CEM EM MENTO MPLE OS CL EADOS LASES S EN P S “G

Número
o de Documento
NRF-06
69-PEMEX-20
012
14 de julio de 2012
2
PÁGINA 1 DE 17
COMITÉ DE
D NORMALIZ
ZACIÓN DE PETRÓLEOS
S MEXICANO
OS
Y ORGA
ANISMOS SUBSIDIARIOS
S
SUB
BCOMITÉ TÉC
CNICO DE N
NORMALIZAC
CIÓN DE
PEMEX-EXP
PLORACIÓN Y PRODUCC
CIÓN
CEM
MENTO
OS CL
LASES
S “G”,, “H” Y “H-P
PEMEX
X”
EM
MPLE
EADOS
S EN POZOS
P
S PET
TROLE
EROS
Es
sta norma can
ncela y sustitu
uye a la NRF--069-PEMEX
X-2006 del 14 de septiembre de 2006.
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
S PETROLER
ROS
NRF-069
9-PEMEX-2012
R
Rev : 0
PÁGIINA 2 DE 17
HO
OJA DE APROB
BACIÓN
Esta No
orma de Referen
ncia se aprobó en
n el Com
mité de N
Normaliza
ación
de Pe
etróleos Mexican
nos y Org
ganismo
os Subsid
diarios en la sesiión
extraord
e
inaria 01
1-12, celebrada e
el 27 de abril de 2012.
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
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CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
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CO
ONTENIDO
CAPÍTULO
PÁGINA
0.
0
INTROD
DUCCIÓN ..................................................................................................................................... 4
1.
OBJETIV
VO ............................................................................................................................................... 5
2
2.
ALCANC
CE................................................................................................................................................ 5
3
3.
CAMPO
O DE APLICA
ACIÓN ...................................................................................................................... 5
4
4.
ACTUAL
LIZACIÓN ................................................................................................................................... 5
5.
REFERE
ENCIAS ....................................................................................................................................... 6
6.
DEFINIC
CIONES ....................................................................................................................................... 7
7.
SÍMBOL
LOS Y ABREVIATURAS ............................................................................................................. 8
8
8.
DESARR
ROLLO ........................................................................................................................................ 9
9
9.
8.1
Cllases de cem
mentos ...................................................................................................................... 9
8.2
specificacione
es ............................................................................................................................ 9
Es
8.3
Muestreo ........................................................................................................................................ 11
8.4
Prruebas Químiicas ......................................................................................................................... 12
8.5
as ............................................................................................................................. 13
Prruebas Física
RESPONSABILIDADES ........................................................................................................................ 16
10. CONCO
ORDANCIA CON NORMAS
S MEXICANA
AS O INTERN
NACIONALES
S .................................... . 16
11. BIBLIOG
GRAFÍA ....................................................................................................................................... 16
12. ANEXOS
S .................................................................................................................................................. 17
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
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0.
CEMENTOS
C
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X” EMPLEAD OS EN
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INTR
RODUCCIÓN
Las fuertes variaciones en
n la respuesta
a a los aditivo
os, observada
as entre lotes fabricados de
e Cemento C
Clase API,
nes severas de algunos pozos, son factores
f
que obligan a e
elaborar siste
emas de lech
hadas de
las condicion
d
diseños sofis
sticados, difíciles de contro
olar, costo ele
evado por loss altos porcen
ntajes de adittivos que intervienen y
sse emplea mucho tiempo en su diseño.
Los cemento
os clases “G”,, "H" y “H-PE
EMEX”, fueron
n seleccionad
dos para corrregir estas va
ariaciones, po
or ser los
d
de mayor ca
alidad con qu
ue se cuenta
a en el ámbiito mundial y en Pemex Exploración y Producció
ón (PEP),
respectivame
ente. Así mism
mo ha sido ne
ecesario realizar una serie
e de pruebas, para estable
ecer los parám
metros de
ccontrol de la calidad del cemento,
c
deb
bido a que el API Specificcation 10A/IS
SO 10426-1“P
Petroleum an
nd natural
g
gas industries - Cements and Materialls for Well Ce
ementing” y A
API RP 10B-2
2 a 5/ISO 10
0426-2 a 5 “P
Petroleum
a
G Industries
s – Cements and materials
s for Well Ce menting”, am
mbas en su últtima edición, dejan sin
and Natural Gas
ccontrol varios
s parámetros y a otros les
s fija valores muy amplios con baja eficciencia en el control de ca
alidad del
ccemento. El cemento Cla
ase "H" propo
orciona alta resistencia
r
a la compresió
ón, resistenccia al ataque químico,
e capas del subsuelo
s
y ba
ajo consumo de aditivos, cconvirtiéndosse en un prod
ducto con
buen sello hidráulico entre
ccaracterística
as técnicas ac
ceptables y ec
conómicamen
nte rentables .
El cemento Clase “H-PEMEX”, fue diseñado para
a minimizar e
el uso de ccloruros en la
a cementació
ón de las
ttuberías de revestimiento
r
s, a fin de pro
olongar la vid a del cementto y de la pro
opia tubería. Con este
superficiales
ccemento, además de ma
antener la misma
m
calidad
d del cementto Clase “H””, se pretend
de obtener b
beneficios
e
a requerir un
n bajo consum
mo de aditivos
s químicos y minimizar loss tiempos de espera de fra
aguado y
económicos al
a
al tener una mayor respu
uesta tempra
ana en su es
sfuerzo comp
presivo, contrribuye a optimizar los tie
empos de
a
beneficios econ
nómicos importantes para P
PEP.
perforación, aportando
Este docume
ento normativo
o se realizó en
e atención y cumplimiento
o a:
Ley de Petrólleos Mexicanos y su Regla
amento
Ley de la Com
misión Nacion
nal de Hidroc
carburos
Ley Federal sobre
s
Metrolo
ogía y Normallización y su Reglamento.
