Procesos-de-cementaciAn-y-fluidos-de-control-en-la-etapa-de-terminaciAn-de-pozos

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
UNIDAD TICOMÁN 
“CIENCIAS DE LA TIERRA” 
 
 “PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE 
TERMINACIÓN DE POZOS” 
TRABAJO FINAL DEL SEMINARIO DE “PERFORACIÓN, TERMINACIÓN Y 
REPARACIÓN DE POZOS PETROLEROS” 
 
PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
INGENIERO PETROLERO 
PRESENTAN: 
 
ALVAREZ LAZARO CESAR 
BARRANCO PALACIOS JUAN ULISES 
ELIAS ALFARO ALEJANDRO 
MARTÍNEZ ESPINOSA NOEL OSWALDO 
OLVERA BECERRA DANIEL 
 
ASESORES: 
ING. MANUEL TORRES HERNÁNDEZ 
ING. ARÍSTIDES DOMÍNGUEZ CÁRDENAS 
 
MÉXICO, DF. FEBRERO 2014 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 2 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 3 
 
AGRADECIMIENTOS 
A mis padres: 
Gracias a mis padres por su apoyo incondicional, su gratitud, su 
sacrificio, su esfuerzo y sus consejos los cuales me han guiado a 
realizar una gran meta de mi vida y dar un gran paso ahora hacia mi 
vida profesional, gracias por todo su cariño y amor. 
A mi familia y amigos: 
Gracias a mis abuelos, tíos, primos y a todas las personas que directa 
o indirectamente fui conociendo a lo largo de mis estudios y han 
tenido a bien ayudarme en forma moral para mi formación como 
ser humano y profesional, en respuesta a esto, cuenten con un gran 
amigo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CESAR ALVAREZ LAZARO 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 4 
 
A mis padres: 
Le doy gracias a mis padres Noel y Laura, porque supieron cuando 
ser enérgicos conmigo, pero también supieron mostrarme su amor, 
comprensión y apoyo en cada momento. Gracias porque me 
enseñaron que la vida se gana esforzándose y luchando por lo que 
uno quiere. Los quiero papá y mamá. 
A mis hermanos: 
Gracias a mis hermanos Iamyd y Omar, porque ellos me han 
enseñado que hay que ser fuertes para afrontar todo lo que nos 
pasa. También gracias a mis hermanitas Aline y Laurita, porque 
ustedes son la causa principal por la cual yo me esfuerzo cada día. 
Gracias hermanos por ser parte importante en mi vida, gracias por 
llenar mi vida de alegrías y amor. Los amo mucho. 
A mi familia: 
Le doy gracias a toda mi familia, abuelita, tíos y primos; por todo el 
apoyo que me brindaron siempre, gracias por ser una familia unida. 
También gracias a mis amigos por haber sido compañeros y familia a 
lo largo de mi carrera. 
Le agradezco a Dios por haberme acompaño y guiado a lo largo de mi 
carrera, por ser fortaleza en los momentos de debilidad y tristeza que pase 
lejos de mi familia. También le agradezco por brindarme una vida llena de 
aprendizajes, experiencias y sobre todo felicidad, gracias Dios mío. 
 
 
 
 
 
 
NOEL OSWALDO MARTÍNEZ ESPINOSA 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 5 
 
A mis padres: 
Con todo mi cariño y mi amor para las personas que hicieron todo 
en la vida para que yo pudiera lograr mis sueños, por motivarme y 
darme la mano cuando sentía que el camino se terminaba, a 
ustedes por siempre mi corazón y mi agradecimiento. 
Jessica: 
A tu paciencia y comprensión, preferiste sacrificar tu tiempo para 
que yo pudiera cumplir con el mío. Por tu bondad y sacrificio me 
inspiraste a ser mejor para ti, ahora puedo decir que esta tesina lleva 
mucho de ti, gracias por estar siempre a mi lado. 
A mis maestros: 
Que en este andar por la vida, influyeron con sus lecciones y 
experiencias en formarme como una persona de bien y preparada 
para los retos que pone la vida, a todos y cada uno de ellos les 
dedico cada una de estas páginas de mi tesina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALEJANDRO ELIAS ALFARO 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 6 
 
Gracias a la vida por darme la dicha y bendición de crecer junto a ustedes… 
A mis padres: 
Gracias por todo su amor y el apoyo incondicional que siempre me han brindad. Les 
estoy infinitamente agradecido por todos sus cuidados y la bondad de su alma para 
cobijarme entre sus brazos de ternura que han hecho de mí una persona de valores y 
principios firmes en la unión familiar. Juan Barranco Romero (a un año y 5 meses de su 
partida) y María Guadalupe Palacios Pérez; por todo el esfuerzo y los sacrificios que 
han hecho para darme educación, por sus desvelos, comprensión y consejos… Con 
cariño gracias Pá y Má, los amo. 
A mis hermanos: 
Con quienes he compartido risas, enojos, logros y grandes momentos de diversión, 
gracias por sus consejos, comprensión y apoyo, porque más que hermanos mis 
mejores amigos y compañeros son ustedes Rodrigo y Eduardo, porque al igual que en 
nuestros padres, en ustedes encontré el aliento que me motiva a seguir adelante para 
ser mejor cada día… Con cariño gracias, los quiero. 
A mi familia: 
Gracias por todos los momentos felices que hemos disfrutado juntos, pero sobre todo 
les estoy profundamente agradecido por el apoyo que de corazón me han brindado 
junto con mis padres y hermanos, por la mano amiga que nos ha ayudado a 
levantarnos. En especial Mamis, Ricardo Barranco, Zoila Ramírez y Emmanuel 
Barranco, con cariño infinitas gracias por todos sus cuidados y atenciones. 
A mis amigos: 
Por todo su apoyo y la sincera amistad que me han ofrecido, porque durante todo 
este tiempo logramos y superamos metas y objetivos similares, porque al mismo 
tiempo concluimos una etapa e iniciamos otra y a la vez no será impedimento para 
seguir con el fuerte lazo que hemos fortalecido entre clases, risas y experiencias, a 
todos ustedes y en especial a quienes han dejado huella Miriam Oliva y Daniel 
Olvera… Gracias amigos. 
Gracias Dios por la bendición de la vida. 
 
Nos vemos en altamar. 
 
JUAN ULISES BARRANCO PALACIOS 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 7 
 
A mi madre: 
Hoy quiero compartir este logro contigo, que te sientas muy feliz y 
orgullosa por haber creído en mí, por darme las fuerzas para seguir 
adelante, por estar siempre a mi lado a cada momento y sobre todo 
por ser la chispa que me impulsa a dar lo mejor de mí día con día, 
gracias a todo el amor que me has dado, quiero que sepas lo 
importante que tú eres y seguirás siendo para mí y decirte lo mucho 
que te amo mamá. 
A mi padre: 
Gracias a tus palabras y apoyo que me guiaron durante todo este 
tiempo, has forjando en mi la fuerza y la actitud para conseguir 
cualquier objetivo que me proponga, gracias papá. 
A mis amigos: 
Por haber compartido con ellos esta gran experiencia de vida, juntos 
aprendimos a superar las dificultades y apoyarnos el uno al otro, a 
disfrutar las alegrías y buenos momentos, pero sobre todo saber que 
siempre estaremos ahí y cuando nos volvamos a encontrar, me dará 
mucho gusto compartir una sonrisa y estrechar de nuevo esa mano 
amiga. Me siento afortunado de haber conocido a una persona muy 
especial durante todo este tiempo, él fue más que un compañero y 
amigo, ya que lo considero como un hermano y futuro colega, 
gracias por todo Ulises. 
 
 
 
 
 
 
 
 DANIEL OLVERA BECERRA 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 8 
 
ÍNDICE 
I. OBJETIVO ............................................................................................................................................. 10 
II. RESUMEN ............................................................................................................................................. 11 
III. ABSTRACT ........................................................................................................................................... 12 
IV. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................13 
CAPÍTULO 1 ............................................................................................................................................. 14 
COMPOSICIÓN DE LOS CEMENTOS .................................................................................................... 14 
1.1 CEMENTO ............................................................................................................................................... 15 
1.2 COMPUESTOS Y SUS FUNCIONES .............................................................................................................. 16 
1.3 CLASIFICACIÓN DE LOS CEMENTOS ......................................................................................................... 16 
1.4 ADITIVOS Y SUS FUNCIONES ..................................................................................................................... 18 
1.5 LECHADAS DE CEMENTO .......................................................................................................................... 23 
CAPÍTULO 2 ............................................................................................................................................. 26 
DISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO............................................................................................ 26 
2.1 FACTORES DE DISEÑO DE TR’S .................................................................................................................. 27 
2.2 CLASIFICACIÓN DE LAS TR’S ................................................................................................................... 29 
2.3 DISEÑO DE LA TUBERÍA SUPERFICIAL ......................................................................................................... 31 
2.4 DISEÑO DE LA TUBERÍA INTERMEDIA ......................................................................................................... 34 
2.5 DISEÑO DE LA TUBERÍA DE EXPLOTACIÓN ................................................................................................. 36 
CAPÍTULO 3 ............................................................................................................................................. 37 
CLASIFICACIÓN DE LAS CEMENTACIONES........................................................................................ 37 
3.1 CEMENTACIÓN PRIMARIA ....................................................................................................................... 38 
3.2 CEMENTACIÓN FORZADA ....................................................................................................................... 42 
CAPÍTULO 4 ............................................................................................................................................. 46 
TAPONES DE CEMENTO ......................................................................................................................... 46 
4.1 DESCRIPCIÓN ......................................................................................................................................... 47 
4.2 TIPOS DE TAPÓN ...................................................................................................................................... 47 
4.3 PROPIEDADES DE LOS TAPONES DE CEMENTO ........................................................................................... 51 
4.4 CONSIDERACIONES DE DISEÑO ............................................................................................................... 53 
CAPÍTULO 5 ............................................................................................................................................. 57 
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS EMPLEADOS EN OPERACIONES DE CEMENTACIÓN ........................ 57 
5.1 ACCESORIOS PARA TUBERÍA DE REVESTIMIENTO ....................................................................................... 58 
5.2 ACCESORIOS PARA TUBERÍAS CORTAS (LINER) ......................................................................................... 66 
CAPÍTULO 6 ............................................................................................................................................. 77 
FLUIDOS DE CONTROL ........................................................................................................................... 77 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 9 
 
