Post on 16-Nov-2015
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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