Perforacion De Pozos Petroleros

TEMA I CONTROL DE POZOS Y ARREMETIDAS

Presión: Es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea.

Presión hidrostática (PH): La presión hidrostática es función de la densidad promedio de un fluido y la profundidad vertical de la columna en un punto determinado

PH (psi) = 0.052x MW (ppg) x TVD (ft)

PH (psi) = 1.42x MW (gr/cm3) x TVD (m)

Presión de formación: Es la presión de los fluidos contenidos dentro de los espacios porosos de una roca. También se le denomina presión de poro. Para cálculos prácticos de control de pozos la Pf puede calcularse con la presión de cierre en la TP y la presión hidrostática en el fondo del pozo. (Pf= PCTP+Ph).

Gradiente de presión de un fluido: El gradiente de presión (también llamado gradiente del fluido) es la presión hidrostática ejercida por un pie vertical de un fluido de un peso determinado:

Gradiente (psi/ft) = 0.52x MW (ppg) o bien

Grad. = PH (psi)/ TVD

Balance y Sobre balance Hidrostático.

• Balance hidrostático:

Se dice que la presión en el hoyo está en balance cuando la presión hidrostática (PH) ejercida sobre el fondo del pozo es igual a la presión de la formación (PF).

PH=PF

• Sobre balance hidrostático:

Se dice que la presión en el hoyo está en sobre balance cuando la presión hidrostática ejercida en el fondo del pozo (PH) es mayor que la presión de la formación (PF)

PH>PF

• Arremetida: Es la entrada de fluidos provenientes de la formación al pozo, tales como aceite, gas, agua, o una mezcla de éstos. Al ocurrir una arremetida, el pozo desaloja una gran cantidad de lodo de perforación, si dicha arremetida no es detectada, ni corregida a tiempo, se produce un reventón o descontrol.

• Reventón o Descontrol: Es una arremetida de fluidos que no puede manejarse a voluntad. Ocurre cuando la presión del gas dentro del pozo repentinamente expulsa el petróleo hacia afuera con gran fuerza.

TEMA II CAUSAS DE LAS ARREMETIDAS

Causas y origen de una arremetida: Durante las operaciones de perforación, se conserva una presión hidrostática ligeramente mayor a la de formación. De esta forma se previene el riesgo de que ocurra una arremetida. Sin embargo en ocasiones, la presión de formación excederá la hidrostática y ocurrirá una arremetida, esto se puede originar por lo siguiente: Densidad insuficiente de lodo, llenado insuficiente durante los viajes, suabeo del pozo al sacar tubería rápidamente, contaminación del lodo y pérdidas de circulación.

Suabeo: Es una técnica tipo pistón que consiste en levantar una columna de fluido (petróleo, agua, o petróleo-agua) a través del interior de la tubería de producción o tubería de revestimiento a profundidad determinada hasta superficie, utilizando un cable de acero enrollado a un tambor de servicios de pozos.

¿PORQUE SE SUABEA UN POZO?

1. Evaluar formaciones de un pozo nuevo o de reacondicionamiento.

• Formaciones baleadas.

• Suabear a seco y sacar muestras de los fluidos para determinar la gravedad API viscosidades a diferentes temperaturas, salinidad del agua.

• Los fluidos recuperados deben ser medidos y reportados especialmente si hay presencia de agua, con esta información se decide si se da la estimulación de una formación (fracturamiento o acidificación).

• Formaciones fracturadas.

2. Extraer petróleo con fines de producción.

3. aligerar la columna de fluido para que el pozo empiece a fluir con su propia energía.

4. Extraer fluidos contaminados con arena de formación.

5. Evaluar pozos de baja energía, que han sido temporalmente abandonados :

• Alta producción de agua.

• Alta producción de gas.

• Baja producción de petróleo, que en su época no era rentable y con el transcurrir del tiempo cambio su comportamiento.

Pérdidas de Circulación: La pérdida de circulación o pérdida de retorno está definida como la invasión de los fluidos de perforación y/o lechadas de cemento hacia la formación. El control y prevención de la pérdida de circulación de los fluidos de perforación es un problema frecuentemente encontrado durante la perforación de pozos de petróleo y gas.

