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Caracterización de la resistencia de unión de cemento de pozo de petróleo-formación

Autores: AlAwad, Musaed N. J.; Fattah, Khalid A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Caracterización de la resistencia de unión de cemento de pozo de petróleo-formación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería General

Palabras clave

Objetivos de estudio
Resistencia de unión de la vaina de formación de cemento
Cementación de pozos de petróleo
Procedimiento de prueba de laboratorio
Condiciones de la superficie de formación
Resistencia de unión de cemento-roca

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo de este estudio es desarrollar un procedimiento de prueba de laboratorio simple y confiable para evaluar la resistencia de unión de las fundas de cemento-formación que considere la composición y contaminación de la lechada de cemento, así como la resistencia de la formación y las condiciones de la superficie de la formación (rugosidad y contaminación). Además, se desarrolla una correlación empírica simple y práctica para predecir la resistencia de unión cemento-roca basada en las propiedades mecánicas rutinarias del cemento de fraguado duro y la roca de formación. Las lechadas de cemento compuestas por cemento tipo 1 de Yamama y 25% de arena local de Arabia Saudita, además de 40% de agua dulce, se utilizan en todas las investigaciones de este estudio. El cementado de pozos de petróleo es una operación crucial y esencial en la perforación y terminación de pozos de petróleo y gas. El cemento se utiliza para proteger las tuberías de revestimiento, aislar zonas con fines de producción y abordar diversos problemas en el pozo. Para realizar eficazmente el proceso de cementación, la lechada de cemento debe ser cuidadosamente diseñada para cumplir con los requisitos específicos de las condiciones del yacimiento. En el cementado de pozos de petróleo, la funda de cemento es un componente crucial del sistema del pozo, responsable de mantener la integridad estructural y prevenir fugas. La resistencia de unión por cizallamiento se refiere a la fuerza necesaria para iniciar el movimiento del cemento desde la formación rocosa o el movimiento de la tubería de revestimiento de acero desde la funda de cemento. La resistencia de unión cemento-formación es un tema crítico en el campo de la ingeniería petrolera y la cementación de pozos. El cemento juega un papel crucial en sellar el anular (el espacio entre la tubería de revestimiento y la formación) y garantizar la integridad estructural del pozo. La resistencia de unión entre el cemento y la formación geológica circundante es clave para prevenir problemas como la migración de fluidos, fugas de gas e inestabilidad del pozo. Para lograr los objetivos del estudio, se prueban muestras de arenisca y compuestas de arenisca-cemento utilizando pruebas mecánicas estándar convencionales, y los resultados se utilizan para predecir la resistencia de unión cemento-formación. Las pruebas utilizadas incluyen compresión uniaxial, tensión directa y tensión indirecta (brasileña). La resistencia de unión predicha entre la funda cemento-roca se compara con los resultados de la prueba de resistencia de unión directa de laboratorio convencional cemento-formación. Los resultados obtenidos de este estudio muestran que la prueba modificada de compresión uniaxial, cuando se utiliza para evaluar la resistencia de unión por cizallamiento cemento-formación utilizando muestras compuestas de cemento-roca, proporciona predicciones confiables para la resistencia de unión cemento-formación con un error promedio de menos del 5%. Por lo tanto, la prueba modificada de compresión uniaxial utilizando muestras compuestas de cemento-roca puede estandarizarse como un método de laboratorio práctico para evaluar la resistencia de unión cemento-formación. Alternativamente, para una predicción más simple y confiable de la resistencia de unión cemento-formación (con un error promedio de menos del 5%), la correlación empírica desarrollada en este estudio utilizando el valor estándar de resistencia a la compresión del cemento de fraguado duro y el valor estándar de resistencia a la compresión de la roca de formación puede emplearse por separado. Para la estandarización de esta metodología, se deben realizar investigaciones más generalizadas utilizando otros tipos de cemento para pozos de petróleo y rocas de formación.

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