6.1 DISEÑO DE FLUIDOS DE CONTROL ............................................................................................................ 78 
6.2 CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE FLUIDOS BASE AGUA Y BASE ACEITE. ................. 79 
6.3 FLUIDOS DE TERMINACIÓN....................................................................................................................... 84 
6.4 CONTAMINANTES EN LOS FLUIDOS DE TERMINACIÓN ............................................................................... 87 
6.5 MANEJO DE FLUIDOS DE TERMINACIÓN ................................................................................................... 89 
6.6 PERDIDAS DE CIRCULACIÓN .................................................................................................................... 91 
CAPÍTULO 7 ............................................................................................................................................. 95 
FLUIDOS EMPACANTES Y SALMUERAS ................................................................................................ 95 
7.1 CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS EMPACANTES ........................................................... 96 
7.2 CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LAS SALMUERAS ............................................................................ 98 
CAPÍTULO 8 ........................................................................................................................................... 102 
PERFORACIÓN CON ESPUMA Y LODO AIREADO ........................................................................... 102 
8.1 DEFINICIÓN .......................................................................................................................................... 103 
8.2 PERFORACIÓN CON AIRE ...................................................................................................................... 104 
8.3 PERFORACIÓN CON ESPUMA ................................................................................................................. 104 
8.4 LODO AIREADO ..................................................................................................................................... 107 
CAPÍTULO 9 ........................................................................................................................................... 109 
DESPLAZAMIENTO DE FLUIDOS DE CONTROL ................................................................................... 109 
9.1 OBJETIVO DEL DESPLAZAMIENTO ............................................................................................................ 110 
9.2 FACTORES QUE INTERVIENEN EN UN DESPLAZAMIENTO ............................................................................ 110 
9.3 FORMAS DE DESPLAZAMIENTOS .............................................................................................................. 111 
9.4 ESPACIADORES Y LAVADORES QUÍMICOS .............................................................................................. 113 
CAPÍTULO 10 ......................................................................................................................................... 115 
PROGRAMA DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL UTILIZADOS EN EL POZO “SAMARIA 
7076” ...................................................................................................................................................... 115 
10.1 OBJETIVO ...........................................................................................................................................116 
10.2 UBICACIÓN GEOGRÁFICA .................................................................................................................. 116 
10.3 DESCRIPCIÓN Y PLANO ESTRUCTURAL .................................................................................................. 116 
10.4 PROFUNDIDAD Y COORDENADAS DE LOS OBJETIVOS ........................................................................... 117 
10.5 DISTRIBUCIÓN DE LAS TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO .............................................................................. 117 
10.6 ETAPAS DE CEMENTACIÓN, HERRAMIENTAS Y ACCESORIOS ................................................................ 118 
10.7 PROGRAMA DE FLUIDOS DE CONTROL................................................................................................. 121 
CONCLUSIONES ................................................................................................................................... 125 
GLOSARIO DE TÉRMINOS .................................................................................................................... 126 
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................................... 132 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 10 
 
I. Objetivo 
 
Introducir al ingeniero petrolero al desarrollo de los procesos que deben 
considerarse y llevarse a cabo para efectuar el trabajo referente a 
cementaciones e ingeniería de fluidos en la etapa de terminación de 
pozos, con lo cual este documento pueda ser considerado como un 
apoyo y guía, que proporcione la descripción y comprensión necesaria de 
las áreas de cementación y fluidos de terminación. Así mismo se plantea 
dotar de una herramienta útil al lector que consulte la información que en 
las siguientes páginas se desarrolla para el conocimiento y entendimiento 
de los procesos realizados en las áreas antes mencionadas, presentes en la 
etapa de terminación de pozos petroleros. 
En este documento el ingeniero petrolero podrá evaluar las propiedades 
de los fluidos de control en forma continua para tomar las decisiones 
preventivas y correctivas que permitan realizar los ajustes necesarios en la 
etapa de terminación de un pozo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 11 
 
II. Resumen 
 
La cementación de un pozo tiene una gran importancia en la vida de 
producción del mismo, ya que los trabajos de una buena terminación 
dependen directamente de una buena cementación. La cementación de 
pozos es el proceso por el cual se inyecta en un pozo una lechada de 
cemento, con el fin de lograr ciertos objetivos, entre los cuales el principal 
es aislar las formaciones geológicas del agujero del pozo, cementando las 
TR’s a las profundidades adecuadas del pozo. 
Este proceso consiste en mezclar cemento seco y ciertos aditivos con 
agua, para formar una lechada, que es bombeada al pozo a través de la 
sarta de perforación y colocarlo en el espacio anular entre el agujero y el 
diámetro externo de la tubería de revestimiento. 
El volumen a bombear debe ser lo suficiente para alcanzar las zonas de 
interés o criticas como pueden ser alrededor del fondo de la zapata, en el 
espacio anular, en la formación permeable, etc. Luego de fraguar y 
endurecer, formara una barrera permanente e impermeable al 
movimiento de fluidos alrededor de la tubería de revestimiento. 
Por otro lado los fluidos de control son importantes para el manejo de las 
presiones de la formación, así como también para la reducción y 
eliminación de cierto tipo de daños que puedan presentarse en la 
formación durante la etapa de terminación del pozo, por lo que la 
correcta selección y manejo de fluidos en este caso determinación y 
reparación pueden ayudar al correcto desarrollo del pozo a explotar. 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 12 
 
III. Abstract 
 
A good cementation is very important in the production of a well. The 
cementing is the process by which is injected slurry of cement into a well, in 
order to get certain objectives, for example to separate the tubing of the 
well's walls. 
This process consists to mix dry cement and some additives with water to 
form slurry, which is pumped into the well through of casing string and 
placed in the annular space between the hole and the outer diameter of 
the casing. 
The pumping volume should be sufficient to reach the critical areas in this 
case at annular space in the permeable formation. After the cement 
hardens, it will form a barrier continuous and impermeable to fluid motion 
around the casing wall. 
In addition the fluids of completion and repair are important to control 
formation pressure, as well as for the reduction and elimination of certain 
types of damages that may appear in formation during the stage of 
completion of the well. The correct selection of fluids of completion and 
repair is very important for the better working and development of the well 
to explode. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 13 
 
IV. Introducción 
 
Dentro del contenido del presente trabajo se abordaran las principales 
operaciones de cementación que se efectúan en los pozos petroleros, las 
tecnologías, los equipos y materiales empleados que permitan llevar a 
cabo una un proceso de cementación satisfactorio. 
La cementación de pozos es el proceso por el cual se inyecta en un pozo 
una lechada de cementación con el fin de lograr ciertos objetivos. Los 
principales tipos de cementación incluyen: la cementación de los liners y 
las tuberías de revestimiento, la colocación de tapones de cementación y 
la realización de trabajos de reparación de pozos. El proceso de 
cementación incluye la preparación de la lechada, que se compone de 
cemento en polvo, agua, y aditivos químicos para controlar las 
propiedades del cemento. Para conseguir una densidad determinada de 
la lechada se utilizan aditivos especiales; la densidad se mide como la 
cantidad de masa por unidad de volumen (por ejemplo, lb/gal, gr/cm3, 
etc.). Luego de mezclada, la lechada se bombea al pozo mediante 
bombas de alta presión. 
Las principales operaciones en la cementación de un pozo petrolero son: 
la cementación primaria y la cementación secundaria con fines de 
remediación, por ello es importante conocer algunos criterios en la 
fabricación y composición de los cementos, clasificación y así mismo los 
aditivos que contienen, que nos ayudaran a permitir la selección correcta 
del cemento de acuerdo a nuestras necesidades o adecuación del pozo 
perforado. 
Por otro lado los fluidos de control son usados no sólo por su capacidad 
para mantener las presiones de la formación adecuadamente, sino 
también para reducir o eliminar ciertos tipos de daños a la formación. Los 
dos tipos básicos de sistemas de terminación y reparación son los sistemas 
de fluidos sin sólidos y los sistemas mejorados por sólidos. La energía 
hidráulica proporcionada por la circulación del fluido de terminación a 
través del sistema circulatorio del pozo, tiene como principal función la 
limpieza del fondo del pozo y del agujero, así como el transporte de los 
mismos hacia la superficie. 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 1 
Composición de los cementos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 15 
 
