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Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://hdl.handle.net/123456789/3672

Título : Factibilidad de uso de microesferas de polimero en la formulación de lechadas de cemento para pozos a ser sometidos a procesos de inyección alterna de vapor
Autor : Pereira Montezuma, Fedymar del Valle
Palabras clave : lechada de cemento
microesferas de polímero
cementación de pozos
crudos pesados
inyección alterna de vapor
Fecha de publicación : 22-May-2013
Citación : 2012;1361-0003
Resumen : La presencia de formaciones con bajo gradiente de fractura requiere del uso de lechadas de cemento de baja densidad, formuladas con aditivos llamados extendedores, para evitar inducir fracturas y perdidas de circulación durante la operación de cementación. Por otro lado, el aislamiento zonal efectivo durante la vida útil del pozo adquiere mayor relevancia cuando se aplican métodos térmicos de recuperación de hidrocarburos donde el sello de cemento debe evitar la retrogresión de la resistencia a la compresión, entre otros aspectos. Con la finalidad de evaluar la factibilidad de uso de las microesferas de polímero como extendedor en la formulación de lechadas de cemento de baja densidad para pozos sometidos a procesos de inyección alterna de vapor (IAV), en este estudio se presenta la caracterización mecánica convencional de dicho sistema cementante considerando las condiciones operacionales de los pozos de la unidad de explotación de yacimientos (UEY) lago del occidente venezolano y luego se propone un diseño adecuado para su uso en la cementación de pozos donde se aplicara la IAV, según las condiciones operacionales de la UEY tierra del occidente venezolano. La caracterización mecánica consistió en determinar la resistencia a la compresión destructiva y no destructiva, la resistencia a la tensión, la permeabilidad al gas y la morfología de las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero y de una lechada de cemento comercial formulada con microesferas de vidrio, antes y después de simular las condiciones existentes en los procesos de IAV mediante la aplicación de dos choques térmicos de 350 °F cada uno. En los ensayos destructivos se evidencio el incremento de la resistencia a la compresión y a la tensión en los sistemas cementantes evaluados después de los choques térmicos, las propiedades de las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero mostraron valores aceptables promedios de 2570 psi en compresión y 520 psi en tensión. En los ensayos no destructivos las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero incrementaron su resistencia a la compresión alcanzando valores aceptables, después de aplicar los choques térmicos. La permeabilidad al gas de los sistemas cementantes evaluados disminuyo significativamente después de aplicar los choques térmicos. Mediante microscopia electrónica de barrido se determino que las microesferas de polímero no sufren degradación de su estructura química por efecto de las altas temperaturas, pues no hubo carbonización de las mismas, solo se observaron cambios en la forma de dichas microesferas, pasando de una estructura celular a una estructura semi hueca o compacta. En cuanto al diseño final propuesto para la UEY tierra se demostró que se puede obtener un diseño que cumple con los requerimientos técnicos de densidad, estabilidad, reología y tiempo de bombeabilidad asi como resistencia mecánica frente a los choques térmicos. Con base en los resultados obtenidos, las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero pueden ser consideradas como una alternativa para sustituir a las microesferas de vidrio comúnmente empleadas para el aislamiento zonal de los pozos donde se apliquen procesos de IAV, ya que las propiedades de las microesferas de polímero no se ven afectadas negativamente frente a las altas temperaturas. Las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero podrían ser utilizadas para la cementación de pozos en los yacimientos de crudo pesado y extra pesado ubicados en el occidente venezolano y en la Faja Petrolífera del Orinoco (FPO), debido a que la IAV se ha venido utilizando desde hace aproximadamente 50 anos en el occidente del país y se utilizara para la explotación de las reservas de la FPO. La presencia de formaciones con bajo gradiente de fractura requiere del uso de lechadas de cemento de baja densidad, formuladas con aditivos llamados extendedores, para evitar inducir fracturas y perdidas de circulación durante la operación de cementación. Por otro lado, el aislamiento zonal efectivo durante la vida útil del pozo adquiere mayor relevancia cuando se aplican métodos térmicos de recuperación de hidrocarburos donde el sello de cemento debe evitar la retrogresión de la resistencia a la compresión, entre otros aspectos. Con la finalidad de evaluar la factibilidad de uso de las microesferas de polímero como extendedor en la formulación de lechadas de cemento de baja densidad para pozos sometidos a procesos de inyección alterna de vapor (IAV), en este estudio se presenta la caracterización mecánica convencional de dicho sistema cementante considerando las condiciones operacionales de los pozos de la unidad de explotación de yacimientos (UEY) lago del occidente venezolano y luego se propone un diseño adecuado para su uso en la cementación de pozos donde se aplicara la IAV, según las condiciones operacionales de la UEY tierra del occidente venezolano. La caracterización mecánica consistió en determinar la resistencia a la compresión destructiva y no destructiva, la resistencia a la tensión, la permeabilidad al gas y la morfología de las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero y de una lechada de cemento comercial formulada con microesferas de vidrio, antes y después de simular las condiciones existentes en los procesos de IAV mediante la aplicación de dos choques térmicos de 350 °F cada uno. En los ensayos