R
Ley de Adquiisiciones, Arre
endamientos y Servicios del Sector Púb
blico y su Reg
glamento.
Ley de Obras
s Públicas y Servicios
S
Rela
acionados con
n las Mismass y su Reglam
mento.
Guía para la Emisión de Normas
N
de Re
eferencia de Petróleos Me
exicanos y Orrganismos Su
ubsidiarios (C
CNPMOS0
001, 30 septiembre 2004).
Participaron en su elaborración las de
ependencias de
d Petróleoss Mexicanos, Institucioness y empresass que se
ntinuación:
indican a con
Pemex Explo
oración y Prod
ducción.
Petróleos Me
exicanos.
Participantes externos:
Holcim Apasc
co, S.A. de C.V.
CEMEX México, S. A. de C.
C V.
Geo-logik, S.A de C. V.
e México, S. A.
A de C. V.
Halliburton de
Dowell - Schllumberger de México, S. A.
A de C. V.
Baker Hughe
es incorporate
ed
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
1.
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
S PETROLER
ROS
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OBJE
ETIVO
A
Asegurar que
e la calidad de los ceme
entos Clases
s “G”, “H” y “H-PEMEX” utilizados en
n las operacciones de
ccementación de pozos petroleros,
p
re
eúnan las prropiedades y característiccas necesarias para sop
portar las
ccondiciones de
d trabajo a la
as que estará
án expuestos..
2
2.
ALCA
ANCE
Esta Norma de
d Referencia
a cubre las es
specificacione
es de calidad
d de los ceme
entos Clases ”G”, "H" y “H--PEMEX”
d
de acuerdo a las especific
caciones API 10A/ISO 10426 -1 y API 1 0B - 2 a 5/ISO
esistencia
O 10426 - 2 a 5, de alta re
a los sulfatos
s, baja reactiv
vidad a álcali agregado y bajo calor de
e hidratación, hace referen
ncia a los mé
étodos de
pruebas quím
micas y física
as, que deterrminan el gra
ado de calida
ad del cemen
nto utilizado e
en la cementtación de
pozos petrole
eros terrestres
s y en Aguas Profundas.
3
3.
CAMPO DE APLICACIÓN
Esta Norma de
d Referencia
a es de aplica
ación general y de observa
ancia obligato
oria para la ad
dquisición del material
o
objeto de la misma, en la
as actividades
s de cementa
ación de pozo
os petroleross que lleven a cabo los ce
entros de
ttrabajo de Pe
emex Exploración y Produc
cción, a travé
és de empresa
as de servicio
o o por admin
nistración. Por lo tanto,
d
debe ser inclluida en las bases
b
de licittación pública
a, en los proccedimientos d
de invitación a cuando me
enos tres
personas, por adjudicac
ción directa y en las solicitudes de cotizació
ón; así com
mo en los contratos
ccorrespondientes, como parte
p
de los requisitos qu
ue debe cum plir el interessado y en su
u caso el fab
bricante o
prestador de servicios.
4
4.
ACTU
UALIZACIÓN
N
Esta Norma de Referenc
cia se debe revisar y en su caso mo
odificar al me
enos cada 5 años o anttes si las
ssugerencias y recomendaciones de cam
mbio lo ameriitan.
Las sugerenc
cias para la revisión
r
y acttualización de
e esta norma
a, deben envviarse al Secrretario del Su
ubcomité
T
Técnico de Normalizaciión de Pemex Exploración y Produ
ucción, quien
n debe prog
gramar y re
ealizar la
a
n de acuerdo
o a la procedencia de la
as mismas y en su caso , inscribirla d
dentro del P
Programa
actualización
A
Anual de No
ormalización
n de Petróleo
os Mexicano
os, a través del Comité de Normaliización de P
Petróleos
Mexicanos y Organismos
s Subsidiario
os.
Las propues
stas y sugere
encias de ca
ambio deben elaborarse en el formatto CNPMOS -001-A01 de
e la Guía
para la Emis
sión de Norm
mas de Refe
erencia CNP
PMOS-001-A
A01, Rev. 1 d
del 30 de se
eptiembre de
e 2004 y
d
dirigirse a:
Pemex-Explo
oración y Prod
ducción.
Subcomité Té
écnico de Normalización.
Representaciión de la Gere
encia de Adm
ministración de
el Mantenimie
ento, Sede M
México
Bahía de Ballenas 5, Edifiicio “D”, PB., entrada por Bahía del Es píritu Santo ss/n.
a Anzures, Mé
éxico D. F., C.
C P. 11 300
Col. Verónica
T
Teléfono dire
ecto: 1944-928
86
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CEMENTOS
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“H-PEMEX
POZOS
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Conmutadorr: 19-44-25-0
00, extensión
n: 3-80-80
Correo electrrónico: [email protected]
5.
REFE
ERENCIAS
La siguiente relación de normas, debe consultarse
e como comp
plemento parra la aplicación de esta n
norma de
referencia.
10A/ISO 104
5.1
API Specification
S
426-1. Petrole
eum and Natu
ural Gas Indu
ustries- Ceme
ents and Matterials for
W
Well Cementing (Industrias del Petróleo
o y Gas Natural - Cemento
os y Materiale
es para Ceme
entación de P
Pozos).
Part 1: Spec
cification (Esp
pecificación).