1.1 Cemento 
 
El cemento es una mezcla compleja de caliza (u otros materiales con alto 
contenido de carbonato de calcio), sílice, fierro y arcilla, molidos y 
calcinados, que alentrar en contacto con el agua forma un cuerpo sólido. 
Esta mezcla de ingredientes se muele, se calcina en hornos horizontales 
con corriente de aire y se convierte en clinker, el cual contiene todos los 
componentes del cemento, excepto el sulfato de calcio, que se le agrega 
como ingrediente final. 
Los componentes que forman el cemento son óxidos superiores de 
oxidación lenta. Esto significa que terminan su grado de oxidación al estar 
en contacto con el aire al enfriarse. 
De todos los cementos, el Portland es el más importante en cuanto a 
términos de calidad. Es el material idóneo para las operaciones de 
cementación de pozos. 
Algunos cementos Portland son de fabricación especial, debido a que las 
condiciones de los pozos difieren significativamente entre sí al variar su 
profundidad. En la solución de algunos problemas específicos de pozos se 
utilizan cementos de menor uso. 
El cemento Portland es, además, el ejemplo típico de un cemento 
hidráulico: fragua y desarrolla resistencias a la compresión como resultado 
de la hidratación, la cual involucra reacciones químicas entre el agua y los 
componentes presentes en el cemento. 
El fraguado y endurecimiento no solamente ocurre si la mezcla de 
cemento y agua se deja estática al aire, también se presenta si la mezcla 
se coloca en agua. El desarrollo de resistencia es predecible, uniforme y 
relativamente rápido. 
El cemento fraguado tiene baja permeabilidad y es insoluble en agua, de 
tal forma que expuesto a ésta no se destruyen sus propiedades. 
Tales atributos son esenciales para que un cemento obtenga y mantenga 
el aislamiento entre las zonas del subsuelo. 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 16 
 
1.2 Compuestos y sus funciones 
 
1. Silicato tricálcico (3CaO.SiO2) habitualmente conocido como C3S.- Es 
el componente más abundante en la mayoría de los cementos y, 
además, el factor principal para producir la consistencia temprana o 
inmediata (1 a 28 días). Generalmente, los cementos de alta 
consistencia inmediata contienen en mayor concentración este 
compuesto; más que el Portland común y los retardados. 
 
2. Silicato dicálcico (2CaO.SiO2) habitualmente conocido como C2S.- 
compuesto de hidratación lenta que proporciona la ganancia 
gradual de resistencia. Ocurre en un periodo largo: después de 28 
días. 
 
3. Aluminato tricálcico (3CaO.Al2O3) habitualmente conocido como 
C3A.- Tiene influencia en el tiempo de espesamiento de la lechada. 
Es responsable de la susceptibilidad al ataque químico de los sulfatos 
sobre los cementos. Esta susceptibilidad se clasifica en moderada y 
alta resistencia al ataque químico, cuando contienen este 
compuesto en 8 y 3% respectivamente. 
 
4. Alumino ferrito tetracálcico (4CaO.Al2O3 .Fe2O3) habitualmente 
conocido como C4AF.- Este compuesto es de bajo calor de 
hidratación y no influye en el fraguado inicial. 
1.3 Clasificación de los cementos 
 
Clasificación de los cementos según las Normas API: 
 Cemento clase A o tipo I 
Está diseñado para emplearse a 1830 m de profundidad como máximo, 
con temperatura de 77 °C, y donde no se requieran propiedades 
especiales. 
 Cemento clase B o tipo II 
Diseñado para emplearse hasta a 1830 m de profundidad, con 
temperatura de hasta 77 °C, y en donde se requiere moderada resistencia 
a los sulfatos. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 17 
 
 Cemento clase C o tipo III 
Está diseñado para emplearse hasta 1830 m de profundidad como 
máximo, con temperatura de 77 °C, donde se requiere alta resistencia a la 
compresión temprana; se fabrica en moderada y alta resistencia a los 
sulfatos. 
 Cemento clase D 
Este cemento se emplea de 1830 hasta 3050 m de profundidad con 
temperatura de hasta 110 °C y presión moderada. Se fabrica en 
moderada y alta resistencia a los sulfatos. 
 Cemento clase E 
Este cemento se usa de 1830 hasta 4270 m de profundidad con 
temperatura de 143 °C y alta presión. Se fabrica en moderada y alta 
resistencia a los sulfatos. 
 Cemento clase F 
Este cemento se usa de 3050 hasta 4880 m de profundidad con 
temperatura de 160 °C, en donde exista alta presión. Se fabrica en 
moderada y alta resistencia a los sulfatos. 
 Cementos clase G y H 
Comúnmente conocidos como cementos petroleros, son básicos para 
emplearse desde la superficie hasta 2240 m tal como se fabrican. Pueden 
modificarse con aceleradores y retardadores para usarlos en un amplio 
rango de condiciones de presión y temperatura. 
En cuanto a su composición química son similares al cemento API Clase B. 
Están fabricados con especificaciones más rigurosas tanto físicas como 
químicas, por ello son productos más uniformes. 
 Cemento clase J 
Se quedó en fase de experimentación y fue diseñado para usarse a 
temperatura estática de 351 °F (177 °C) de 3660 a4880 metros de 
profundidad, sin necesidad del empleo de harina sílica, que evite la 
regresión de la resistencia a la compresión. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 18 
 
1.4 Aditivos y sus funciones 
 
 Aceleradores 
Estos aditivos químicos acortan el tiempo de bombeo e incrementan el 
desarrollo de resistencia compresiva; disminuyendo el tiempo equipo de 
perforación. 
Los aceleradores de mayor aplicación son: 
Cloruro de calcio (CaCl4).- Esta sal se dosifica del 2 al 4 % por peso de 
cemento, dependiendo del tiempo de bombeo que se desea obtener. Es 
el producto que exhibe mayor control en el tiempo bombeable. 
Cloruro de sodio (NaCl).- Actúa como acelerador en concentraciones de 
hasta un 10 % por peso de agua, entre el 10 y 18 % produce un tiempo de 
bombeo similar al obtenido con agua dulce. A concentraciones mayores 
del 18% causa retardamiento. La típica concentración de acelerador es 
del 2 al 5 % por peso de agua. 
Sulfato de calcio (CaSO4).- Es un material que por sí mismo posee 
características cementantes y tiene fuerte influencia en expandir el 
cemento fraguado; como acelerador se dosifica basándose en el tiempo 
que se desea y la temperatura a la cual va a trabajar. Su concentración 
varía del 50 al 100% por peso del cemento. 
 Retardadores 
Son aditivos químicos que incrementan el tiempo de fraguado inicial y 
brindan la posibilidad de trabajar el cemento en un amplio rango de 
temperatura y presión. 
Como la aceleración, los mecanismos para retardar el fraguado del 
cemento Portland son aún materia de controversia. Así han surgido varias 
teorías que intentan explicar el proceso retardante. Estas son: de la 
adsorción, la precipitación, la nucleación y la complejidad. Consideran 
dos factores: la naturaleza química del retardador y la fase del cemento 
(silicato o aluminato) sobre la cual actúa el retardador. 
Los retardadores más conocidos son los lignosulfonatos de calcio y los 
cromo lignosulfonatos de calcio, así como otros que son mezclas químicas. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 19 
 
Unos trabajan a temperaturas bajas y otros a temperaturas altas. Su 
dosificación es de 0.1 a 2.5% por peso de cemento. 
Los retardadores más empleados son: 
Lignosulfonatos.- Se componen de sales de ácidos lignosulfónicos de sodio 
y calcio. Son polímeros derivados de la pulpa de la madera. Usualmente 
son compuestos no refinados y contienen varias cantidades de 
compuestos sacaroides con un peso promedio molecular que varía de 
20,000 a 30,000. 
Debido a que los lignosulfonatos purificados pierden mucho poder 
retardante, la acción retardante de esos aditivos se atribuye a la presencia 
de carbohidratos de bajo peso molecular. 
Los retardadores de lignosulfonatos son efectivos con todos los cementos 
Portland y se dosifican de a 1.5 % por peso de cemento. 
Son efectivos hasta 250 °F (122 °C) de temperatura de circulación en el 
fondo del pozo (BHCT) yhasta 600 °F (315 °C) cuando se mezclan con 
borato de sodio. 
Hasta el momento se ha comprobado que los retardadores de 
lignosulfonatos afectan principalmente la cinética de la hidratación de 
C3S; sin embargo, sus efectos sobre la hidratación del C3A no son 
significativos. 
Ácidos hidroxilcarboxílicos.- Los ácidos hidroxilcarboxílicos contienen grupos 
hidroxílicos (OH) y carboxílicos (CHN) en su estructura molecular. Son 
retardadores poderosos y se aplican en un rango de temperatura de 200 F 
(93 °C) a 300 °F (149 °C). 
Otro ácido hidroxilcarboxílico con un fuerte efecto retardante, es el ácido 
cítrico. Éste también es efectivo como dispersante de cemento y 
normalmente se usa en concentraciones de 0.1 a 0.3% por peso de 
cemento. 
Los ácidos de hidroxilcarboxílico de manera similar que los lignosulfonatos 
actúan más eficientemente con cementos de bajo contenido de C3A. 
Compuestos sacáridos.- Los sacáridos son excelentes retardadores del 
cemento Portland. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 20 
 
