Clculo para Cimentao

Exemplo 1

Revestimento com um dimetro externo de 13.375 pol. e um ID de 12.415 pol.. Deve ser cimentada a uma profundidade de 2500 ps. Uma sapata conjunta de 40 ps vai ser usado entre o colar flutuante e a sapata de guia. Deseja-se colocar uma coluna de 500 ft de pasta de elevada fora na parte inferior do revestimento. A pasta de alta resistncia composta de Classe A cimento misturado com flocos de cloreto de clcio a 2% (por peso de cimento) e uma proporo de gua/cimento de 5,2 gal/saco. O anel superiores cheio at 2.000 ps com uma suspenso de baixa densidade de Classe A de cimento misturado com 16% de bentonite e cloreto de sdio a 5% (por peso de cimento) e uma proporo de gua/cimento de 13 gal/saco. Calcule o volume pasta necessrio, e um fator de excesso no anel 1,75. O tamanho da broca para perfurar o furo de 17 pol.

Soluo

Relao gua-cimento alta classe = 5,2 gal/sk

Spec. Grav. de cimento = 3,14

Spec. Grav. da Bentonite= 2,65

Spec. Grav. Sol. NaCl= 1,029

1 sk = 94 lb

Densidade da gua = 1,0

Cimento baixa classe 13gal/skSG para lb/ft3 = SGX62,4

Gal para lbm = galX8,34

Componentes Cimento classe A+ aditivos (Bentonita +NaCl)

Cimento:

3,14 62,4 =94

= 0,47973

Bentonite:

2,65 62,4 =0,16 94

= 0,09103

=

Soluo NaCl:

A solubilidade dos sais em gua facilitada se

a gua estiver limpa, logo dissolve o NaCl em

gua e consequentemente haver uma

expanso do volume da gua.

Assim com base em tabelas padro de

concentrao por massa obtemos as densidade

da solues atravs de interpolaes (Tab 2.3)

Interpolao:

4%------ 1,0268

6%------1,0413

Como a massa da soluo a soma H2O + sal, temos:

4,7

108,4+4,7= 0,0415 0,0415 100 = 4,15

6 4

4,15 4=1,0413 1,0268

1,0268= 1,0279

Como a mistura precisa de 13gal/sk 13x8,34= 108,42lbmH2O + 5% de 94lb(sk)= massa total

1,0279 62,4 =108,4 + (0,05 94)

= 1,76333

1.2) Volume mistura

O volume total da mistura do cimento de baixa densidade :

V= 0,4797+0,0910+1,7633=2,334ft3

1.3) Capacidade do Anular (poo revestimento)

=

4172 13,3752 = 86,47972

Convertendo para ft2 1ft2=144in2, portanto 86,4797/144= 0,60055ft2

Considerando um fator de excesso definido por perfilagem snica 1,75, a coluna de 2000ft ter

um volume em ft3

1.4) Volume do Anular de 2000ft

Volume anular requerido ser:

CanXdepthXF= 0,6006X2000X1,75=2102,1ft3

1.5)Rendimento do pasta de Cimento(slurry)

Como o rendimento da slurry de 2,334ft3/sk dividindo o volume total/rendimento, temos:

=2102,1

2,334= 901

O cimento de melhor resistncia ficar da base inferior . Deste modo temos:

1) Componente Cimento Classe A com CaCl2

2.1-Cimento:

3,14 62,4 =94

= 0,47973

2.2-Souo de CaCl2

Como a mistura precisa de 5,2gal/sk 5,2x8,34= 43,368lbmH2O + 2% de 94lb(sk)=45,248lb massa total

Interpolao: %------

2%------ e mais como a massa da soluo a soma H2O + sal, temos:

1,88/(43,368+1,88)=0,0415

6 4

4,15 4=1,0486 1,0316

1,0316= 1,03287

1,0329 62,4 =43,368 + (0,02 94)

= 0,70253

2.3) Volume mistura

O volume total da mistura do cimento de alta densidade :

V=0,4797+0,7025 =1,1822ft3

2.4- Capacidade Anular inferior

1,75 +

4

2 =

0,6006 500 1,75 +

4

12,415

12

2

40 = 559,153

2.5)Rendimento do pasta de Cimento(slurry)

Como o rendimento da slurry de 1,1822ft3 dividindo o volume total/rendimento por sk, temos:

=559,15

1,1822= 473

Volume total da pasta cimento (slurry)

= 2000 + 500+40 = 2102,1 + 559,15 = 2661,23

Total de sacas de cimento requeridas

= 2000 + 500+40 = 901 + 473

Exemplo 2 desejvel misturar uma pasta de cimento Classe A contendo 3% de bentonite, usando a gua de

mistura normal, como especificado pela API Tabela 3.6.

Determinar o peso de bentonite e o volume de gua a ser misturada com um saco de 94 lbm de cimento.

Calcule a percentagem de mistura, o rendimento e a densidade da pasta.