5.2
API RP
R 10B 2 a 5/ISO
5
10426--2 a 5 Petroleum and Nattural Gas Ind
dustries-Ceme
ents and Matterials for
W
Well Cementing (Industrias del Petróleo
o y Gas Natural- Cemento
os y Materiales para Ceme
entación de Po
ozos
Part 2: Testing of Well Ce
ements (Pruebas de Ceme
entos para Po
ozos).
Part 3: Testing of Deepwa
ater Well Cem
ment Formula
ations (Prueb
bas de Formu
ulaciones de C
Cementos pa
ara Pozos
en Aguas Pro
e
ofundas).
Part 4: Prepa
aration and Testing
T
of Foa
amed Cementt Slurries at A
Atmospheric P
Pressure (Pre
eparación y P
Prueba de
Lechadas de Cemento Espumado a Prresión Atmosfférica).
Part 5: Deterrmination of Shrinkage and
a
Expansio
on of Well C
Cement Form
mulations at A
Atmospheric Pressure
(Determinació
ón de la Co
ontracción y Expansión de
d las Formu
ulaciones de Cemento para Pozos a Presión
A
Atmosférica)..
Part 6: Methods for deterrmining the static
s
gel stre
ength of cem
ment formulatiions. (Método
os para dete
erminar la
d Gel Estátic
co de formulaciones de Ce
emento).
Resistencia de
5.3
NOM
M-008-SCFI. Sistema
S
general de Unidad
des de Medida
a.
5.4
NMX
X-C-049-ONNC
CCE. Industrria de la Construcción - M
Método de Prrueba para la
a Determinacción de la
Finura de Cementantes Hidráulicos me
ediante el Tam
miz No. 130 m
m.
5.5
NMX
X-C-056-ONN
NCCE. Indus
stria de la Construcció
ón - Determ
minación de
e la Finura de los
Cementantes Hidráulicos
s (Método de
e Permeabilid
dad al Aire).
5.6
NMX
X-C-152-ONN
NCCE. Industtria de la Construcción C
Cementantess Hidráulicos - Método de
e Prueba
para la Determinación de
el Peso Espe
ecífico de Ce
ementantes H
Hidráulicos.
5.7
NMX
- Cementos Hidráulicos - Especifica
X-C-414 -ONN
NCCE. Indus
stria de la Construcción
C
aciones y
Métodos de Prueba.
P
5.8
NMX
X-C-131. Dete
erminación del
d Análisis Químico
Q
de C
Cementantess Hidráulicos .
5.9
NRF--049 PEMEX
X-2009. Inspe
ección y supe
ervisión de arrrendamientoss y servicios d
de bienes muebles.
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6.
CEMENTOS
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DEFINICIONES
6.1
Agua
a libre. Es el agua acumulada en la parrte superior d
de una column
na de lechada
a de cemento
o, cuando
é
ésta se mantiene en repos
so durante do
os horas.
6.2
Agua
a mínima. Es
E la relación
n de agua que
q
proporciona una visscosidad de 30 unidadess API de
cconsistencia. (Es la mínim
ma relación de agua que
e puede usarrse en una m
mezcla para obtener una
a lechada
bombeable).
6.3
Agua
a normal. Es la relación
n de agua que
q
proporcio
ona una visscosidad de 11 unidadess API de
cconsistencia. (Es el agua recomendada
r
a para mezcla
ar un cemento
o).
6.4
Ceme
ento. Es un material ino
orgánico finam
mente pulverrizado, que a
al agregarle agua, ya se
ea solo o
mezclado con arena, grav
va, asbesto, u otros mate
eriales similarres, tiene la p
propiedad de
e fraguar y en
ndurecer,
v
de las reacciones químicas
q
que ocurren dura
ante la hidrattación y que,, una vez
incluso bajo el agua, en virtud
e
c
su resistencia
r
y estabilidad.
e
endurecido, conserva
6.5
Clínk
ker. Es el producto artificia
al obtenido po
or sinterizació
ón de los crud
dos correspon
ndientes, es d
decir, por
la calcinación
n y sinterización de los mismos a la tem
mperatura y d
durante el tie
empo necesario, y por enffriamiento
a
adecuado, a fin de que dichos producttos tengan co
omposición qu
uímica y la co
onstitución m
mineralógica re
equerida.
zclas suficien
ntemente finass, homogéne
eas y adecuad
damente dosiificadas a
Los crudos de clinker porttland son mez
aterias primas
s que contien
nen cal (CaO
O), sílice (Si O2), alúmina
a (Al22O3), óxxido férrico ((Fe2O3) y
partir de ma
pequeñas cantidades de otros
o
compuestos minoritarios, los cuale
es se clinkerizzan.
6.6
Cons
Equipo empleado para determinar la consisten
sistómetro atmosférico.
a
ncia de la le
echada a
ccondiciones atmosféricas.
a
6.7
Dens
sidad de la le
echada. Es el peso por volumen (g/cm3 ) de la lechad
da de cementto.
6.8
Lech
hada de ceme
ento. Mezcla de cemento y agua a dife rentes proporciones.
6.9
Lote - Cantidad de material qu
ue se prepara en una molie
enda de cemento a granel o en saco, m
motivo de
n comercial ó reclamación.
la transacción
6.10
Mues
stra represen
ntativa. Conju
unto de espec
címenes mezzclados para fformar una m
muestra homo
ogénea
6.11
Mues
stra represen
ntativa reduc
cida. Conjuntto de muestra
as tomadas d
durante la fabricación de un lote las
ccuales se hom
mogeneizan para
p
formar una
u muestra general
g
con u n peso aproxximado de 10 kg.
6.12
Mues
stra para aná
álisis. La mitad de la mue
estra represen
ntativa reduciida, suficiente
e para verifica
ar en ella
ttodas las pruebas requerid
das por ésta Norma.