Se usan ocasionalmente en la cementación de pozos, por ser muy sensibles 
a pequeñas variaciones en sus concentraciones. 
Derivados de la celulosa.- Los polímeros de la celulosa son polisacáridos 
derivados de la madera o de otros vegetales. Son estables a las 
condiciones alcalinas de la lechada de cemento. 
El retardador celulósico más común es el carboximetil hidroxietil celulosa 
(CMHEC). Es efectivo a temperaturas superiores de 250 °F (120 °C). 
También la CMHEC se usa como agente de control de pérdida de fluido; 
además, incrementa significativamente la viscosidad de la lechada. 
Organofosfonatos.- Se aplican a temperaturas de circulación tan altas 
como 400 °F (204 °C). Presentan insensibilidad a variaciones sutiles en la 
composición del cemento, y tienden a bajar la viscosidad de lechadas 
densificadas. 
 Extendedores 
Son materiales que bajan la densidad de los sistemas de cemento y/o 
reducen la cantidad de cemento por unidad de volumen del producto 
fraguado. 
 Densificantes 
Son materiales que incrementan la densidad de los sistemas del cemento. 
Son materiales químicos inertes, de alto peso específico y que manejan 
poco agua. 
Los densificantes comúnmente empleados son: 
Barita.- Tiene un peso específico de 4.23 gr/cm3 y requiere 22% de agua de 
su propio peso. No tiene in- fluencia en el tiempo de bombeo, pero es 
recomendable correr pruebas de tiempo de espesamiento en cada caso. 
Se dosifica del 20 al 40% por peso de cemento, donde se desea usar una 
lechada de alta densidad. 
Limadura de fierro.- Este producto tiene un peso específico de 5.02 gr/cm3 
y requiere el 3% de agua de su propio peso. Se emplea hasta el 50% por 
peso de cemento, dependiendo del peso que se desea obtener de 
lechada. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 21 
 
Otro procedimiento que se emplea para aumentar la densidad de 
lechada es reducir el agua de mezcla, adicionando un agente reductor 
de fricción para disminuir el efecto de incremento de viscosidad. 
 Dispersantes 
Son productos químicos que reducen la viscosidad de las lechadas de 
cemento. 
Son productos que ayudan a obtener con gastos bajos de bombeo el 
régimen turbulento. Reducen la fricción entre granos, y entre éstos y las 
paredes. 
De acuerdo con varias investigaciones realizadas en diferentes países se 
ha demostrado que la mayor eficiencia en la limpieza del lodo del espacio 
anular se logra en régimen turbulento; es decir, cuando la lechada de 
cemento y los colchones de limpieza se desplazan a una velocidad tal que 
corresponda a un número de Reynolds de 3000 a 4000 o mayor, en función 
de sus características reológicas: n' = índice de comportamiento de flujo y 
k' = índice de consistencia. 
Generalmente, son sales de ácidos grasos y se dosifican del 0.2 al 2.5% por 
peso de cemento. 
 Controladores de filtrado 
Son materiales que controlan la pérdida de la fase acuosa de los sistemas 
de cemento, frente a zonas permeables. 
 Controlador de pérdida de circulación 
Son materiales que controlan la pérdida de cemento hacia zonas débiles 
de la formación o fracturas. 
 Aditivos especiales 
Es la miscelánea de aditivos complementarios para la cementación, tales 
como antiespumantes, controladores de la regresión de la resistencia 
compresiva, etc. 
Antiespumantes.- Debido a la velocidad con que se maneja el cemento 
en el campo cuando se está haciendo la lechada (aproximadamente 1 
tonelada por minuto), el cemento tiende a mantener gran cantidad de 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 22 
 
aire. Esto propicia que el control de densidad de la misma sea erróneo; 
asimismo, algunos de los productos químicos ayudan a mantener el aire 
dentro de la mezcla y dificultan el trabajo de las bombas de alta presión 
con que se maneja ésta para ser bombeada al pozo. 
El problema se minimiza mediante el uso de los agentes antiespumantes, 
los que eliminan la mayor parte de burbujas de aire. Generalmente, son 
sales orgánicas ácidas de solubilidad media y se dosifican del al 0.3% por 
peso de cemento. 
Los antiespumantes son aditivos que dilatan el producto hidratado, sin que 
esto sea originado por efecto de temperatura. 
Agentes expandidores del cemento fraguado.- Los expandidores 
empleados comúnmente son: 
 Cloruro de sodio.- Su máxima dilatación se obtiene al 18% por peso 
de agua y a concentraciones mayores se obtiene ligera contracción 
del cemento fraguado. 
 Cloruro de potasio.- Este producto, además de ser un eficiente 
estabilizador de arcillas, al 5% por peso de agua de mezcla exhibe la 
misma dilatación que el 18% de cloruro de sodio en el cemento. 
Otra característica positiva del cloruro de potasio es que al 2% por peso de 
agua hace que el filtrado de las lechadas que lo contienen sea 
compatible con la mayoría de los aceites, porque reduce 
considerablemente la tensión de la interface, evitando la formación de 
emulsiones estables y el hinchamiento de las arcillas de la formación. 
Todas las expansiones de cemento obtenidas con cloruro de sodio y con 
cloruro de potasio son controladas. Así no se presentan agrietamientos en 
el cuerpo del cemento. 
Sulfato de calcio anhidro solo o combinado con cloruro de sodio. Se usa 
en la dilatación del cemento fraguado del 3 al 5% por peso de cemento. 
Estas mismas concentraciones complementadas con cloruro de sodio al 
18% por peso de agua, proporcionan máxima eficiencia en la expansión 
lineal. 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 23 
 
1.5 Lechadas de cemento 
 
Las lechadas de cemento son suspensiones altamente concentradas de 
partículas sólidas en agua. El contenido de sólidos de una lechada 
de cemento puede llegar hasta un 70%. La reología de la lechada de 
cemento está relacionada con la del líquido de soporte, la fracción 
volumétrica de los sólidos (volumen de partículas/ volumen total) y la 
interacción entre las partículas. En una lechada de cemento, el fluido 
intersticial es una solución acuosa de varias clases de iones y aditivos 
orgánicos. Por lo tanto, la reología de la lechada difiere de la reología del 
agua. Las lechadas de cementos son suspensiones altamente 
concentradas de partículas sólidas en agua que deben tener la 
capacidad de colocarse en una posición deseada en cualquiera de las 
fases de construcción de un pozo por medio de un equipo de bombeo y 
cuyas propiedades van a depender de la utilidad que esta tenga en el 
proceso de cementación. 
Composición de la lechada 
La lechada contiene por lo menos cemento y agua; y comprende además 
por lo menos una cantidad de fibras en una proporción de entre un 0,1 y 
0,8% en peso respecto del peso del cemento, donde las fibras pueden ser 
fibras de polipropileno, poliestireno, carbono, vidrioresistente a los álcalis, 
celulosa y polímeros en general. 
El cemento portland, ha sido el principal constituyente para cementar la 
mayoría de los pozos petroleros, obtuvo su nombre de su similitud con una 
piedra de construcción que se encontró en la isla de portland, cerca de las 
costas de Inglaterra. Es un producto de calcinación y sus principales 
constituyentes son: caliza, barro, esquistos, escoria, bauxita y diversos 
materiales que contiene hierro. La composición química del cemento 
varia, pero en general, está compuesta de diferentes porcentajes 
de materiales como el silicato tricálcico, aluminato tricálcico, el silicato 
dicálcico, ferro-aluminato tetracálcico, yeso y magnesio. 
El silicato tricálcico y aluminato tricálcico, reaccionan rápidamente con el 
aguay son los constituyentes principales de la característica de 
alta resistencia del cemento; el silicato dicálcico y el ferro aluminato 
tetracálcico, reaccionan más despacio y constituyen al incremento lento 
del fraguado del cemento; el yeso se utiliza para controlar la velocidad de 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 24 
 
