quimica

INGENIERIA DE CEMENTACION PETROLERA

1. Definición de Cemento
Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos
(árido grueso o grava, más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y
plástica que fragua y se endurece al reaccionar con el agua, adquiriendo consistencia pétrea,
denominado hormigón o concreto.
1.1.

Cemento PortlandEs una mezcla compleja de caliza (u otros materiales con alto contenido de carbonato de
calcio), sílice, hierro y arcilla, molidos y calcinados, que fragua y se endurece al
reaccionar con el agua. 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.
El cemento Portlandes, 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.
De todos los cementos, el Portland es el más importante en cuanto a términos de
calidad, desarrollo de resistencia a la compresión, tensión y a los sulfatos; porlo cual es
el material idóneo para las operaciones de cementación de pozos petroleros.
Cabe mencionar que algunos cementos Portland se fabrican de manera especial debido
a que las condiciones de los pozos difieren significativamente entre sí al variar su
profundidad, temperatura, ubicación geográfica; etc. El fraguado y endurecimiento se
presenta si el cemento se coloca en agua.
El cementofraguado 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.

2.

Principales compuestos del cemento y sus funciones
Las reacciones de carbonatos y arcillas producidas por la manufactura del cemento Portland,
conducea la formación de 4 principales productos, que incluyen cuatro distintas fases
cristalinas:
• 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 resistencia temprana o
MODULO 1: CEMENTOS PETROLEROS CARACTERISTICAS Y ANALISIS – Unidad 1: Los
cementos Petroleros y susPropiedades

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inmediata (1 a 28 días) Reacciona rápido con el agua, liberando calor y formando
silicato de calcio hidratado (CSH).
Generalmente, los cementos de alta consistencia inmediata contienen en mayor
concentración este compuesto.
• SILICATO DICÁLCICO (2CaO.SiO2)
Conocido como C2S, es un compuesto de hidratación lenta para formar el mismo tipode compuestos que el C3S (CSH), que proporciona una ganancia gradual de
resistencia; esto ocurre en un período largo: después de 28 días.
• ALUMMINATO TRICÁLCICO (3CaO.AL2O3)
Se lo conoce también como C3A y tiene influencia en el tiempo de bombeabilidad de
la lechada. Es responsable de la susceptibilidad al ataque químico de los sulfatos
sobre los cementos. Esta susceptibilidad se clasificaen moderada y alta resistencia al
ataque químico, cuando contienen este compuesto en un 8% y 3% respectivamente.
Reacciona muy rápido y libera mucho calor al hidratarse. Contribuye a resistencia a
muy temprana edad, pero poco a la resistencia final.
Los cementos resistentes a sulfatos deben limitar el contenido de este compuesto, lo
que se logra añadiendo óxido férrico transformándolo enC4AF.
• ALUMINO FERRITA TETRACÁLCICO (4CaO.Al2O3.Fe2O3)
También conocido como C4AF, reacciona rápido con el agua pero no produce mucho
calor de hidratación y resistencia a la compresión; influye en la reología del cemento,
formación de geles, y durabilidad.

3. Hidratación del cemento
La hidratación del cemento es un proceso exotérmico y cada uno de los componentes
tiene un característico...