Perforacion Petrolera

INTRODUCCIÓN

Con la finalidad de evitar que durante la perforación hayan perdidas totales de circulación, atrapamientos de sarta por empacamiento, pegaduras por presión diferencial, brotes, etc.; se ha implementado una técnica que permite perforar con una presión hidrostática en el pozo, menor que la presión de formación. A la cual se le denomina PERFORACIÓN BAJO BALANCE (PBB).

Esto ha disminuido considerablemente los costos y ha optimizado los tiempos de la perforación en yacimientos deprecionados.

Se tiene una operación bajo balance cuando la densidad equivalente del fluido de control se diseña intencionalmente para que sea menor que la presión de las formaciones que se están perforando. El fluido puede tener densidad natural o inducida, en cuyo caso se agrega gas, aire o nitrógeno a su fase líquida, permitiendo la entrada de fluidos de la formación al pozo que deben circularse y controlarse en la superficie.

La perforación bajo balance es aplicable en formaciones mecánicamente estables, aun cuando se manejen presiones hidrostáticas menores que la presión de los fluidos de la roca. (Fig. 1)

Sin embargo, hay formaciones que no es posible utilizar en la perforación bajo balance, pues la densidad equivalente a su estabilidad mecánica no permite usar densidades menores a su presión de poro. (Fig. 2).

OBJETIVO GENERAL

Que al término del curso se hayan adquirido los conocimientos de la técnica de “Perforación Bajo Balance”, para su aplicación en el campo y realizar sus trabajos con mayor eficiencia y seguridad.

1.- EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA PERFORACIÓN BAJO BALANCE

Hay dos ejemplos de aplicación, los cuales tienen diferencia en costo y son los siguientes:

a).- La densidad requerida puede alcanzarse con fluidos líquidos.

Cuando es posible utilizar líquidos para perforar bajo balance el más comercialmente viable es el DIESEL por su densidad (0.87 gr/cm3).

En yacimientos calcáreos depresionados profundos con mínimo contenido de arcilla y con gradientes de presión menores a 0.7gr/cm3, el uso de agua es la opción económicamente más factible.

b).- La densidad equivalente es tan baja que no puede lograrse con líquidos y es necesario aligerar un fluido base.

La perforación bajo balance requiere usar equipos adicionales que satisfagan la necesidad de manejo superficial de presión y manejo de volúmenes de líquido y gas tanto lo que se inyecta durante la perforación, como la que se obtenga del yacimiento como resultado de la condición bajo balance que se desee lograr. (Fig. 3).

En México se han aplicado las siguientes modalidades:

1).- Fluidos aligerados con nitrógeno y recuperación a presión atmosférica.

2).- Fluidos aligerados con nitrógeno y recuperación con separadores de vacío.

3).- Fluidos líquidos aplicando menor densidad que la requerida y recuperación a

Presión atmosférica.

Los fluidos circulantes en la perforación bajo balance deben reunir las siguientes características de densidad:

a).- Lubricación y acarreo de recortes.

b).- Evitar que se presente corrosión en los elementos tubulares dentro del pozo.

c).- Evitar inestabilidad química.

d).- Tener el menor costo posible.

2.- DISEÑO PARA PERFORAR BAJO BALANCE

La perforación bajo balance requiere usar equipos adicionales que satisfagan la necesidad de manejo superficial de presión y manejo de volúmenes de líquido y gas, tanto lo que se inyecta durante la perforación como la que se obtenga del yacimiento, como resultado de la condición bajo balance que se desee lograr. (Fig. 3).

Un arreglo típico como el anterior debe cumplir con las siguientes funciones básicas:

• Perforar rotando la sarta, viajar y controlar la presión en el espacio anular. Esto se consigue con el uso de cabezas o preventores rotatorios, siendo la presión a manejar el determinante para escoger uno u otro.

Fig. 4.- Cabezales y Preventores Rotatorios

• La de equipo superficial depende del yacimiento que se perfore, el grado de bajo balance que se pueda o se pretenda alcanzar, así como los gastos esperados de inyección y de salida tanto de líquidos, gases y sólidos, determinan su tipo y capacidad.

• Tiene que hacerse un balance económico entre el costo de los diferentes equipos disponibles en el mercado y los beneficios que se esperan alcanzar en el pozo partiendo del potencial productor del yacimiento.

3.- SISTEMAS DE SEPARACIÓN DE FASES LÍQUIDOS/GAS/SÓLIDOS

SISTEMA DE SEPARACIÓN ABIERTOS A PRESIÓN ATMOSFÉRICA.

Estos equipos fueron los pioneros en la perforación bajo balance.

Tienen las siguientes ventajas:

• Puede usarse en forma modular, es decir, instalar sólo una sección de él según la aplicación.

• Son de menor costo.

• Es compatible con equipo de sensores y recolección de datos.

El equipo que los integra es:

a).- Separador vertical de baja presión.

Su capacidad varía entre 40 y 50 mil millones de pies cúbicos por día de gas y 30 - 40 mil barriles por día de aceite.

b).- Separador fluido de perforación – hidrocarburo / recortes.

Por el tipo de fluido esperado del yacimiento y el lodo usado para perforar es necesario un sistema de separación de desnatado por gravedad (Skimmer) integrado por 3 presas distribuidas como sigue: una de recepción, decantación y separación por desnatado del lodo y el aceite; otra de acumulación y bombeo de lodo hacia las presas del equipo y la tercera para captar y bombear aceite hacia el tanque vertical.

c).- Separador de vacío.

Cuando se tiene presencia de gases amargos y es necesario asegurar su remoción del lodo, Se requiere emplear separadores de vacío, los que también se deben utilizar cuando el lodo no permite una separación aceptable de gas por el efecto mecánico del separador atmosférico.

d).- Separación de recortes.

Esto ocurre por decantación en el separador vertical y son bombeados junto con el lodo hacia el eliminador de sólidos del equipo de perforación, mediante las bombas centrífugas de las presas, a través de una línea de 4”. Si ocurriera arrastre de sólidos por efecto de alto volumen de retorno se puede adaptar una línea de 2” en la línea de 8” que conduce el lodo al Skimmer.

SEPARADORES VERTICALES Y SISTEMA DE DESNATADO.

SISTEMA DE SEPARACIÓN CERRADOS DE BAJA PRESIÓN.

Pueden considerarse como la segunda generación de equipos de separación especializados para perforación bajo balance, ya que son capaces de manejar hasta 60 mil millones de pies cúbicos/día de gas 40 mil barriles / día de aceite.

Ventajas:

• Este sistema de separación cerrada permite mejor control de los volúmenes de entrada y salida de la operación.

• Puede trabajar a presión de hasta 250 PSI.

• Puede manejar mayores volúmenes que los atmosféricos.

• Tiene mejores dispositivos de seguridad y normalmente tiene sistemas integrados de estrangulación.

Desventajas:

Su costo es elevado y no se pueden manejar módulos, obligando a usar el sistema completo en todos los pozos.

4.- EQUIPO DE ESTRANGULACIÓN Y OPERACIÓN

Se usan los mismos tipos de estranguladores que en perforación convencional y se operan de la misma manera.

Consideraciones operativas.

Durante la ejecución de los trabajos se deben conjuntar todos los esfuerzos con el objetivo de asegurar la culminación exitosa de éstos, de no ser así, se pone en riesgo el proyecto por una decisión mal tomada, planeación inadecuada, preparación deficiente del personal técnico y manual por falta de equipo.

Determinación de los encargados de la operación.

Lo

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