reacción del aluminato tricálcico. El magnesio es un elemento indeseable y 
su porcentaje se mantiene lo más bajo posible, reacciona con el agua 
aunque muy despacio para formar hidróxido de magnesio. Si el cemento 
tiene muy alto porcentaje de magnesio, esto causara grietas; también por 
lo general, se encuentra presente cal viva en el cemento portland hasta 
cierto porcentaje, pero esta también reacción despacio con el agua 
causar expansión del cemento, la cantidad también se mantiene 
al mínimo. Las cementaciones de las tuberías de revestimiento en los pozos, 
es casi una práctica universal y se hace por muchas razones; dependiendo 
de la clase de tubería que se esté cementando. El cemento sirve para 
proteger eficientemente la tubería de revestimiento de la corrosión, 
principalmente del fluido corrosivo que existe en las formaciones. El 
cemento portland es el constituyente principal de la mayoría de los 
materiales de cementación, es el cemento ordinario que ha sido por 
muchos años usado para la industria de la construcción. Sin embargo, para 
la aplicación de las tuberías de revestimiento para los pozos petroleros; 
debido a la necesidad de bombeabilidad a más alta temperatura y 
presiones, fue necesario variar las especificaciones y propiedades. Sean 
producidos aditivos que cambia las especificaciones del cemento 
portland para adaptarlo al uso de las cementaciones en pozos petroleros; 
para que un cemento, sea utilizado en los mismos y desempeñe 
satisfactoriamente la tarea que se le asigne, debe llenar ciertos requisitos: 
 La lechada del cemento debe ser capaz de colocarse en 
la posición deseada por medio de equipo de bombeo desde 
la superficie. 
 Después de colocado, debe adquirir suficiente fuerza en un 
tiempo razonablemente corto, para que el tiempo de espera 
de fraguado pueda reducirse al mínimo. 
 El cemento debe ser un sello permeable entre la tubería de 
revestimiento y la formación. 
 Debe tener fuerza suficiente para evitar fallas mecánicas. 
 Debe ser químicamente inerte a cualquier formación 
al fluido con el que se pueda poner en contacto. 
 Debe ser suficientemente estable para no deteriorarse, 
descomponerse o de alguna otra forma perder sus cualidades. 
 Debe ser suficientemente impermeable para que los fluidos 
no se filtren a través del cuando haya fraguado. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 25 
 
Diseño de lechada de cemento. 
Para condiciones del pozo, así como la potencia hidráulica requerida, 
caudal de desplazamiento, volumen de lechada y relación entre el 
diámetro del pozo y el revestimiento. Los datos de resistencia del cemento 
están basados en las temperaturas y presiones a que está expuesta la 
lechada en el fondo del pozo, e indican el tiempo requerido para que el 
cemento resulte suficientemente fuerte para soportar el revestimiento. Más 
detalladamente, algunos de esos parámetros necesarios para el diseño 
son: 
 Tiempo de cementación: Es el tiempo mínimo requerido para el 
endurecimiento de la lechada por la deshidratación del cemento; 
este tiempo es 1.5 veces mayor que el tiempo de duración de las 
operaciones de cementación; es decir si las operaciones duran 5 
horas, el tiempo de fraguado del cemento será 7.5 horas. 
 Tiempo de espesamiento: Es el tiempo que se le da a una lechada 
para que permanezca lo suficientemente fluida para poder 
bombearse en el agujero bajo determinadas condiciones de 
temperatura y presión. 
 Tiempo mezclando y bombeado: Es el tiempo mínimo para mezclar y 
bombear la lechada de cemento dentro del pozo hasta el espacio 
anular. Las consideraciones técnicas. Dependen del tiempo de 
bombeabilidad depende del tipo de trabajo, condiciones de pozo y 
el volumen de cemento que se desea bombear. 
 Tiempo soltando los tapones: Es el tiempo requerido para soltar los 
tapones antes y después de la lechada de cemento para iniciar el 
desplazamiento. El tiempo que dura colocando cada tapón es de 
aproximadamente 10 minutos. 
 Tiempo de desplazamiento: Es el tiempo requerido para que la 
columna de cemento se desplace dentro del revestimiento hasta 
llegar al fondo del agujero. Este factor está en función de la 
profundidad de la sección a cementar, el caudal de bombeo y las 
propiedades del revestidor. 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 2 
Diseño de Tuberías de 
Revestimiento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 27 
 
2.1 Factores de diseño de TR’s 
 
Durante la perforación de los pozos se atraviesan formaciones con 
situaciones y problemáticas diferentes, siendo las más comunes: 
formaciones con bajo gradiente de fractura, zonas sobre-presionadas y 
depresionadas, acuíferos someros y profundos, etc., lo que origina que a 
medida que se profundiza un pozo se tenga la necesidad de ir aislando los 
intervalos con características diferentes para que nos permitan continuar 
con la perforación, este aislamiento se realiza con la introducción y 
cementación de las tuberías de revestimiento. 
Los criterios para el diseño de tuberías de revestimiento son los siguientes: 
 Fuerzas de tensión 
 Fuerzas de compresión 
 Presión de colapso 
 Presión de ruptura 
Fuerza de tensión 
Las fuerzas de tensión en las tuberías de revestimiento son originadas por el 
propio peso de la tubería, por las fuerzas de flexión y cargas dinámicas. 
En el diseño de tuberías de revestimiento, el tramo superior de la sarta es 
considerado el más afectado por la tensión, ya que tiene que soportar el 
peso total de la sarta de tuberías de revestimiento. La selección de la junta 
superior normalmente está basada en un factor de seguridad de 1.6 a1.8. 
Fuerza de compresión 
La fuerza de compresión se genera por el empuje del fluido dentro del 
pozo sobre el área de la sección transversal de la tubería, cuando esta es 
introducida. 
La fuerza de compresión deberá desaparecer después del fraguado del 
cemento. Se han observado tuberías a compresión cuando las 
cementaciones son defectuosas. Cuando la tubería de revestimiento es 
introducida en fluidos de perforación con alta densidad se presenta altos 
valores de compresión. 
Presión de colapso 
La presión de colapso se origina por la columna de lodo usado para 
perforar el pozo y actúa sobre el exterior de la tubería de revestimiento. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 28 
 
Dado que la presión hidrostática de una columna de lodo incrementa con 
la profundidad, la presión de colapso es la más alta en el fondo y cero en 
la superficie. Enel diseño por colapso, la tubería de revestimiento se 
supone vacía para las tuberías de revestimiento superficial y de 
explotación, y parcialmente vacía para las tuberías intermedias. 
Presión de ruptura 
El criterio de presión de ruptura en el diseño de tuberías de revestimiento es 
normalmente basado en la máxima presión de formación que puede ser 
encontrada durante la perforación del siguiente agujero. 
También, se supone que durante un brote, el flujo de fluidos desplazará la 
totalidad del lodo de perforación, y de esta manera exponiendo a la 
totalidad de la tubería de revestimiento a los efectos de la presión de 
ruptura debida a la presión de formación. 
En la cima del agujero, la presión externa debida a la columna hidrostática 
del lodo es cero y la presión de ruptura debe ser soportada totalmente por 
el cuerpo de la tubería de revestimiento. Por consiguiente, la presión 
interna es más alta en la superficie y más baja en la zapata de la tubería 
de revestimiento. 
Factores de seguridad 
El diseño de las tuberías de revestimiento es uno de los aspectos más 
importantes en la planeación del pozo ya que estas deben seleccionarse 
para proteger el pozo en las diversas fases de su perforación, terminación y 
vida productiva. 
Las consideraciones o premisas más importantes que debemos tomar en 
cuenta para diseñar las tuberías de revestimiento son: 
 Pérdidas de circulación 
 Estimulación y fracturamiento 
 Desgaste de tubería 
 Presencia de ácido sulfhídrico (H2S) 
 Brotes 
 Intrusiones arcillosas 
 Intrusiones salinas 
 Pegaduras de tubería 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 29 
 
El diseño de la tubería de revestimiento no es una técnica exacta debido a 
las incertidumbres en la determinación de las cargas reales y también 
debido al cambio de las propiedades de la tubería de revestimiento con el 
tiempo, originado por la corrosión y el desgaste. 
Para tales incertidumbres se utiliza un factor de seguridad en el diseño de 
las tuberías de revestimiento y asegurar que el desempeño establecido de 
la tubería de revestimiento sea siempre más grande que cualquier carga. 
En otras palabras, la resistencia de la tubería de revestimiento es 
subestimada por un factor de seguridad elegido. Estos valores han sido 
desarrollados a través de muchos años de experiencia en perforación y 
producción. La tabla 1 resume los factores de seguridad más comunes. 
 
Objetivo del diseño de las tuberías de revestimiento 
El objetivo al diseñar una tubería de revestimiento es la de seleccionar 
aquella que resista el contacto con fluidos corrosivos y los esfuerzos a los 
que estará sometida durante la introducción, cementación, terminación, 
reparaciones y vida productiva del pozo. El diseño en sí, consiste en 
seleccionar una tubería con un grado de acero determinado, un peso por 
unidad de longitud y una junta o rosca. Debido a que las tuberías de 
revestimiento representan el 18% del costo total del pozo es conveniente 
optimizar los diseños pero sin poner en riesgo la integridad del pozo. 
 
 
 
 
 
2.2 Clasificación de las TR’s 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 30 
 
 
Las tuberías de revestimiento tienen un objetivo específico y de acuerdo a 
este objetivo se clasifican en: 
 Tubería conductora. Es la primera que se introduce y puede ser 
hincada o cementada. Su objetivo es establecer un medio de 
circulación para el fluido de perforación, en algunos casos en esta 
tubería se instala un desviador de flujo (diverter), cuando existe la 
posibilidad de bolsas de gas somero. 
 
