capitulo vii centralizadores

SEMINARIO DE CEMENTACION SEMINARIO DE CEMENTACION

CENTRALIZADORES CENTRALIZADORES

Contenido.

Importancia a la centralización.

Factores que afectan la corrida del revestidor.

Soluciones a los problemas anteriores.

Espaciamiento y ubicación de los centralizadores.

Definición del Standoff.

Tipo de centralizadores.

Control de calidad.

Escogencia del tipo de centralizador.

Instalación de los centralizadores.

Ejemplos de centralización en pozos desviados.

Recomendaciones finales.

Importancia de la Centralización.

¿Por que centralizar las tuberías?Mejora la calidad de la cementación.Disminuye el arrastre en la bajada del revestidor.Reduce la posibilidad de pega diferencial.

¿Cómo beneficia la centralización a la cementación?

Propicia una remoción adecuada del Lodo de Perforación y del Revoque.Mejora la Distribución Axial del Cemento.

Importancia de la Centralización.

¿Por qué disminuye el arrastre en la bajada del revestidor?

Ejerce una fuerza de restauración. Reduce los puntos de contactos tubería

formación, reduciendo las fuerzas de corrida y el desgaste de la tubería. Permite la Reciprocación/Rotación. Facilita el Flujo por la mejor distribución

del área. Minimiza la restricción de Flujo.

¿Por qué reduce las posibilidades de pega diferencial? Menos puntos área de contacto tubería formación.

Factores que afectan la bajada del revestidor.

• Hoyo Estrecho.

• Bloqueo de lodo deshidratado.

• Pega Diferencial.

• Depósitos de Ripios.

• Altas fuerzas de fricción inducidas por:

– Altos Coeficientes de Fricción

– Patas de Perro Severas

• Mala Ubicación de los Centralizadores y Mala Ubicación de los Centralizadores y Retenedores.Retenedores.

• Mala Selección del Centralizador y Retenedor.Mala Selección del Centralizador y Retenedor.

Soluciones a los problemas anteriores

• Buenas Condiciones de Hoyo: Geometría, Buenas Condiciones de Hoyo: Geometría,

Trayectoria, AcondicionamientoTrayectoria, Acondicionamiento.

• Selección, Ubicación e Instalación Correcta Selección, Ubicación e Instalación Correcta

de Centralizadores y Retenedores.de Centralizadores y Retenedores.

Espaciamiento y ubicación

• El espaciamiento entre centralizadores es una El espaciamiento entre centralizadores es una función de varias variables como por ejemplo: función de varias variables como por ejemplo: – Tamaño y peso del revestidor.

– Desviación del hoyo. Vertical y Azimut.

– Diámetro del hoyo.

– Peso del lodo.

Existen programas computarizados que facilitan el cálculo del espaciamiento y ubicación de los

centralizadores!.

Definición del “Standoff”:Definición del “Standoff”:

Es la separación mínima porcentual de un punto del revestidor respecto a la formación y se determina en función del espaciamientoespaciamiento entre centralizadores.

Standoff

rw = radio del hoyorw = radio del hoyo

rc = radio del revestidorrc = radio del revestidor

Wn = distancia mínima entre revestidor y formaciónWn = distancia mínima entre revestidor y formación

rcrw

Wn

100% Standoff (Wa)

Wn = distancia mínima

Revestidor (OD)

Hoyo del pozo

rw

rc

““ES la menor distancia entre la superficie del revestidor y la ES la menor distancia entre la superficie del revestidor y la formación. Viene normalizada en forma porcentual entre la formación. Viene normalizada en forma porcentual entre la

diferencia de radios hoyo – revestidor”.diferencia de radios hoyo – revestidor”.

“Standoff” vs inclinación del hoyo

• Máxima deflexión ocurre entre los centralizadores (“sag point”).

• Apreciable diferencia entre centralizadores rígidos y flexibles Flexión y Hundimiento del fleje.

En una sección inclinada la tubería tiende a contactar

la parte baja del hoyo debido a la deformación.

• Consideraciones de diseñoConsideraciones de diseño– Standoff adecuado de la tubería (> 80%).

– Estimar tipo de hoyo :

• En calibre: Centralizadores Rígidos o Sólidos.Centralizadores Rígidos o Sólidos.

• Variable: Centralizadores Flexibles o Rígidos.Centralizadores Flexibles o Rígidos.

– Efecto de Flotación de los Fluidos (Software).

Pozos Inclinados. Diseño

Pozos Horizontales. Diseño

• Consideraciones de DiseñoConsideraciones de Diseño– Desgaste:Desgaste:

• Longitud a Cementar.