La pérdida puede ser parcial o total, es decir, se puede perder una pequeña fracción de fluido generalmente manifestada por una disminución gradual del nivel del fluido de perforación en los tanques o se puede perder el fluido de perforación que se encuentra en el hoyo, al desplazarse en su totalidad hacia la formación. Otros problemas como: colapso del hoyo, atascamiento de tubería, imposibilidad de controlar el hoyo, pérdida de tiempo durante las operaciones de perforación, daño a formaciones potencialmente productivas, arremetidas, reventones, derrumbe excesivo de las formaciones y costos asociados son otros efectos que contribuyen a hacer que el control y prevención de la pérdida de circulación sea considerado uno de los problemas más importantes en la industria petrolera y uno de los sucesos que más afecta la estabilidad del hoyo. La magnitud del problema plantea la necesidad de iniciar investigaciones que relacionen todos los aspectos considerados en la pérdida de circulación, para así determinar soluciones efectivas y evitar las horas improductivas durante las operaciones en el taladro.

Factores que afectan la pérdida de circulación: Existen muchos factores que originan pérdidas de circulación en el hoyo, cada uno de estos está relacionado con el tipo de formación que se está perforando, las condiciones del hoyo y la presión que ejerce la columna del fluido de perforación.

Zonas de pérdida de circulación: a) Arenas no consolidadas y de alta permeabilidad. b) Zonas cavernosas o fisuradas en carbonatos (caliza o dolomita). c) Fracturas naturales, fallas y zonas de transición en carbonatos o lutitas duras. d) Fracturas Inducidas por el exceso de presión.

Lodo Cortado por Gas: Fluido (o lodo) de perforación que tiene burbujas de gas (aire o gas natural), lo que ocasiona una menor densidad volumétrica no presionada en comparación con un lodo no cortado por gas. La densidad del lodo cortado por gas puede medirse con exactitud con una balanza para lodo presurizada. El gas atrapado puede ser liberado mediante químicos antiespumantes añadidos al lodo o un desgasificador mecánico de bomba de vacío. La presencia de lodo emulsionado con gas se infiere solamente si el lodo que retorna a la superficie es significativamente menos denso de lo que debería ser.

Densidad insuficiente del lodo: Esta es una de las causas predominantes que originan las arremetidas. En la actualidad se ha enfatizado en perforar con densidades de lodos mínimas necesarias de control de presión de formación, con el objeto de optimizar las velocidades de perforación. Pero se deberá tener especial cuidado cuando se perforen zonas permeables ya que, los fluidos de formación pueden alcanzar el pozo y producir una arremetida

Presión de Surgencia (Efecto pistón): También llamada presión de compresión, se origina cuando la sarta de perforación, o el revestidor se introduce en el hoyo, ocasionando que el fluido de perforación situado debajo de la mecha sea forzado a salir a la superficie por el espacio anular generando así un aumento en la presión hidrostática. Las fuerzas de compresión (responsables de las presiones de surgencia) se crean cuando la sarta de perforación se baja muy rápido y el fluido no tiene tiempo de desplazarse hacia arriba. Por otra parte, como el fluido de perforación es ligeramente compresible, la presión en el pozo puede aumentar y producir fractura de la formación, falla del revestidor o pérdida del fluido de perforación y en consecuencia, puede disminuir la presión hidrostática, lo cual afecta la estabilidad del hoyo.

El caso más crítico es cuando la mecha está por encima de la zapata del último revestidor cementado debido a que la formación expuesta por debajo del revestidor tiene un menor margen de tolerancia sobre la presión de fractura que a mayor profundidad, es por ello que cuando se va introducir la sarta en el hoyo es recomendable bajarla a velocidad lenta hasta estar por debajo de la zapata, luego se puede bajar a velocidad normal

En la Figura se muestra el esquema mecánico del movimiento de la sarta de perforación que genera la presión de surgencia. La Figura “a” muestra como se baja la sarta dentro del pozo antes de llegar a la zapata del último revestidor cementado. En la Figura “b” se muestra la sarta de perforación una vez que ha pasado la profundidad de la zapata. En la Figura “c”, se fractura la formación en su zona más débil producto de bajar la sarta a una velocidad mayor de la permitida, y ocurre la invasión del fluido de perforación hacia la formación

TEMA III INDICADORES DE ARREMETIDAS

Aumento de flujo en la línea de retorno: Un aumento considerable en la línea de retorno durante la perforación es una señal evidente de que algo anormal está ocurriendo ya que este aporte se debe a un caudal adicional aportado por la formación, por eso es importante el estar atento y disponer de medidores de flujo debidamente calibrados en la línea de retorno a fin de detectar

...