 Tubería superficial. La introducción de esta tubería tiene como 
objetivos instalar las conexiones superficiales de control definitivas, 
aislar acuíferos superficiales, zonas de pérdida y zonas de gas 
someras. Esta tubería se cementa hasta la superficie. 
 
 Tubería intermedia. Estas tuberías se introducen con la finalidad de 
aislar las zonas de presión normal y anormal, permitiendo 
incrementar o disminuir la densidad del fluido de perforación para 
continuar con la etapa siguiente. Dependiendo de la profundidad 
del pozo o de los problemas que se encuentren durante la 
perforación, será necesario colocar una o más tuberías intermedias. 
Estas tuberías pueden ser introducidas en una sola etapa (corrida) o 
en dos etapas (liner y complemento) y la cementación de igual 
manera puede ser en una o dos etapas. 
 
 Tubería de explotación. Esta tubería tiene como finalidad aislar las 
zonas productoras de zonas indeseables (acuíferos, zonas 
depresionadas, etc.) y permitir una explotación selectiva del 
yacimiento. Generalmente esta tubería no se extiende hasta la 
superficie y comúnmente se le llama tubería corta o liner. Dentro de 
esta clasificación podemos incluir el Tubing Less con la diferencia 
que esta se corre hasta la superficie y generalmente es de diámetro 
reducido (4 ½”, 3 ½” ó 2 7/8”) siendo la más común la de 3 ½”. En el 
diseño de esta tubería se debe poner especial atención, ya que 
siempre estará en contacto con los fluidos producidos e inyectados 
soportando las presiones del yacimiento y las de tratamiento 
(estimulación o fracturamiento). 
A continuación se muestran diversos arreglos de tuberías de revestimiento. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 31 
 
 
2.3 Diseño de la Tubería Superficial 
 
A presión interna: 
Los esfuerzos por presión interna a que estará sujeta una tubería son 
establecidos al definir las máximas presiones que se pueden presentar en el 
fondo y superficie y entre estos puntos. Las máximas presiones que se 
pueden tener en el fondo y superficie, dependerán del gradiente de 
fractura de la formación que estará debajo de la zapata de la T.R.; ya que 
este factor se elige como el punto débil de la cadena, la tubería 
seleccionada deberá tener una resistencia a la presión interna igual al 
gradiente de fractura más un factor de seguridad que por lo general es de 
0.12 gr/cm3 (1 lb/gal) a esto se le conoce como presión de inyección. 
Presión de inyección = Profundidad de la zapata x (gradiente fractura + 
0.12) 
La máxima presión superficial se presenta cuando ocurre un brote y el 
espacio anular se llena con gas. Si en determinado momento la presión en 
la zapata de la TR es mayor que la presión de inyección se tendrá como 
resultado una fractura (perdida de circulación). Los fluidos que se 
encuentran fuera de la TR suministran cierta contrapresión que ayuda a 
contrarrestar la presión interna. Aunque exista lodo o cemento, en el 
diseño se considera el caso más crítico y es cuando usamos las densidades 
de los fluidos de la formación en un rango de 1 a 1.08 gr/cm3. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 32 
 
El esfuerzo efectivo o resultante de la presión interna es igual a la presión 
interna dentro de la TR menos la contrapresión de los fluidos fuera de la T.R; 
que al ser afectado por el factor de seguridad (1.250) se obtiene la línea 
de diseño. 
Presión interna resultante = Presión máxima – Presión de respaldo 
Después de obtener estos valores se selecciona la TR que resista dichos 
esfuerzos. En las siguientes figuras se muestran las presiones de inyección, 
superficiales, contrapresión, de diseño y la selección de la TR. 
Máxima presión superficial
Presión de 
inyección
0
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 
Presión Interna 
Gradiente 
del Gas
Linea de 
diseño
Presión 
resultante
0
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 
Presión Interna
Contrapresión
Resistencia a la
Presión interna
De la T.R.
Máxima presión superficial
Presión de 
inyección
0
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 
Presión Interna 
Gradiente 
del Gas
Linea de 
diseño
Presión 
resultante
0
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 
Presión Interna
Contrapresión
Resistencia a la
Presión interna
De laT.R.
 
Al colapso: 
La presión de colapso se debe al lodo y cemento fluido que se encuentra 
en el espacio anular entre TR y agujero o entre TR y TR, para efectos de 
diseño se considera el caso más crítico (TR vacía en su interior) y por tanto 
no existe ninguna contrapresión que ayuda a disminuir el esfuerzo por 
colapso. El factor de seguridad al colapso es de 1.125. Las siguientes figuras 
muestran la línea de esfuerzos por colapso de una TR cementada con 
lechada de una densidad y otra TR cementada con dos lechadas de 
diferente densidad. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 33 
 
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Colapso 
Resistencia al
Colapso
de la T.R.
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Colapso 
Linea de Colapso
con factor de
Seguridad
(Diseño)
Linea de 
Colapso
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Colapso 
Linea de 
Colapso
Linea de Colapso
con factor de
Seguridad
(Diseño)
Linea de Colapso
con factor de
Seguridad
(Diseño)
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Colapso 
Resistencia al
Colapso
de la T.R.
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Colapso 
Linea de Colapso
con factor de
Seguridad
(Diseño)
Linea de 
Colapso
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Colapso 
Linea de 
Colapso
Linea de Colapso
con factor de
Seguridad
(Diseño)
Linea de Colapso
con factor de
Seguridad
(Diseño)
 
A la tensión: 
La línea por tensión para la TR superficial se construye tal y como se 
describió anteriormente. Durante el diseño de la TR deberá establecerse un 
margen de jalón para el caso de que se pegue durante su introducción. El 
factor de seguridad usual para el diseño es de 1.8. Es conveniente 
mencionar que en las tuberías acopladas, la resistencia del cople es 
siempre mayor que la resistencia del tubo. Cuando no se tienen a la mano 
los valores de resistencia a la tensión de las tuberías, ésta se puede obtener 
de la siguiente manera: 
Rt = Yp x As 
Dónde: 
• Rt= Resistencia a la tensión del cuerpo del tubo (lb) 
• Yp= Punto de cedencia (ejemplo: en una TR P-110, 43.5 lb/pie su Yp 
es de 110,000 psi) 
• As= Área de la sección transversal (pg2) 
Para perforar la sección del pozo donde se introducen las tuberías 
superficiales, se emplean fluidos de control con densidades bajas, debido 
a que el agujero atraviesa zonas poco consolidadas que no soportan 
cargas hidrostáticas mayores. 
 
 
 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 34 
 
2.4 Diseño de la Tubería Intermedia 
 
Los principios para diseñar una tubería intermedia difieren ligeramente de 
los establecidos para una tubería superficial como se verá a continuación: 
A presión interna: 
En este caso se considera la existencia de un brote en el pozo con el 
espacio anular lleno de gas y de lodo (de la siguiente etapa). La TR que se 
diseñe deberá soportar con toda seguridad: 
1) La presión del brote 
2) La presión de inyección en la zapata 
3) La máxima presión de superficie 
El caso más crítico que se considera en el diseño es la presión superficial 
máxima que se puede alcanzar cuando se tenga un brote. Obviamente, 
esta presión no debe ser mayor que la presión de inyección para no 
generar un reventón subterráneo (fracturamiento) y se obtiene de la 
siguiente manera: 
Ps + X (GL) + Y (GG) = PI Ps = PI – X (GL) – Y (GG) X + Y = PZ 
Dónde: 
• Ps = Presión superficial, kg/cm2 (lb/pg2) 
• X = Altura del lodo en el espacio anular, m (pies) 
• Y = Altura del gas en el espacio anular, m (pies) 
• GL = Gradiente hidrostático del lodo, gr/cm3 (lb/gal) 
• GG = Gradiente hidrostático del gas, gr/cm3 (lb/gal) 
• PI = Presión de inyección en la zapata, kg/cm2 (lb/pg2) 
• PZ = Profundidad vertical de la zapata, m (pies) 
El esfuerzo efectivo por presión interna será la resultante del esfuerzo 
calculado con la ecuación anterior menos la contrapresión ejercida por la 
columna de fluidos de la formación. La línea de la presión resultante se 
afecta por el factor de seguridad y se obtiene la línea de diseño con la 
cual se eligen las tuberías. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 35 
 
Presión superficial máxima
Presión de 
inyección
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Interna 
Gradiente 
del Gas
Línea
resultante
Contrapresión
Gradiente 
del Lodo
Altura del
Lodo
(X)
Altura del
Gas
(Y)
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Interna 
Línea de 
Diseño
Resistencia a la
Presión interna
de las tuberías
seleccionadas.
Presión superficial máxima
Presión de 
inyección
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Interna 
Gradiente 
del Gas
Línea
resultante
Contrapresión
Gradiente 
del Lodo
Altura del
Lodo
(X)
Altura del
Gas
(Y)
0
P
ro
fu
n
d
id
ad
 
Presión Interna 
Línea de 
Diseño
Resistencia a la
Presión interna
de las tuberías
seleccionadas.
 