destructivos se evidencio el incremento de la resistencia a la compresión y a la tensión en los sistemas cementantes evaluados después de los choques térmicos, las propiedades de las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero mostraron valores aceptables promedios de 2570 psi en compresión y 520 psi en tensión. En los ensayos no destructivos las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero incrementaron su resistencia a la compresión alcanzando valores aceptables, después de aplicar los choques térmicos. La permeabilidad al gas de los sistemas cementantes evaluados disminuyo significativamente después de aplicar los choques térmicos. Mediante microscopia electrónica de barrido se determino que las microesferas de polímero no sufren degradación de su estructura química por efecto de las altas temperaturas, pues no hubo carbonización de las mismas, solo se observaron cambios en la forma de dichas microesferas, pasando de una estructura celular a una estructura semi hueca o compacta. En cuanto al diseño final propuesto para la UEY tierra se demostró que se puede obtener un diseño que cumple con los requerimientos técnicos de densidad, estabilidad, reología y tiempo de bombeabilidad asi como resistencia mecánica frente a los choques térmicos. Con base en los resultados obtenidos, las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero pueden ser consideradas como una alternativa para sustituir a las microesferas de vidrio comúnmente empleadas para el aislamiento zonal de los pozos donde se apliquen procesos de IAV, ya que las propiedades de las microesferas de polímero no se ven afectadas negativamente frente a las altas temperaturas. Las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero podrían ser utilizadas para la cementación de pozos en los yacimientos de crudo pesado y extra pesado ubicados en el occidente venezolano y en la Faja Petrolífera del Orinoco (FPO), debido a que la IAV se ha venido utilizando desde hace aproximadamente 50 anos en el occidente del país y se utilizara para la explotación de las reservas de la FPO. La presencia de formaciones con bajo gradiente de fractura requiere del uso de lechadas de cemento de baja densidad, formuladas con aditivos llamados extendedores, para evitar inducir fracturas y perdidas de circulación durante la operación de cementación. Por otro lado, el aislamiento zonal efectivo durante la vida útil del pozo adquiere mayor relevancia cuando se aplican métodos térmicos de recuperación de hidrocarburos donde el sello de cemento debe evitar la retrogresión de la resistencia a la compresión, entre otros aspectos. Con la finalidad de evaluar la factibilidad de uso de las microesferas de polímero como extendedor en la formulación de lechadas de cemento de baja densidad para pozos sometidos a procesos de inyección alterna de vapor (IAV), en este estudio se presenta la caracterización mecánica convencional de dicho sistema cementante considerando las condiciones operacionales de los pozos de la unidad de explotación de yacimientos (UEY) lago del occidente venezolano y luego se propone un diseño adecuado para su uso en la cementación de pozos donde se aplicara la IAV, según las condiciones operacionales de la UEY tierra del occidente venezolano. La caracterización mecánica consistió en determinar la resistencia a la compresión destructiva y no destructiva, la resistencia a la tensión, la permeabilidad al gas y la morfología de las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero y de una lechada de cemento comercial formulada con microesferas de vidrio, antes y después de simular las condiciones existentes en los procesos de IAV mediante la aplicación de dos choques térmicos de 350 °F cada uno. En los ensayos destructivos se evidencio el incremento de la resistencia a la compresión y a la tensión en los sistemas cementantes evaluados después de los choques térmicos, las propiedades de las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero mostraron valores aceptables promedios de 2570 psi en compresión y 520 psi en tensión. En los ensayos no destructivos las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero incrementaron su resistencia a la compresión alcanzando valores aceptables, después de aplicar los choques térmicos. La permeabilidad al gas de los sistemas cementantes evaluados disminuyo significativamente después de aplicar los choques térmicos. Mediante microscopia electrónica de barrido se determino que las microesferas de polímero no sufren degradación de su estructura química por efecto de las altas temperaturas, pues no hubo carbonización de las mismas, solo se observaron cambios en la forma de dichas microesferas, pasando de una estructura celular a una estructura semi hueca o compacta. En cuanto al diseño final propuesto para la UEY tierra se demostró que se puede obtener un diseño que cumple con los requerimientos técnicos de densidad, estabilidad, reología y tiempo de bombeabilidad asi como resistencia mecánica frente a los choques térmicos. Con base en los resultados obtenidos, las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero pueden ser consideradas como una alternativa para sustituir a las microesferas de vidrio comúnmente empleadas para el aislamiento zonal de los pozos donde se apliquen procesos de IAV, ya que las propiedades de las microesferas de polímero no se ven afectadas negativamente frente a las altas temperaturas. Las lechadas de cemento formuladas con microesferas de polímero podrían ser utilizadas para la cementación de pozos en los yacimientos de crudo pesado y extra pesado ubicados en el occidente venezolano y en la Faja Petrolífera del Orinoco (FPO), debido a que la IAV se ha venido utilizando desde hace aproximadamente 50 anos en el occidente del país y se utilizara para la explotación de las reservas de la FPO.
URI : http://saber.ucv.ve/jspui/handle/123456789/3672
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