N
6.13
Punto de cedenc
cia. Fuerza ap
plicada a un fluido
f
para in iciar su movim
miento. Parám
metro reológico de los
ffluidos en el modelo
m
plástico de Bingha
am.
6.14
Relac
ción de agua
a. Es la relación del peso del
d agua usad
da con respeccto al peso de
el cemento ussado.
6.15
Reología. Es la parte
p
de la fís
sica que estu
udia los parám
metros de de
eformación y en general e
el flujo de
ffluidos, mediante un visc
cosímetro rottacional en el
e cual se o
obtienen lectu
uras de esfu
uerzos a la ttorsión a
d
diferentes velocidades de rotación.
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Organis
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CEMENTOS
C
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X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
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6.16
Sulfa
ato de calcio
o dihidratado
o. El sulfato de
e Calcio es e
el producto na
atural o artificcial que se utiliza para
regular el tie
empo de frag
guado, el cu
ual contiene 2 moléculass de agua po
or una molé
écula de yeso, en su
ccomposición química.
6.17
Tiem
mpo bombeab
ble en cédulla 5 (API) . Es
E el tiempo que tarda el cemento en fraguar, el ccual debe
e
estar compre
endido en el ra
ango de 90 min
m (mínimo) a 120 min (m
máximo) y a un
na temperatura de circulacción en el
ffondo del poz
zo de 52 °C (1
126 °F) y una
a presión de 363
3 kg/cm2 (5
5160 lb/in2).
6.18
Visco
osidad plástica. Parámetro reológico de
d los fluidos en el modelo
o plástico de B
Bingham.
7.
SÍMB
BOLOS Y AB
BREVIATURA
AS
°C
Grados
G
Celsius
±
Más
M o menos
s
300
Lectura
L
a 300
0 r/min
100
Lectura
L
a 100
0 r/min

Densidad
D
A
ABc
Unidades
U
de consistencia o unidades Bearden,
B
en e
el consistómetro atmosféricco.
A
API
American
A
Pettroleum Institu
ute (Instituto Americano
A
de
el Petróleo)
Bc
Unidades
U
de consistencia o unidades Bearden,
B
en e
el consistómetro presurizad
do
CaO L
Cal
C libre u óx
xido de calcio libre
C 2S
Silicato
S
dicálc
cico
C 3S
Silicato
S
tricálc
cico
C 3A
Aluminato
A
tric
cálcico
C4AF
Aluminoferrita
A
a tetracálcico
c
cP
Centipoise
C
e
ema
Entidad
E
mexicana de Acre
editación
kg
Kilogramo
K
K 2O
Oxido
O
de pota
asio
lbf
Libra
L
fuerza
MgO
Oxido
O
de mag
gnésio
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
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Organis
smos Subsidiarios
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
S PETROLER
ROS
Micra
Milésima
M
de milímetro
m
min
Minuto
M
MPa
Mega
M
Pascal
Na2O
Oxido
O
de Sod
dio
Na2O eq
Contenido
C
álc
calis totales
p
Peso
P
de la masa
Pc
Punto
P
de cedencia lbf/100
0 pie2
PIgn
Pérdida
P
por ig
gnición
psi
Libra
L
por pulg
gada cuadrad
da
RI
Residuos
R
Inso
olubles
r/min
Revoluciones
R
s por minuto
s
Segundo
S
S
SO3
Trióxido
T
de Azufre
A
T
Tonelada
T
métrica
t
Tiempo
T
de prrueba
V
Vf
Volumen
V
final (cm3 y/o ml))
V
Vp
Viscosidad
V
pllástica
8
8.
NRF-069
9-PEMEX-2012
Rev.: 0
PÁGIINA 9 DE 17
DESA
ARROLLO
Esta Norma de
d Referencia
a establece lo
os requerimie
entos para la fabricación d
de los Cemen
ntos Clases ““G”, "H" y
““H-PEMEX”, asi mismo es
stablece las especificacion
e
nes, los reque
erimientos físiicos y químico
os y hace refferencia a
los procedimiientos de prueba.
8
8.1
Clase
es de cemen
ntos
Los cemento
os aquí espec
cificados son Clases “G”, "H" y “H-PEM
MEX”, para a
alta resistenccia a los sulfa
atos, baja
reactividad a álcali agrega
ado y bajo calor de hidratac
ción.
8.2
8
Espe
ecificaciones
s
Las especific
caciones quím
micas y físicas
s para los Ce
ementos Classes “G”,"H" y “H-PEMEX”, que se estab
blecen en
la Tabla 1 de
e esta Norma de Referencia, deben serr comprobada
as por laborattorios acreditados naciona
almente o
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eos Mexicanos y
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CEMENTOS
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S PETROLER
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7
por laboratorrios acreditados por algún organismo in
nternacional en los términ
nos establecid
dos en la Leyy Federal
ssobre Metrolo
ogía y Norma
alización. Durrante el proce
eso de fabriccación, al clin
nker no debe adicionar nin
ngún otro
a
agregado, differente al sulffato de calcio dihidratado y agua.
Especifica
aciones
An
nálisis Químico
Unidades
s
CLAS
SE “H”
% en peso
o
% en peso
o
% en peso
o
% en peso
o
% en peso
o
2,0 m
máx.
3,0 m
máx.
1,5 m
máx.
0,5 m
máx.
0,5 m
máx.
CLASE
X”
“H-PEMEX
2,0 máx.
3,0 máx.
1,5 máx.
0,5 máx.
0,5 máx.
% en peso
o
0,6 m
máx.
0,6 máx.
Silicato Tricá
álcico (C3S)
%
58 mín. 65 máx.
58 mín. 65 m
máx.