Conforme recomendado pelo fabricante

Nota 1:A adio de bentonita para cimento exige que a quantidade de gua seja aumentada recomendvel para fins de teste que 5,3% de gua ser adicionadas, para cada 1% de bentonitaem todas as classes da API de cimento.Por exemplo: Uma pasta de cimento Classe A com uma relao de gua/cimento de 0,46 ao qual adicionado 3% bentonite vai exigir um aumento na relao gua/cimento de 0,619.

Nota 2: A adio de barita no para cimento geralmente exige que o valor de gua seja aumentada. recomendado para fins de teste que 0,2% de gua ser adicionados para cada barita 1%.Por exemplo, uma pasta de cimento tendo uma proporo normal de gua/cimento de 0,38% e ponderados para 18lbm/gal (134,6 lbm/ft3) (2,2 kg/L) por adio de 0,60% de barita, ir exigir um aumento na relao gua/cimento de 0,50

Exemplo 3Deseja-se aumentar a densidade de uma pasta de cimento Classe H para 17,5 lbm/gal. Calcule a quantidade de hematite que deve ser misturado com cada saco de cimento. As quantidade de gua requerida de de 4,5gal/saca de cimento Classe H e 0,36 gal/100 lbm hematite.

Exemplo 4

Estimar o tempo de cimentao para a operao cimentao descrita no Exemplo 3.1, se um caminho de cimentao com capacidade de mistura aproximadamente 20 ft3/mm usado. A sonda-bomba opera em 60 strokes/mm e tem fator de bomba de 0,9674 ft3/stroke

Soluo

O volume de cimento a ser misturado 901 sacks para a pasta de ligao (lead slurry) e 473 sacos para a pasta da extremidade inferior (tail slurry). Cada saco de cimento tem um volume total aproximado de 1,0 ft3.

No entanto, a pasta de ligao vai ser misturado com 16% de bentonitee 5% de sal e o pasta inferior ser misturado com 2% de cloreto de clcio.

O peso a granel de bentonite, de sal, e de flocos de cloreto de clcio so 60, 71 e 56,4 lbm/ft3 respectivamente (Tabela 3.8). Assim, o volume adicional de slidos a ser misturado dada pela

)901 (94)(0,16

60 3+

)901 (94)(0,16

71+

)473 (94)(0,16

56,4= 3013

Como 1 saca aproximadamente 1ft3 ento so (901+473) sacas, logo1374 ft3, como o caminho processa 20ft3/min ,

temos:

Como so (1374+301)=1675/20 ento sero 83,75 min de processamento

O tempo de mistura representa o perodo de tempo antes colocar o plug superior no topo do revestimento. O tempo

necessrio para deslocar o plug topo a partir da superfcie para

o colar flutuante dada pela:

=

4

2

144

1

()

4 12,415 2

2500 40

144

1

60 (0,9674)= 35,6

O tempo total da cimentao a soma da mistura com tempo de decida =83,75+35,6=119,4 minuto ou ~2horas

Exemplo 5

Um cp de cimento de classe E, que possui um comprimento de 2,54 cm, dimetro de 2,865 centmetros permite uma taxa de fluxo de gua de 0,0345 mL/s quando colocado sob diferencial de presso de 20 psi . Um segundo cp contendo 40% de slica curado de maneira semelhante permite apenas 0,00345 mL/s de gua que flui sob presso diferencial de 200 psi Calcule a permeabilidade as duas amostras de cimento.

A permeabilidade calculado utilizando uma forma adequada de lei Darcy.

= 14.700

Onde : k = permeabilidade, mdq = taxa de vazo mL/s= viscosidade da gua, cpL= comprimento da amostra, cmA= rea da seo transversal, cm2 e = presso diferencial psiA temperatura e presso do tempo de cura da amostra geralmente so relatados por permeabilidade do cimento

Exerccio Um revestimento tem um OD de 9,625 e um ID de 8,535 in deve ser cimentado a uma

profundidade de 13300 ps em um poo de 12.25-in com 40 ps sapato conjunta ser

utilizado entre o colar flutuante e a sapato guia. pretendida para colocar 2.500 ps de

cimento no anular. Cada saco de cimento Classe ser misturado com 4.3 gal.de gua qual

se adiciona 18% de sal em peso (sobre o peso da ). Um pequena quantidade de dispersante

vai ser misturado com o cimento, mas este aditivo no tem efeito significativo sobre o

rendimento da pasta ou na densidade. Calcule a densidade da pasta, o rendimento da pasta e

o nmero de sacos de cimento necessria e a tempo de cimentao. Suponha que o cimento

pode ser misturado em taxa de 20 sacas/mm e bombeado a uma taxa de 9 bbl/min e usar um

fator de excesso de 1.5. O sal ser adicionado na gua gua, portanto, no se mistura com o

cimento.

Resposta seca 16,7 lbm/gal ; 1,09 cf/saco; 1.092 sacas e 159 minutos