Parámetros generales de perforación para formaciones ‘limpias’

Parámetros generales de perforación para formaciones ‘limpias’

Una formación limpia se refiera a una formación homogénea que no está interestratificada y tiene un solo tipo de litología. Estos tipos de formaciones son raras ya que algunas lutitas (shales), por ejemplo, tienen un cierto contenido de arenas y calizas (limestone). Sin embargo, seleccionar los parámetros que se adapten a la litología primaria generalmente optimizará el desempeño de perforación.

• Lutitas (shales) suaves y limpias

o Aumentar la velocidad de rotación generalmente mejora la tasa de penetración, (generalmente las RPM tienen un mayor efecto en la tasa de penetración (RoP) que en el peso en la broca (WoB).

o Existe un riesgo mínimo de dañar la estructura de corte en este tipo de litología.

• Creta (chalk) / calizas (limestone) duras

o La tasa de penetración se maximiza aumentando la carga sobre la punta del cortador para fracturar la formación. Se recomienda alto peso con baja velocidad de rotación para permitir que los cortadores muerdan la formación.

o Las brocas pueden sufrir daños por impacto. Si la formación es limpia (es decir sin contenido de arenas) los cortadores pueden sufrir un mínimo desgaste por abrasión.

• Areniscas (sandstones) duras

o La tasa de penetración se maximiza aumentando la carga sobre la punta del cortador, entonces se recomienda alto peso.

o Para asegurar que los cortadores puedan morder, se prefieren bajas velocidades rotarias.

o Las brocas pueden sufrir daño por impacto y desgaste por abrasión. Bajas RMP pueden reducir el desgaste por abrasión.

o Las bajas velocidades de rotación también pueden reducir la tasa de penetración, por lo tanto se debe llegar a un término medio.

Análisis de los cortes de perforación

Tome muestras regulares de los cortes que salen a la rumba (shaker) y analícelos para confirmar la litología de la formación que se está perforando. Debemos recordar que los cortes que salen a la rumba se demoran para llegar a la superficie. Este tiempo se puede calcular y se pueden cotejar los cortes con la profundidad de perforación y los parámetros de perforación. Revisar la forma y el tamaño de los cortes nos puede indicar la eficiencia de perforación, por ejemplo, la flor de roca (rock flower) es muy ineficiente.

Discusión sobre los parámetros fundamentales

Torque

• El torque rotativo es un indicador de lo que está pasando al nivel de la broca de perforación. Por ejemplo:

o Alto torque en la PDC – la broca probablemente está excavando (digging) o si hay baja tasa de penetración el BHA podría estar generando el torque y no la broca.

o Bajo torque en la PDC – la broca podría estar patinando (skidding) en una formación dura, la estructura de corte podría estar sin filo o la broca podría estar embotada (balled).

o El torque medio en broca de conos (roller cone) – la broca podría estar excavando.

o El torque alto en broca de conos – la broca podría tener los conos bloqueados (locked), en cuyo caso el torque se reduce a medida que los insertos / dientes se desgastan.

o El torque bajo en broca de conos – la estructura de corte podría estar sin filo o embotada (balled).

• En formaciones suaves el torque puede indicar que la broca está en fondo antes de que lo muestre el indicador de peso de la broca. En dichas formaciones el indicador del torque puede ser la mejor medida en superficie para la perforación.

• El torque se podría considerar demasiado alto cuando la velocidad de rotación en superficie empieza a bajar.

• El torque es demasiado alto cuando empieza el motor, la mesa rotatoria o el top-drive empiezan a perder velocidad.

• Las formaciones homogéneas deben producir una señal de torque constante y parejo.

• Las formaciones interestratificadas producirán cambios en el torque a media que la broca y/o el BHA entra y sale de los lechos de las formaciones con diferentes resistencias y ‘perforabilidad’ de las rocas.

• Si hay mediciones del torque de fondo disponibles, se pueden usar junto con las mediciones de superficie para tener una representación más exacta de lo que está pasando en el hueco.

Peso

• A medida que la estructura de corte de la broca se desgasta, se requerirá más peso para obtener la misma tasa de penetración que en una formación homogénea.

• La perforación de la broca será menos eficiente si los insertos desgastados y los dientes tricónicos (milled tooth) de la PDC están desgastados.

• Aumentar el peso en incrementos de aproximadamente 2.000 lbs.

• En general, se debe aplicar peso antes que velocidad rotaria excesiva para que la estructura de corte mantenga una profundidad de corte importante para estabilizar la broca y evitar remolino (whirl).

• Si las medidas de peso de fondo están disponibles, se pueden usar conjuntamente con las mediciones de superficie para obtener una representación más exacta de lo que está pasando en el hueco.

Velocidad rotaria

• La velocidad de rotación total de la broca es igual a la velocidad de rotación en superficie más la velocidad de rotación del motor / turbina de fondo.

• La velocidad de rotación no se ve limitada cuando se corren brocas PDC.

• Se debe evitar una alta velocidad de rotación en formaciones abrasivas para evitar un rápido desgaste por abrasión.

• Se debe evitar una alta velocidad de rotación cuando la broca empieza a crear remolino (whirl).

• La velocidad de rotación se puede ver limitada por restricciones de la tubería de perforación o de la transmisión.

• Algunas velocidades de rotación pueden iniciar resonancia (altos niveles de vibración) de la sarta y esto se debe evitar. Aumente o disminuya las RPM para evitar operar en frecuencias de armónicas de la sarta.

• Las altas velocidades de rotación en formaciones duras pueden reducir la tasa de penetración porque los cortadores no pueden ‘enterrarse’.

• La velocidad de rotación que maximice la tasa de penetración sin causar otros problemas de perforación es probablemente la tasa ‘correcta’.

Tasa de flujo

• La tasa de flujo afecta mucho la limpieza del hueco. Generalmente las altas tasas de flujo ofrecen mejor limpieza de hueco que las tasas bajas pues pueden transportar mejor los cortes a la superficie debido a una mayor velocidad anular.

• La tasa de flujo afecta mucho la limpieza de la broca. Generalmente las altas tasas de flujo ofrecen mejor limpieza de la broca que las tasas bajas al aumentar la energía hidráulica en la broca.

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