Aluminato Trricálcico (C3A)
A
Aluminoferritta Tetracálcic
co (C4AF)
Análisis Físico
Densidad Es
specífica
Área de Superficie Espec
cífica
Tamaño Promedio de Parrtícula
Requerimien
nto de Agua
Propiedades
s Reológicas
s
%
%
3,0 m
máx.
15,0 máx.
3,0 máx.
15,0 máx..
Oxido de Ma
agnesio (MgO
O)
Trióxido de Azufre
A
(S03)
Pérdida por Ignición (PIgn
n)
Residuos Ins
solubles (RI)
Cal libre (CaO L)
Contenido de
e Álcalis Tota
ales
(Na2O eq)
Mineralogía
Viscosidad Plástica
P
Punto de Cedencia
Densidad de
e la Lechada
Agua Libre
CLAS
SE “G”
2,0 máx.
3,0 máx.
1,5 máx.
0,5 máx.
0,5 máx.
0,6 máx.
58 m
mín. 65
m
máx.
3,0 máx.
15,0
0 máx.
g/cm3
cm2/g
micras
%
3,18 + 0,04
3,18 + 0,04
4
2 700
0 + 80
3 600 + 80
0
15,0 mín. 25,0 máx. 5,0 mín. 15,0 m
máx.
3
38
42
3,18 + 0,04
S
S/E
S
S/E
4
44
cP
lbf/100 ft2
g/cm3
%
35,0 mín. 60,0 máx. 35
5,0 mín. 85,0 máx.
65 m
máx.
85 máx.
1,93 + 0,01
1,98 + 0,01
1
5,9 m
máx.
5,9 máx.
Tiempo bombeable en cédula 5
min
90 mín. 1
120 máx.
9
90 mín. 120 m
máx.
Consistencia
a máxima de 15 a 30 min.
Resistencia a la Compre
esión
8 h a tempe
eratura de 311 K (38° C) y
presión atmo
osférica
8 h a tempe
eratura de 333
3 K (60° C) y
presión atmo
osférica
Bc
30 m
max.
30 max.
S
S/E
S
S/E
1,91 + 0,01
5,9 máx.
90 mín. 120
m
máx.
30 max.
psi
300 mín.
300 mín.
300
0 mín.
psi
1 500
0 mín.
1 500 mín.
1 500 mín.
Tabla 1. Especificacio
E
ones química
as y físicas para
p
los Cem
mentos Clase
es “G”,"H" y clase “H-PE
EMEX”
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
8
8.3
Mues
streo
8
8.3.1
Objetivo
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
S PETROLER
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7
Obtener las muestras rep
presentativas durante y al final de la producción d
del lote, para
a la realizació
ón de las
pruebas que garanticen la
a calidad del cemento.
c
8.3.2
8
Frecu
uencia
La frecuencia
a del muestreo se debe rea
alizar de acue
erdo a lo sigu
uiente:
a) Durante el
e proceso de fabricación y para el control de calida
ad del cementto, los muesttreos deben rrealizarse
cada 30 minutos
m
e inte
egrar una muestra promed
dio cada 5 h durante el prroceso de pro
oducción y re
ealizar las
pruebas que
q contempla
a la tabla 1.
b) En el tota
al del lote de cemento pro
oducido se preparará una
a muestra forrmada con la
a mezcla de ttodas las
muestras de control de
e calidad toma
adas durante la producción
n.
8.3.3
8
Tiem
mpo de anális
sis de la mue
estra compue
esta
La muestra representativa
r
a (suma y me
ezcla de las muestras
m
horrarias) debe sser probada, como máxim
mo, en las
ssiguientes 48
8 h, transcurridas después de la toma de la última mu
uestra.
8
8.3.4
Procedimiento de
e muestreo en
e embarque
e
Durante el proceso
p
de embarque y para
p
el contro
ol de calidad
d del cementto debe realizzarse el mue
estreo de
a
acuerdo a lo
os procedimie
entos estable
ecidos en la NMX-C-414-O
ONNCE para
a proceder a efectuar lass pruebas
ccontempladas en la Tabla 1.
8.3.5
8
Calib
bración del equipo
e
La calibració
ón del equip
po para mue
estreo, prueb
bas y anális is, debe cum
mplir con pa
atrones nacio
onales o
internacionale
es y verificarse a través de
d laboratorio
os acreditados nacionalme
ente o por lab
boratorios acreditados
por algún organismo intternacional en
e los términ
nos estableccidos en la Ley Federall sobre Metrrología y
miento con lo
os requisitos de esta norm
ma y en las un
nidades de m
medida de
Normalización que asegurren el cumplim
a
CFI.
acuerdo a la NOM-008-SC
8
8.3.6
estreo de cem
mento
Equipo para mue
El equipo parra muestreo de
d cemento debe ser acord
de a lo establlecido en el A
ASTM-C-183, o equivalente
e.
8
8.3.7
Equipo y materia
ales para preparación de la muestra p
para análisis
s
a) Hoja de plástico
p
de de
ensidad 2, dim
mensiones de
e 1,5 m x 1,5
5 m para hom
mogeneizar la muestra o m
mezclador
mecánico.
c sensibilida
ad de 0,1 porr ciento del pe
eso indicado,, de acuerdo al punto 7 de
e la especifica
ación API
b) Balanza con
10A/ISO 10426-1.
1
c) Frasco de
e polietileno de boca ancha
a, de capacida
ad de 5 kg y ccierre herméttico.
