Problemas Operacionales Durante La Perforacion de Pozos

 

PROBLEMAS OPERACIONALES DURANTE LA PERFORACION DE POZOS 1. CAUSAS: LODO Y FORMACION LODO: Perdidas de circulación, Pega o atascamiento, Arremetidas/Reventone Arremetidas/Reventones s y Operaciones de Pezca. FORMACION: Estabilidad del hoyo, Formacion ductiles, Formaciones Quebradizas y Lutitas que se derrumban. 2. GRADIENTE GEOESTATICO S=b*Z b=gradiente geoestatico de los sedimentos z=profundidad S=esfuerzo total impuesto por la sobrecarga PRESION GEOESTATICA O LITOSTATICA 3. GRADIENTE DE PRESION DE P POROS OROS HID HIDROSTATICO ROSTATICO Sedimento compactados Esfuerzo de Sobrecarga (S) (contacto grano a grano) Es soportado por la matriz de solidos y el fluido en los poro   S=V≠Pf  

V=Esfuerzo intergranular entre granos Pf=Presion ejercida por columna de fluidos dentro de los poros (presión de poros) 4. GRADIENTE DE PRESION DE P POROS OROS HID HIDROSTATICO ROSTATICO En algunas formaciones el fluido es agua fresca f resca GRADIENTE DE PRESION=Pf/Z=0.433Lpc/pie La salinidad del agua en los poros de las formaciones es alrededor de 80.000ppm Pf/Z=0.465Lpc/pie 5. GRADIENTES ANORMALES O GEOPRESURIZADA GEOPRESURIZADAS S

PRESURIZADAS: mientras la lutita o arcillaserá tenga mayor espesor, mayor el tiempo requerido para la declinación de las presiones entrampada

 

6. INESTABILIDAD DEL HOYO Interacción entre el fluido de perforación y arcillas. HIDRATACION-ADSORCION   Capas mono-moleculares mono-moleculare s de agua (Hinchamiento cristalino)   Altas concentraciones de iones en superficie de las arcillas (hinchamiento osmótico SMECTITA) 7. INESTABILIDAD DEL HOYO 

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Lutitas quebradizas o deleznables Lutitas viejas y consolidadas- Presiones de Hinchamiento altas (aumentan el esfuerzo de las paredes del hoyo y Originan astillamiento por hidratación) LUTITAS CAEN EN PEDAZOS. HOYO DESESTABILIZADO. 8. CONTROL DE HIDRATACION DEL DEL HOYO   Lodos de silicatos (-silicato de sodio -salmuera de Na Cl saturada)   Lodos base aceite con salmueras concentradas en la fase interna (actividad del agua de la lutita permite determinar la presión de hinchamiento. 

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El hinchamiento puede ser impedido, permitiendo que la actividad del agua en la fase interna del lodo sea igual a la actividad del agua en la formación de lutita (Registro de Densidad) 9. CONTROL DE HIDRATACION DEL DEL HOYO El hinchamiento y dispersión de lutitas, son inhibidas con el uso de lodos que contengan cal o yeso y adelgazantes como las cromoignosulfonatos. Lodos de bajo contenido de solidos o no dispersos, se utilizan para inhibir lutitas. Contienen polímeros y sales solubles con un Ph Bajo. Las sales de potasio son mas efectivas para prevenir el hinchamiento y dispersión de las cantidades equivalentes que las sales de Sodio. 10. CONSIDERACIONES PARA MANTENER UN HOYO ESTABLE EST ABLE En lutitas consolidadas sujetas tectónicos es recomendable usar un lodo con buenas propiedades de limpieza del hoyo. Lutitas que se hinchan pueden ser inhibidas con lodos base aceite de actividad balanceada.  Altas velocidades velocidades anulares anulares causaran causaran ensanchamient ensanchamiento o del hoyo hoyo producto producto de la erosion. erosion. Mantener buenas practicas de erosion. Utilizar lodos poliméricos con adicion de derivados del almidon o celulosa, cuando se encuentren formaciones inter estratificadas. Evitar la existencia de un hoyo desviado (patas de perro) 11. PROBLEMAS ASOCIADOS AL HOYO DE PERFORACION

Problemas que bajan la eficiencia de perforación.

 

  Mal diseño de mechas   Formaciones intercaladas mas consolidadas.

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  Desgaste de mechas   Reologia inadeacuada   Densidad excesiva del lodo (sobrebalance)

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Torques excesivos para rotar la sarta de perforación   Hoyos muy desviados   Hoyos con frecuentes cambios de dirección   Hoyos con diámetros reducidos   Dinámica de la sarta de perforación pobre 12. PROBLEMAS ASOCIADOS AL HOYO DE PERFORACION 

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Problemas que interrumpen el progreso de la perforación Tuberías pegadas-Por presión diferencial La fuerza para halar la tubería estará dada por: F=A(Ph-Pf)u F=Fuerza de tensión (para hallar la tubería)  A=área de de contacto contacto entre tubería y revoque. U= coeficiente de friccion entre portamechas y revoque (0.5-0.25) Ph=presión hidrostática del lodo Pf=presión de poros de la formación 13. PREVENCION DE PEGAS DIFERENCIALES

Diseño de sartas de perforación apropiadas   Portamechas no circulares   Portamechas en secciones largas y de diámetro grande aumentan el área de contacto.