• Nuevas tecnologías: Centralizadores Auto deslizantes o Centralizadores con Rodamientos.

– Flotación:Flotación:• Considere las densidades de fluidos adecuadas en

la simulación.

!Cuidado con el arrastre!!Cuidado con el arrastre!

Tipos de Centralizadores

• Flexibles Flexibles • RígidosRígidos• SólidosSólidos

Disponibles para Pozos Inclinados y Horizontales

Tipos de Centralizadores. Descripción

TANDEM

Aplicación en espacios anulares mayores a 1 1/2’’.

Se disponen soldados y no soldados, de bisagra o de anillo.

Su Fr varía notablemente en función del grado de compresión.

Incremento del área de contacto al tener dos puntos de apoyo.

Se prefieren en hoyos inclinados / horizontales ??.

Menor radio de acción que los centralizadores flexibles.


Rígidos • Aletas resistentes, rectas o en espiral.• Tipos: soldados y no soldados; anillo y de

bisagra. • Generan menos arrastre que los flexibles.• Diámetro exterior< Diámetro interior tubería

previa.• Generan un Stand-off fijo.• Debe ser instalado entre retenedores o juntas. • Las versiones soldadas permiten el movimiento

de tubería.• La versión de aleta en espiral es útil para pasar

“ojos de llave”.• No son efectivos en zonas lavadas.• Espacios anulares pequeños 1-1/2’’ > Da > 3/4’’, y

con restricciones.• Poca restricción de flujo.• Aplicación en el overlap de los colgadores.

Sólidos• Aletas resistentes, rectas o en

espiral, dirigen el flujo.

• Generan menos arrastre que los flexibles.

• Generan un Stand-off fijo.• Debe ser instalado entre

retenedores o juntas.• Se disponen de anillo y de bisagra.• Generalmente utilizados en

espacios anulares amplios, > 3/4’’.• Los materiales más utilizados son

Acero, Zinc, Aluminio, Bronce.


Aleta Recta.

Aleta en ángulo fijo.

Aleta helicoidal.

Reducen el efecto de arado. Facilitan la bajada del revestidor,

respecto a los centralizadores de aleta inclinada.

La forma de la aleta no previene el enterramiento para hoyos con ojos de llave.

Existen versiones para hoyo reducido (slim hole).

No se recomiendan para hoyos con restricciones.

No permite la rotación de la tubería.

Sólidos de Aleta Recta


Producen efecto de arado. Permiten el movimiento de tubería. La forma de la aleta previene el

enterramiento para hoyos con ojos de llave.

No se recomiendan para hoyos con restricciones.

Sólidos de Aleta en ángulo fijo


La forma de la aleta previene el enterramiento para hoyos con ojos de llave.

Ayudan al paso a través de las restricciones del hoyo.

Permite el movimiento de la tubería.

Inducen cambios en la dirección del flujo que pueden ayudar a la remoción del lodo en las zonas próximas a la herramienta.

Sólidos de Aleta Helicoidal


Centralizadores especiales

Sólidos de Patines

• Diseñados para pozos horizontales.

• Espacios anulares > 1 1/2’’.

• Diseños disponibles para rotación o reciprocación.

• Diámetro exterior < Diámetro interior tubería previa

• Generan un Stand-off fijo.• Debe ser instalado entre

retenedores o juntas.• Se lubrican con el fluido de

perforación.

Otros Tipos de Centralizadores

Integrales Sólidos o flexibles. Espacios anulares < 3/4’’. Parte integral de la tubería, por

lo que el espaciado está limitado a 40 pies.

Propiedades de colapso y estallido dependiendo de la aplicación.

Permiten reciprocación y los flexibles inclusive rotación.

Poca restricción de flujo. Diámetro exterior Diámetro

exterior del tubería a centralizar.

Generan un Stand-off fijo.

Ajuste y Colocación de Retenedores

NO CENTRALIZADONO CENTRALIZADO

(Ajustado (Ajustado inadecuadamente)inadecuadamente)

CENTRALIZADO correctamenteCENTRALIZADO correctamenteAjustar tornillos según orden Ajustar tornillos según orden

numérico numérico

2

3 4

5

6 7

8

1


OBSERVE LA UBICACIÓN DEL BISELADO SIEMPRE HACIA FUERA-LOS TORNILLOS DE SUJECION MAS CERCA DEL CENTRALIZADOR

STOP COLLAR MAL COLOCADOS

ALERTA

(1) UN SOLO STOP COLLAR

MAL COLOCADOS

PUEDECAUSAR

UN EFECTODOMINO

(SOBRE TODOEN TUBERIA

LISA)


Criterios y Recomendaciones de Centralización

Instalaciones típicas de los Centralizadores

Sobre el retenedor.