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
8
8.3.8
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
S PETROLER
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PÁGIN
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7
Crite
erio de acepta
ación o rech
hazo
El criterio a seguir para la aceptación o rechazo del lote, es el sig
guiente:
a) Se acepta
ará el lote, si todos los res
sultados de la
as pruebas d
de la muestra
a representatiiva reducida, cumplen
con las es
specificacione
es de esta No
orma de Referrencia, indica
adas en la tab
bla 1 de esta N
Norma de Re
eferencia.
b) Se rechaz
zará el lote si uno o más de los resultad
dos de las pru
uebas de la m
muestra repre
esentativa red
ducida no
cumplen con los requ
uisitos de estta Norma de
e Referencia,, de acuerdo
o a la tabla 1 de esta N
Norma de
a.
Referencia
c) La produc
cción del lote de cemento, estará sujeta
a a supervisió
ón e inspecció
ón en nivel I, de acuerdo a la NRF049-PEME
EX-2009.
8
8.3.9
Regis
stros y docu
umentación
El fabricante del cemento, debe entreg
gar al represe
entante de P EP la docum
mentación con
n los resultado
os de los
bas químicas y físicas esta
ablecidas en e
esta norma, en el momen
nto de su reallización o
muestreos, análisis, prueb
a
adquisición del
d lote.
8
8.4
Pruebas química
as
8.4.1
8
Determinación de
el análisis qu
uímico del ce
emento
El método de
e prueba para
a la determina
ación del análisis químico (composición
n) del cementto, debe apeg
garse a lo
e
establecido en
e la Norma NMX-C-131,
N
mediante fluo
orescencia de
e rayos X
o ASTM C-114, o equivallente o bien m
(método alterrno).
8
8.4.1.1 Objjetivo. Determ
minar el contenido de óxid
do de silicio ((SiO2), óxido de calcio com
mbinado (CaO), óxido
d
de magnesio
o (MgO), óxido férrico (Fe2O3), óxido de aluminio (A
Al2O3), óxido de sodio (Na
a2O), óxido de
e potasio
(K2O) y trióxid
do de azufre (SO3).
Los valores máximos
m
perm
mitidos para estos compu
uestos químiccos, en por c iento (%) parra los cemen
ntos clase
"H" y clase “H
H-PEMEX”, es
stán dados en la Tabla 1.
8
8.4.1.2 Cálculos. Con lo
os resultados
s obtenidos por el método de espectrom
metría y anállisis químico sse deben
ccalcular:
Á
Álcalis totale
es (Na2O eq)), Silicato Triicálcico (C3S), Aluminato Tricálcico (C
C3A) y Aluminoferrito Tettracálcico
(C4AF).
Los cálculos deben apega
arse a lo desc
crito en el AST
TM C-150, o e
equivalente.
Cuando el co
ontenido de Aluminato
A
Tricalcico (exprresado como C3A) del cem
mento es 8 p
por ciento o m
menor, el
ccontenido má
áximo de SO3 debe ser 3 %.
%
Cuando la re
elación de los
s porcentajes de Al2O3 a Fe
F 2O3 es 0,64
4 o menor, e
el contenido d
de C3A debe ser cero.
Cuando la re
elación de los
s porcentajes
s de Al2O3 a Fe2O3 es ma
ayor a 0,64, los componen
ntes deben ccalcularse
ccon las siguie
entes fórmula
as:
C3A = (2,65 x % Al2O3) – (1,69 x % Fe2O3)
C4 AF = 3,04 x % Fe2 O3
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
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NA 13 DE 17
7
C3S = (4,07 x % CaO) - (7
7,60 x % SiO2) – (6,72 x % Al2O3) – (1,4
43 x % Fe2O3) - (2,85 x %S
SO3)
C2S = (2,87 x % SiO2) - (0,755 x C3S)
Cuando la re
elación de lo
os porcentajes de Al2O3 a Fe2O3 es m
menor de 0,6
64, el C3S de
ebe calcularsse con la
ssiguiente fórm
mula:
C3S = (4,07 x % CaO) - (7
7,60 x % Si O2) – (4,48 x % Al2 O3) – (2, 86 x % Fe2 O3) - (2,85 x %
%SO3)
C2S = (2,87 x % SiO2) - (0,755 x C3S)
El equivalente de óxido de
e sodio (expre
esado como Na
N 2O eq) deb
be calcularse con la siguien
nte fórmula:
Na2O equivallente = (0,658
8 x % K2O) + (% Na2O)
Nota:- Las expresiones químicas determinadas
d
s por medio
o de cálculo, indican compuestos que no
esentes como tales.
necesariamente están pre
8.4.2
8
Otras
s determinac
ciones no ob
btenidas por Rayos X
8
8.4.2.1 Objjetivo. Determ
minar el conttenido del Re
esiduo Insolub
ble (RI), Pérd
dida por Ignicción (PIgn) y Cal Libre
(CaO L).
8.4.2.2 Res
8
siduo Insoluble. El método de prueba
a debe apeg
garse a lo descrito en la N
Norma NMX--C-131, o
A
ASTM C-114 o equivalente.
8.4.2.3 Pérrdida por Ign
8
nición. El mé
étodo de prue
eba para la d
determinación
n de la pérdiida por igniciión, debe
a
apegarse a lo
o descrito en la Norma NM
MX-C-131, o ASTM
A
C-114, o equivalente
e.
8
8.4.2.4 Detterminación de cal libre. El método de
e prueba para
a la determina
ación de cal libre, debe ap
pegarse a
lo descrito en
n la Norma NM
MX-C-131, o ASTM C-114
4, o equivalen te.
do a lo establecido en la T
Los valores máximos
m
perm
mitidos para estos
e
parámettros deben esstar de acuerd
Tabla 1.
8
8.5
Pruebas Físicas
8.5.1 Determinación del
8
d peso es
specífico de cementante
es hidráulic
cos (Método
o del matrazz de Le
Chatelier)
8.5.1.1
8
Objjetivo. Determ
minar la fracc
ción volumétrica de los matteriales que in
ntervienen en
n la mezcla.