Al colapso: 
El esfuerzo por colapso para una tubería intermedia se calcula en función 
de la presión hidrostática generada por el lodo y el cemento del espacio 
anular al momento de cementar la T.R; en este caso se considera que la 
tubería se encuentra parcialmente vacía. El caso más crítico se considera 
cuando ocurre una perdida y la zapata deba soportar una columna de 
fluidos de la formación; por lo tanto el fluido de contrapresión se calcula 
como una columna del lodo más pesado de la siguiente etapa y cuya 
altura debe ser equivalente a la presión generada por la altura de los 
fluidos de la formación. 
La siguiente ecuación nos permite calcular la altura del lodo después de la 
perdida: 
1.08 x PZ = DL x L 
Dónde: 
• 1.08 = Densidad de los fluidos de la formación (gr/cm3) 
• PZ = Profundidad vertical de la zapata (m) 
• DL = Densidad más alta del lodo en la siguiente etapa (gr/cm3) 
• L = Altura de la columna de lodo (m) 
En las siguientes figuras se muestran las líneas de presión de colapso, de la 
contrapresión, la de diseño al colapso y las tuberías seleccionadas: 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 36 
 
0
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 
Presión Colapso 
Presión hidrostática del lodo
(con el que se cementa)
Contrapresión
Línea de presión
Al colapso
0
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 
Presión Colapso 
Línea de 
Diseño
Resistencia a la
Presión interna
de las tuberías
seleccionadas.
Presión hidrostática 
(cemento)
“L” altura del lodo
De la sig etapa
“ L “
0
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 
Presión Colapso 
Presión hidrostática del lodo
(con el que se cementa)
Contrapresión
Línea de presión
Al colapso
0
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 
Presión Colapso 
Línea de 
Diseño
Resistencia a la
Presión interna
de las tuberías
seleccionadas.
Presión hidrostática 
(cemento)
“L” altura del lodo
De la sig etapa
“ L “
 
A la tensión: 
El diseño por tensión es similar al empleado en la TR superficial. 
2.5 Diseño de la Tubería de Explotación 
 
Esta tubería por lo general se diseña para que pueda soportar la máxima 
presión de fondo de la formación productora y las presiones que se 
manejaran en el caso de realizar una estimulación o fracturamiento. 
A la presión interna: 
El caso más crítico en el diseño de esta tubería es cuando se realiza una 
estimulación o un fracturamiento y sería igual a la presión máxima en 
cabeza más la presión hidrostática ejercida por el fluido de tratamiento 
menos la presión de respaldo. 
Al colapso: 
 El caso más crítico para el esfuerzo al colapso en una tubería de 
explotación es cuando se realizan las operaciones de inducción 
consistentes en el vaciado completo del pozo quedando la TR sin ningún 
respaldo al colapso y expuesta a la presión hidrostática de los fluidos de la 
formación (presión del yacimiento). 
A la tensión: 
Los esfuerzos por tensión y biaxiales se calculan de igual manera que para 
las demás tuberías. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 37Capítulo 3 
Clasificación de las 
cementaciones 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 38 
 
3.1 Cementación Primaria 
 
La cementación primaria es el proceso que consiste en colocar cemento 
en el espacio anular, entre la tubería de revestimiento y la formación 
expuesta del agujero, asegurando un sello completo y permanente, 
observar figura. 
Objetivos de las cementaciones primarias 
 Proporcionar aislamiento entre 
las zonas del pozo que 
contienen gas, aceite y agua. 
 Soportar el peso de la propia 
tubería de revestimiento. 
 Reducir el proceso corrosivo de 
la tubería de revestimiento con 
los fluidos del pozo y con los 
flui- dos inyectados de 
estimulación. 
 Evitar derrumbes de la pared 
de formaciones no 
consolidadas. 
El reto principal es obtener sellos 
hidráulicos efectivos en las zonas que 
manejan fluidos a presión. Para 
lograrlo es indispensable mejorar el 
desplazamiento del lodo de 
perforación del tramo de espacio anular que se va a cementar 
consiguiendo así una buena adherencia sobre las caras de la formación y 
de la tubería de revestimiento, sin canalizaciones en la capa de cemento y 
con un llenado completo. 
Se ha vuelto práctica común que para cumplir con el segundo y tercer 
objetivos, el cemento debe desarrollar un esfuerzo compresivo mínimo de 
500 psi (35 kg/cm2) dentro de las primeras 8 horas. Este valor es producto 
de la práctica. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 39 
 
Para lograr un buen desarrollo operativo en cada una de las etapas de la 
cementación primaria se deben conocer conceptos técnicos básicos del 
tema. Así, es necesario adentrarse en tópicos como: 
 Especificaciones de tuberías de revestimiento (TR) que se utilizan en 
el área de trabajo 
 Diseño de TR por cargas máximas 
 Accesorios y equipos de flotación para tuberías superficiales, 
intermedias, explotación y complementos 
 Apriete computarizado 
 Anclaje de las tuberías 
 Lechadas de cemento para las diferentes cementaciones 
 Empacadores recuperables y permanentes 
 Manejo de H2S y CO2 en las cementaciones 
 Uso de empacadores en tuberías de explotación. 
La información del pozo se consigue de su expediente y es la base para 
diseñar la sarta de la tubería de revestimiento por cementar. Con la 
información del diseño, el ingeniero de campo verifica en el pozo que los 
materiales recibidos correspondan al diseño. Aquí se deben tomar en 
cuenta los siguientes aspectos: 
 Revisar especificaciones de los accesorios (tipo, marca, grado, peso 
y diámetro) 
 Verificar circulaciones y reología del fluido de control 
 Revisar probables resistencias con la barrena. 
 Verificar que el volumen de lodo sea suficiente para la operación de 
cementación, tomando en cuenta probables pérdidas 
 Realizar entrevista con el ingeniero de proyecto, para verificar las 
condiciones del pozo: 
 Tiempo de circulación, presión y gasto 
 Diámetro de combinaciones que se van a utilizar 
 Densidad del lodo de entrada y salida (reología) 
 Peso de la polea viajera durante la introducción de la TR para 
verificar su peso 
 Condiciones de las bombas de lodo (dimensiones, camisa, pistón y 
eficiencia) 
 Debe asegurarse que las líneas superficiales queden limpias de 
sólidos para el buen suministro de agua y lodo. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 40 
 
Técnica de cementación primaria 
a) Circulación de lodo, para acondicionar el pozo: Antes de bombear 
la lechada en el pozo, se lleva a cabo otro proceso; utilizando la 
bomba del equipo de perforación se hace circular lodo de 
perforación en el pozo, con el fin de acondicionar el lodo y lavar el 
pozo. Si no se lleva a cabo el acondicionamiento, el paso de fluido 
por el anular puede verse dificultado por la presencia de sectores 
con lodo de corte gelificado. 
 
b) Lanzamiento del tapón inferior: En los trabajos de cementación 
primaria, antes y después de la inyección de la lechada de 
cementación, se lanzan tapones limpiadores. Estos elementos sirven 
para separar la lechada de los fluidos de perforación, limpiar las 
paredes interiores de la tubería de revestimiento y obtener una 
indicación positiva (presión) de que el cemento ya está en posición 
fuera de la tubería de revestimiento. 
 
c) Bombeo de lavador y espaciador: Antes de bombear la lechada de 
cementación, por lo general, se bombea un lavador químico o un 
espaciador densificado, o ambos, para que actúen como buffer 
entre el fluido de perforación y el cemento. Los lavadores químicos 
son fluidos base agua que pueden utilizarse en espacios anulares 
pequeños con geometría del agujero regular. Estos fluidos pueden 
utilizarse cuando se puede lograr turbulencia en todas las secciones 
del espacio anular. Los espaciadores son fluidos densificados que se 
bombean en flujos turbulentos o laminares. Esto productos sirven 
para eliminar completamente los fluidos de perforación del anular 
antes de inyectar la lechada de cementación. 
 
d) Bombeo de la lechada inicial o de relleno: Esta lechada es de menor 
densidad, está diseñada para proteger la parte superior del anular 
del revestimiento. 
 
e) Bombeo de la lechada de cola: La lechada de cola es una lechada 
de mayor densidad, diseñada para cubrir la sección inferior del 
anular desde el fondo del agujero. Normalmente, la lechada de cola 
presenta unas propiedades superiores a las de la lechada inicial. Es 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 41 
 
esencial que la lechada de cementación tenga la densidad 
correcta para que sus propiedades sean las deseadas 
 
f) Lanzamiento del tapón superior: El segundo tapón limpiador de 
cementación se denomina tapón superior. Se bombea al final de los 
trabajos de cementación con el fin de separar la lechada del fluido 
de desplazamiento que se bombea en la siguiente etapa del 
proceso, y evitar así que sea contaminada por dicho fluido. Una vez 
que la lechada ya se ha bombeado en la tubería de revestimiento, 
el tapón superior se lanza desde la cabeza de cementación. 
 