Sobre el cuello de la junta.

Entre retenedores.

Entre el cuello de la junta y retenedor.

Entre juntas.

Retenedor integrado al centralizador.

Centralizador integrado a la tubería.

Centralización en Centralización en Pozos Inclinados. Pozos Inclinados. Casos HistóricosCasos Históricos

Experiencias de Centralización - Cempro

Campo: Bachaquero Lago

Max Inclinación 60 grados

Hoyo: Producción.

4600 ‘

# Centralizadores: 61

Tipo de Centralizadores:

Flexibles

Sólidos

Experiencias de Centralización / Cementpro

Campo: Bare

Max Inclinación 85 º

Hoyo: Producción.

4000 ‘



Flexibles (Angulo < 45 º 2700’a 1800)

Sólidos (últimos 500’)

Experiencias de Centralización / Cementpro

Campo: Santa Barbara

Max Inclinación 20

Hoyo: Intermedio.

Hoyo estrecho.

17000 ‘



Sólidos

Recomendaciones Recomendaciones FinalesFinales

En General :En General : • Hacer Cálculos Basados en Standoff > 80% Hacer Cálculos Basados en Standoff > 80% • Verificar calidad de los centralizadores y retenedores:

– Proceso de fabricación.

– Diseño.

– Materiales.

– Norma API 10-D.

• Diseñar el programa de centralización fundamentándose en las recomendaciones de los simuladores.

• Controlar la Instalación de los Retenedores.

Recomendaciones

Sección Vertical (Inclinación < 5°):Sección Vertical (Inclinación < 5°): • Utilizar Centralizadores Flexibles

• Si los espacios anulares son estrechos se recomienda el uso de centralizadores sólidos para garantizar un “Standoff” positivo.

• Si se utilizan centralizadores inductores de turbulencia (o equivalentes), debe trabajarse con valores de centralización > 80%. La efectividad de estos centralizadores disminuye a medida que aumenta el diámetro del hoyo (el fluido no pasa por entre las venas del centralizador), siendo inefectivos en zonas lavadas o cavernosas.

Recomendaciones

Sección Inclinada (5° < Inclinación < 30°):Sección Inclinada (5° < Inclinación < 30°):• Utilizar centralizadores flexibles en la medida que los

cálculos (Simuladores) indiquen que estos son adecuados para proveer los valores de “Standoff” requerido.

Estimar los valores de Torque y Arrastre.Estimar los valores de Torque y Arrastre.• Usar centralizadores modelo doble-fleje como opción.

• Utilice centralizadores rígidos en caso de que el hoyo sea estrechos.

• Usar centralizadores sólidos (aletas rectas, helicoidales, etc.) en caso de que los flexibles ni los rígidos no sean aplicables.

Recomendaciones

Secciones Altamente Inclinadas y Horizontales Secciones Altamente Inclinadas y Horizontales (Inclinación > 30°):(Inclinación > 30°):

• Considerar el uso de los centralizadores de doble fleje. Debido a que sus altas fuerzas de restauración inducen un alto nivel de centralización. Estos generan menores fuerzas de inicio y corrida que los centralizadores flexibles convencionales.

• Usar centralizadores sólidos (aletas rectas, helicoidales, etc.) en caso de que los flexibles no sean aplicables.

• Usar centralizadores rígidos o integrales en pozos de alto ángulo, donde los centralizadores sólidos pudiesen obstruir el canal de flujo y dificultar el desplazamiento de los fluidos

Recomendaciones

• Usar centralizadores sólidos para liners y otras aplicaciones críticas.

• Combinaciones de centralizadores rígidos y flexibles de doble fleje en algunos pozos, mejora sustancialmente la potencialidad de buenos trabajos de cementación.

Recomendaciones

Pozos horizontales de largo alcance: Pozos horizontales de largo alcance: • Considerar el uso de los Centralizadores de Patines.

Zonas Lavadas:Zonas Lavadas:• Considerar el uso de centralizadores de todas formas.

• Centralizar por encima y por debajo de la zona lavada.

Formaciones No Consolidadas:Formaciones No Consolidadas:• Minimizar el arrastre en el diseño del esquema de

centralización.

• Usar centralizadores sólidos como mejor opción.

Recomendaciones

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