8
8.5.1.2 Pro
ocedimiento. Este método
o debe apega
arse al descriito en la Norm
ma NMX-C-152-ONNCCE
E ó ASTM
C-188, o equivalente.
La densidad específica pa
ara los Ceme
entos Clases “G”,
“
"H" y “H--PEMEX” de acuerdo a la
a Tabla 1, deb
be ser de
3,18 g/cm3, con
3
c una tolera
ancia de ± 0,0
04 para el mis
smo analista y ± 0,1 para p
pruebas ínter--laboratorios.
8
8.5.2
a
aire)
8.5.2.1
8
Determinación de
e la Finura (blaine) de lo
os cementan
ntes hidráulic
cos (Método de Permeab
bilidad al
Objjetivo. Determ
minar el área de superficie
e específica d e los Cementtos Clases “G
G”, "H" y “H-P
PEMEX”.
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
8
8.5.2.2
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
S PETROLER
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7
Pro
ocedimiento. Este método
o debe apegarse al descrito
o en la Norma NMX-C-056
6-ONNCCE.
El área de su
uperficie específica para el
e cemento clase
c
“H”, deb
be ser de 2 7
700 ± 80 cm2/g y para el cemento
2
cclase “H-PEM
MEX” debe se
er de 3 600 ± 80 cm /g, de acuerdo a la tabla 1.
8
8.5.3
Determinación de
el tamaño prromedio de partícula
p
8.5.3.1 Objjetivo. Deterrminar la efic
8
ciencia del molino,
m
ya q
que el tamaño de la pa
artícula incide
e en las
propiedades reológicas de
el cemento, tie
empo de espesamiento, a gua libre y re
esistencia com
mpresiva.
8.5.3.2 Equ
8
uipo. Para realizar este an
nálisis, el fabrricante del ce
emento debe contar con un
n equipo que tenga un
rango de med
dición de 0,3 a 400 µm.
amaño prome
8
8.5.3.3 Pro
ocedimiento. El procedimiento para de
eterminar el ta
edio de partícula, será de
e acuerdo
a
al equipo que
e se utilice.
El tamaño prromedio de pa
artícula perm
mitido para los
s cementos cllases "H" y “H
H-PEMEX”, d
debe estar de
e acuerdo
a
al rango indic
cado en la Tabla 1.
8
8.5.4
Requ
uerimiento de
e agua (Norm
mal y mínima
a)
8
8.5.4.1 Objjetivo. Deterrminar a la muestra
m
de cemento su requerimientto de agua, a fin de ob
btener 11
unidades de consistencia
a o unidades Bearden (AB
Bc) como req
querimiento d
de agua norm
mal y 30 unid
dades de
cconsistencia o unidades Bearden,
B
com
mo requerimie
ento de agua mínima, en 2
20 min. de ag
gitación a con
ndiciones
a
atmosféricas.
8
8.5.4.2
8
8.5.5
ocedimiento. El método de
ebe apegarse
e al descrito e
en la especificcación API 10
0A/ISO 10426
6-1.
Pro
Dens
sidad de la le
echada
8
8.5.5.1
Objjetivo. Determ
minar el peso
o por unidad de
d volumen de
e la lechada d
de cemento.
8
8.5.5.2
Pro
ocedimiento. El método de
ebe apegarse
e al descrito A
API RP 10B-2
2/ISO 10426-2
2.
La densidad de la lechada
a para el cemento clase "H
H" debe ser d
de 1,98 g/cm3, para el classe “H-PEMEX
X” de 1,93
3
3
g
g/cm y para el clase “G” de
d 1,91 g/cm de acuerdo a lo estableccido en la Tab
bla 1, con una
a tolerancia d
de ± 0,01
g
g/cm3, para to
odos los caso
os.
8
8.5.6
Prop
piedades Reo
ológicas
8
8.5.6.1 Objjetivo. Determ
minar los valo
ores reológico
os de la lecha
ada de cemento (viscosida
ad plástica y punto de
ccedencia).
8.5.6.2
8
Pro
ocedimiento. El método se
e debe apega
ar al descrito en API RP 10B-2/ISO 104
426-2.
La viscosidad
d plástica y el punto de ce
edencia de la lechada de ccemento, para fines prácticos se deben
n calcular
mediante las siguientes ec
cuaciones:
V
Vp = 1,5 (30
00 – 100)
Pc =  300 – Vp
Comité de Normalizac
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CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
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7
Donde:
V
Vp
Pc
 300
 100
=
=
=
=
Viiscosidad plás
stica, cP.
Pu
unto de ceden
ncia, lbf/100 ft
f 2.
Le
ectura del dial a 300 r/min.
Le
ectura del dial a 100 r/min.
De acuerdo a la Tabla 1, estas
e
propiedades para el Cemento Cla
ase "H" deben
n estar en loss siguientes ra
angos:
-
Viscosidad
d plástica: Má
áxima: 60 cP;; Mínima: 35 cP.
c
Punto de cedencia
c
máx
ximo: 65 lbf/100 ft2.
De acuerdo a la Tabla 1, estas propied
dades para el
e Cemento C
Clase "H-PEM
MEX" deben e
estar en los ssiguientes
rangos:
-
Viscosidad
d plástica: Má
áxima: 85 cP;; Mínima: 35 cP.
c
Punto de cedencia
c
máx
ximo: 85 lbf/100 ft2.
8
8.5.7
Agua
a libre de la lechada de cemento
c
8
8.5.7.1 Objjetivo. Determ
minar la cantiidad de agua acumulada e
en la parte su
uperior de una
a columna de
e lechada
d
de cemento, cuando ésta se mantiene en reposo du
urante dos ho ras.