g) Desplazamiento de las lechadas y tapones con fluido para 
desplazamiento: A continuación, las lechadas de cementación y los 
tapones limpiadores se bombean (son desplazados) hacia el fondo 
del pozo mediante el fluido de perforación u otro fluido. Este fluido 
de desplazamiento empuja el tapón superior y la lechada hacia 
abajo por la tubería de revestimiento. Cuando el tapón limpiador 
inferior llega al collar de flotación, la membrana situada en su parte 
superior se rompe y la lechada es bombeada, saliendo de la parte 
inferior de la tubería de revestimiento y subiendo por el anular. 
Cuando el tapón superior llega al tapón inferior, hay un aumento de 
presión. Las lechadas de cementación se encuentran en el espacio 
anular y en el recorrido de zapata. El proceso habrá finalizado 
cuando se indique un aumento de presión en la superficie y el 
proceso de desplazamiento haya terminado. Luego, retornarán de 
dos a cinco barriles y parará el flujo. Si este flujo de retorno continúa, 
significa que hay fugas en el collar de flotación. 
 
h) Comprobación de retorno de fluido: El collar de flotación está 
equipado con una válvula de retención que evita que los fluidos 
regresen por la tubería de revestimiento. Si la válvula está 
defectuosa, la lechada puede empujar los tapones y el fluido por la 
tubería de revestimiento, debido al efecto de retorno de los tubos en 
U. Al final de un trabajo de cementación, es necesario comprobar 
que el collar de flotación o la zapata de flotación no presenten 
fugas. Para realizar esta comprobación se espera a que el fluido 
retorne a los tanques de desplazamiento de la unidad de 
cementación.Si el collar de flotación o la zapata de flotación 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 42 
 
funcionan correctamente, dejarán que vuelvan de dos a cinco 
barriles y luego se interrumpirá el flujo. Si este flujo de retorno 
continúa, significa que el collar de flotación tiene algún defecto. 
3.2 Cementación Forzada 
 
La cementación forzada es necesaria por muchas razones, pero 
probablemente el uso más importante es el de aislar la producción de 
hidrocarburos de aquellas formaciones que producen otros fluidos. El 
elemento clave de una cementación forzada es la colocación del 
cemento en el punto deseado o en puntos necesarios para lograr el 
propósito. Puede ser descrita como el proceso de forzar la lechada de 
cemento dentro de los agujeros en la tubería de revestimiento y las 
cavidades detrás del mismo. Los problemas que soluciona una 
cementación forzada se relacionan con el objetivo de aislar las zonas 
productoras. 
Es el proceso que consiste en inyectar cemento a presión a través de 
disparos o ranuras en la tubería de revestimiento al espacio anular. Ésta es 
una medida correctiva a una cementación primaria defectuosa. 
Objetivos de las cementaciones forzadas 
 Mejorar el sello hidráulico entre dos zonas que manejan fluidos. 
 Corregir la cementación primaria en la boca de una tubería corta, o 
en la zapata de una tubería cementada, que manifieste ausencia 
de cemento en la prueba de goteo. Esta prueba consiste en la 
aplicación al agujero descubierto, inmediatamente después de 
perforar la zapata, de una presión hidráulica equivalente a la carga 
hidrostática, que ejercerá el fluido de control con el que se perforará 
la siguiente etapa. Esto se realiza durante 15 a 30 minutos, sin 
abatimiento de la presión aplicada. 
 Eliminar la intrusión de agua al intervalo productor. 
 Reducir la relación gas-aceite. 
 Sellar un intervalo explotado. 
 Sellar parcialmente un intervalo que se seleccionó incorrectamente. 
 Corregir una canalización en la cementación primaria. 
 Corregir una anomalía en la tubería de revestimiento. 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 43 
 
La cementación forzada tiene muchas aplicaciones durante las fases de 
perforación y terminación. 
Aplicaciones: 
 Reparar un trabajo de cementación primaria que falló debido a que 
el cemento dejó un canal de lodo originando una canalización o 
cuando una insuficiente altura fue cubierta con cemento en el 
anular. 
 Eliminar la entrada de agua de ambas zonas, inferior y superior, 
dentro de una zona productora de hidrocarburos. 
 Reducir la relación de gas-aceite por aislamiento de la zona de gas, 
de un intervalo adyacente al intervalo de aceite. 
 Reparar una fuga en la tubería de revestimiento debido a la 
corrosión de la misma en zonas expuestas. 
 Abandonar una zona depresionada o no productora. 
 Taponar todo o parte de una o más zonas de un pozo inyector con 
zonas múltiples, de tal forma que la dirección de los fluidos 
inyectados dentro de la zona sea la deseada. 
 Sellar zonas de pérdida de circulación. 
 Evitar la migración de fluidos entre zonas productora y no productora 
de hidrocarburos. 
No obstante la técnica usada durante un trabajo de cementación 
forzada, la lechada de cemento se sujeta a presión diferencial contra una 
roca permeable. Los fenómenos resultantes son la filtración, que se haga 
un enjarre y, en algunos casos, el fracturamiento de la formación. La 
lechada que se sujeta a presión diferencial pierde parte de su agua en el 
medio poroso y se forma el enjarre de cemento parcialmente 
deshidratado. 
El enjarre de cemento formado contra una formación permeable tiene 
una permeabilidad inicial alta, pero a medida que las partículas de 
cemento se acumulan, el espesor del enjarre y la resistencia hidráulica se 
incrementan. Como resultado, la velocidad de filtración decrece y la 
presión requerida para deshidratar la lechada de cemento se incrementa. 
La velocidad de construcción del enjarre es una función de cuatro 
parámetros: permeabilidad de la formación, diferente presión aplicada, el 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 44 
 
 
tiempo y la capacidad de la lechada para perder fluido a condiciones de 
fondo. 
Cuando se forza cemento contra una formación de permeabilidad dada, 
la velocidad a la que decrece la deshidratación de la lechada está 
directamente relacionada con la velocidad de pérdida de agua. 
Cuando es inyectada contra una formación de baja permeabilidad, la 
lechada con baja velocidad de filtrado se deshidrata lentamente, y la 
duración de la operación puede ser excesiva. Contra una formación de 
alta permeabilidad una lechada con alto valor de filtrado se deshidratará 
rápidamente; consecuentemente, el pozo puede bloquearse por enjarre y 
los canales a través de los cuales acepta cemento deberán estar 
puenteados. 
La lechada ideal para una cementación forzada deberá ser diseñada 
entonces para controlar la velocidad de construcción del enjarre y permitir 
la construcción de un enjarre uniforme con un filtrado proporcional sobre 
toda la superficie permeable. 
Problemas especiales en cementaciones forzadas 
 Fisuras 
En ocasiones, la tubería de revestimiento se rompe en fisuras debido a una 
sobre presión accidental. Se requiere un trabajo muy difícil de 
cementación forzada para repararla, particularmente si la grieta es de más 
de 1 metro de longitud. Debe determinarse primero la localización y la 
magnitud de la grieta. 
La ubicación se requiere para que pueda aislarse debidamente de la 
presión y su longitud dictará el tipo de lechada que se va a usar. Por 
ejemplo, si la grieta es corta, digamos de unos 30 cm, podría emplearse la 
misma técnica de forzamiento de las cavidades de disparos. Esto es, un 
forzamiento de baja presión con un control moderado de filtrado. Si la 
rasgadura es muy larga, digamos de 10 pies, entonces debe forzarse como 
si se tratará de un intervalo grande de disparos. 
La lechada debe ser un volumen más grande con bajo valor de filtrado. El 
objetivo es colocar cemento en la grieta tanto como sea posible sin 
deshidratación prematura. Cada esfuerzo debe hacerse evitando la 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN DE POZOS. 45 
 
fractura en la formación. Algunos creen que se fisura más la tubería de 
revestimiento cuando se aplica la presión para forzar. 
 Agujeros de corrosión 
Los agujeros causados por la corrosión son también difíciles de reparar 
mediante un trabajo de cementación forzada. 
La naturaleza del problema debe ser parcialmente definida por la 
ubicación física del agujero o agujeros. Esto es, los agujeros deben ser 
adyacentes a una sección corrosiva conocida y fácil de ubicar. La técnica 
de forzar cemento debe ser similar a la usada en otras perforaciones. Use 
un cemento de baja pérdida de fluido y una presión baja de forzamiento. 
Muy a menudo, después de obtener una buena cementación y molienda, 
se encuentra con que otro agujero se ha desarrollado en otro lugar. Esto 
continúa así hasta que un revestidor es colocado para cubrir el problema 
entero, o bien, se coloca una tubería de revestimiento, desde la superficie 
hasta el fondo. 
Si los orificios causados por la corrosión están en un espacio sin cementar 
detrás de la tubería, se debe usar el procedimiento anterior en la re-
cementación. El método de tapón es probablemente el mejor, pues no es 
aconsejable colocar un retenedor en una TR que puede estar altamente 
corroída. Las cuñas pueden marcar la tubería o bien el empacador puede 
no sellar debido a la elongación del tubo. Algunas veces se han sufrido 
este tipo de problemas teniendo que desviar por esta situación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESOS DE CEMENTACIÓN Y FLUIDOS DE CONTROL EN LA ETAPA DE TERMINACIÓN