechada de cemento cuando se observe desarrollo
deficiente de la resistencia a la compresión, tomando en cuenta el incremento de
la concentración del material Puzolana.
Se le sugiere a PDVSA GAS-ANACO
Incentivar al estudiante a través de ofertas de cursos cortos, referidos al tema de
pasantías, para así maximizar el proceso de aprendizaje y fortalecer el desarrollo
integral de los futuros profesionales.
Dar respuestas inmediatas en cuanto a la oportunidad de ingresar a la institución a
realizar prácticas profesionales; en un tiempo que no exceda el período
académico.
Continuar con la evaluación individual de lechadas de bajas densidades, para
asegurar de esta manera la operación exitosa de la cementación de zonas
depletadas.
Realizar inspecciones de periodos cortos a las compañías de servicios con la
finalidad de asegurar que los trabajos realizados por BOHAI y CNPC cumplan
con los requerimientos establecidos por PDVSA, garantizando de esta manera la
optimización de sus trabajos.
Se le propone a la UNIVERSIDAD tomar en cuenta las siguientes
consideraciones:
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Tener mayor flexibilidad con los lapsos o periodos de entrega de las actividades y
del proyecto de pasantías, tomando en cuenta los imprevistos que pudiesen
presentarse durante la ejecución del proyecto.
Evaluar el desarrollo y desempeño de los pasantes en la empresa de manera más
periódica con la finalidad de obtener mejores resultados.
Realizar convenios con PDVSA y filiales para que los bachilleres de la unefa
realicen pasantías en sus instalaciones sin pérdida de tiempo.
Se incentiva a los futuros pasantes a tomar en cuenta las sugerencias que se
describen a continuación:
Realizar la mayor cantidad de cursos referentes a su profesión, que le sirva de
soporte a la hora de realizar las prácticas profesionales en distintas áreas que le
competen a su carrera.
Poseer destrezas en el idioma universal como lo es el inglés, permitiendo de esta
manera la apertura de muchas puertas a nivel profesional.
Mantener siempre una actitud positiva y un vocabulario técnico a la hora de
desenvolverse en el ámbito laboral, tomando en cuenta que debe estar dispuesto
aprender y adquirir el mayor de los conocimientos, sin limitaciones en cuanto a su
perfil académico.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
63
PDVSA, Julio (2003) “Programa de Inducción en Ingeniería de Perforación”.
INTEVEP, Septiembre (2008)” Taller API RP 10B de cementacion de Pozos.
Instituto Americano de Petróleo, Diciembre 1997 “Practica recomendada para la
evaluación de lechadas para pozos.
Nelson, E, (1990) “Técnicas de Cementación primarias aplicadas en la compañía de
servicio Schlumberger”.
PDVSA, (2012) Manual de Construcción y mantenimiento de pozos año.
PDVSA, Julio de 1990 “Especificación de materiales y técnicas para cementaciones
primarias”.
Chacín, J. y Morales, F. Venezuela (1999) “Evaluación de Cementaciones con
Lechadas Livianas en la Cuenca del Lago de Maracaibo”.
Sardiña, Y. Venezuela (2007) “Evaluación de los Trabajos de Completación
Original Realizados en los Pozos del Distrito Gas Anaco durante el Período 2005-
2007”. Trabajo de Grado, Universidad de Oriente, Núcleo Monagas.
Gamboa, C. “Evaluación de la Nueva Tecnología Aplicada en el Diseño de Lechadas
Livianas para Pozos con Bajo Gradiente de Presión en el área de Anaco”. Trabajo de
Grado, Universidad de Oriente, Núcleo Monagas, Venezuela (2007).
64
Apéndice A: Ubicación Geográfica de los Pozos Petroleros de ANACO.
65
Apéndice B: Información del Pozo Santa Rosa.
66
Apéndice C: Metodología de evaluación de las lechadas a nivel de laboratorio.
67
Apéndice D: Diseño de la lechada de 14.5 Lpg.
68
Apéndice E: Diseño de la lechada de 12 Lpg.
69
Apéndice F: Clases y propiedades de los cementos para pozos.
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Apéndice G: Clasificación del cemento por densidad de la lechada.
71
Apéndice H: Proceso de Formación de Geles.
72
Apéndice I: Inspección de lechadas de 14.5 Lpg en la compañía de Servicio CNPC.
73
Apéndice J: Preparación de lechadas, técnica de mezclado.
74
Apéndice K Aprobación de la propuesta de las lechadas de baja densidad.
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