8.5.7.2 Pro
8
ocedimiento. Este proced
dimiento se debe
d
apegar al descrito en la especiificación API 10A/ISO
10426-1.
De acuerdo a los valores
s de la Tabla
a 1, el agua libre de la le
echada de lo
os Cementos Clases “G”,""H" y “HPEMEX” debe ser máximo
o 5,9
8.5.8
8
Tiempo bombea
able en cédu
ula 5 (API)
8.5.8.1 Objjetivo. Determ
8
minar el tiempo, en el cua
al una lechad a de cemento
o se mantien
ne fluida y bombeable,
bajo condicio
ones de presió
ón y temperattura de la céd
dula 5 del AP I.
8
8.5.8.2
Pro
ocedimiento. Este método
o se debe ape
egar al descritto en la especificación API 10A/ISO 10426-1.
De acuerdo a los valores
s de la Tabla
a 1, el tiempo
o bombeable
e en cédula 5 (API), debe
e tener los ssiguientes
vvalores:
-
Máximo: 120
1 min.
Mínimo: 90
9 min.
8
8.5.8.3 El requisito de ac
ceptación parra la consiste
encia máxima
a durante loss 15 min a 3
30 min del pe
eriodo de
a
mbeable deb
berá ser 30 B
Bc máximo p
para todas la
as clases de cemento
agitación en la prueba de tiempo bom
ffabricadas de
e acuerdo a esta
e
Norma de
e Referencia.
8
8.5.9
Resis
stencia a la Compresión
C
8
8.5.9.1 Objjetivo. Determinar la resiistencia a la compresión de la lechad
da de cemen
nto, curada a presión
a
atmosférica y a temperaturas de 38 °C y 60 °C en 8 h.
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
S PETROLER
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Rev.: 0
PÁGIN
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7
8
8.5.9.2 Pro
ocedimiento. El método debe apegarse
e al descrito en la especifficación API 1
10A/ISO 1042
26-1, API
RP 10B -2 a 5/ISO 01426--2 a 5 y ASTM
M C 109, o eq
quivalente.
De acuerdo a los valores de la Tabla 1, los cemen
nto Clases "G
G",”H” Y “H-P
PEMEX” deb
be tener los ssiguientes
vvalores de resistencia a la
a compresión.
 8 h a 38 °C y presión atmosférica:
a
300
3 psi mínimo.
 8 h a 60 °C y presión atmosférica:
a
1 500 psi mínimo.
9
9.
RESP
PONSABILID
DADES
9
9.1
De Petróleos Mex
xicanos
V
Vigilar la aplicación y cum
mplimiento de
e esta norma
a, en lo referrente a la co
omposición química, resulltados de
aboratorio y de
d campo, de los cementos
s Clases ”G”, "H" y “H-PEM
MEX”, así com
mo el cumplim
miento de
pruebas de la
los requisitos
s establecidos
s en la misma
a, a fin de ase
egurar el cum
mplimiento de
e propiedadess de resistenccia y vida
útil requeridas en las ceme
entaciones de
e pozos petro
oleros.
9
9.2
Fabricantes y pro
oveedores de
e cemento
Cumplir como
o mínimo con
n los requisito
os y especific
caciones de e
esta norma, e
en la fabricacción y prueba
as del los
ccementos Clases “G”,"H"" y “H-PEME
EX” para su aplicación e
en las operacciones de ce
ementación d
de pozos
petroleros. Proporcionar
P
a Pemex la evidencia do
ocumental y certificados d
de cumplimie
ento, cuando éste los
requiera.
10.
A CON NORM
MAS MEXICA
ANAS O INTE
ERNACIONA
ALES
CONCORDANCIA
Esta Norma es
e concordan
nte con las No
ormas Mexica
anas descritass en el capítu
ulo de referencias.
11.
BIBL
LIOGRAFÍA
áulico (Com
11.1
ASTM
M C109/C10
09M. Esfuerz
zo Compres
sivo de Mortteros de Ce
emento Hidrá
mpressive
Strength of Hydraulic
H
Ce
ement Mortarrs).
11.2
ASTM
M C-114. Análisis Químic
co de Cemen
nto Hidráulicco (Chemical Analysis of Hydraulic Ce
ement).
11.3
ASTM
M C-150. Especificació
E
ón Estándarr para Cem
mento Portla
and (Standa rd Specifica
ation for
Portland Cem
ment).
11.4
ASTM
M C-183. Mu
uestreo y Cantidad de Prruebas de Ce
emento Hidrá
áulico (Samp
pling and the
e Amount
o
of Testing off Hydraulic Cement).
C
11.5
ASTM
M C-188. De
ensidad del Cemento
C
Hidráulico (Den
nsity of hydra
aulic Cementt).
Comité de Normalizac
ción de
eos Mexicanos y
Petróle
Organis
smos Subsidiarios
CEMENTOS
C
CLASES “G ”, “H” Y
X” EMPLEAD OS EN
“H-PEMEX
POZOS
S PETROLER
ROS
NRF-069
9-PEMEX-2012
Rev.: 0
PÁGIN
NA 17 DE 17
7
11.6
ASTM
M C-204. Finura del Cemento Hidrá
áulico por Ap
paratos de P
Permeabilida
ad al Aire (F
Finess of
Hydraulic Ce
ement by Air Permeability
y apparatus)).
11.7
ASTM
M C-430. Finura del Cemento Hidrá
áulico por M edio de la M
Maya 45-m (No.325) (F
Finess of
Hydraulic Ce
ement by the
e 45-m (No.325) Sieve).
12.
ANEX
XOS
No aplica