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Propiedades del lodo adecuadas   Densidad del lodo lo mas baja posible   Bajo contenido de solidos

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  Coeficientes de friccion del revoque bajo COEFICIENTE BAJO: 1.Utilización de lodos base aceites, 2. adicion de humectantes, 3. Control de contenido de Barita y 4. lodos emulsionados con aceite (10%). 14. FORMAS DE LIBERAR LIBER AR UNA TUBERIA TUBERI A PEGADA DIFERENCIALMENTE

Reducir la presión diferencial   Reduciendo la densidad del lodo   Asentando un probador de formaciones

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Colocar píldora o bache de aceite alrededor de la sección pegada

 

  Presión capilar del aceite sobre el revoque, alcanza miles de libras, comprimiendo y reduciendo el angulo de contacto.

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Métodos no convencionales se aplican donde la zona de atascamiento se ubica a una distancia considerable de la mecha   Perforar agujeros en la tubería atascada por debajo de la zona atascada y desplazar píldoras químicas.

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químicas. 15. ATASCAMIENTO O PEGA MECANICA   Ojo de llave o llavetero (key seat)   Hoyo estrecho   Geometría del hoyo   Chatarra

  Cemento fresco   Bloques de cemento   Revestidor colapsado

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  OJO DE LLAVE O LLAVETERO(KEY SEAT)

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Se observa en hoyos donde existan cambios bruscos y severos de dirección (patas de perro), en secciones relativamente cortas del hoyo. CAUSA: rotación de tubería de perforación contra las paredes del hoyo en un mismo punto, produciendo una ranura u ojo de cerradura en la pared del pozo. COMO PREVENIRLOS: *Minimizar las patas de perro, no excediendo a las especificaciones de fabricación de angulos dados en el programa de perforación. * Planificar el uso de estabilizadores (tipo y posición en el BHA) QUE ACCIONES DEBEN TOMARSE: *Rotar y reciprocar la tubería gradualmente y con minima tensión si se trata de perforación perforación con top-drive. * Correr un ampliador (reamer). * Si s se e pega la tubería, rotar y activar el martillo con máxima carga hacia abajo con sumo cuidado. * En formaciones de Calizas o Yeso, se puede inhibir la formación de ojos d llave con la adicion de píldoras de HCl.   HOYO ESTRECHO

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Se produce por desgaste excesivo de la mecha en el hoyo. Al bajar con una mecha nueva, esta se queda en el hoyo de menor diámetro   Arenas abrasivas pronosticadas   Mecha y estabilizadores sacados por debajo del calibre del hoyo   Cuando una mecha policristalina le sigue a una mecha triconica.

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COMO PREVENIRLO: *Mantener en diámetro:mechas, estabilizadores y otras herramientas que se bajen al pozo. *Si la mecha anterior sale reducida en su diámetro, realizar el viaje con la próxima mecha con mucho cuidado hasta llegar al punto de reducción del hoyo y comenzar a rimarlo o ampliarlo. * Debe tenerse precaucion al correr mechas PDC, de diámetro natural o para tomar nucleos, luego de haber corrido una mecha triconica, ya que la rigidez de las mismas puede provocar un atascamiento. *correr mechas protegidas al gage (calibre) QUE ACCIONES DEBEN TOMARSE: *Si se pega la tubería, debe actuarse el martillo hacia arriba con la máxima fuerza hasta liberar la mecha. No aplicar torque.   GEOMETRIA DEL HOYO

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Ensamblaje de fondo (BHA) rigido o empaquetado, puede pegarse al bajarlo en un hoyo que fue perforado con sarta flexible, sobre todo en zonas con alta desviación.

 

 Al sacar tubería, el BHA esta en tensión y menos flexible flexible que antes antes y se hace hace imposble sacar sacar la tubería. COMO PREVENIRLO: *Minimizar la severidad de las patas de perro mediante la correcta fabricación de angulos, no excediendo lo programado. * rrealizar ealizar viajes de tubería lentamente después de haber corrido una tubería empacada flexiblemente. * se puede preparar un ampliador después de cambiar el BHA, teniendo cuidado de mantener el rumbo y dirección del pozo, ya que se puede ocasionar un Side Track del hoyo original.  ACCIONES: si se pega la tubería,  ACCIONES: tubería, utilizar utilizar martillo martillo con máximo impacto impacto en dirección dirección opuesta opuesta al viaje. Si se esta sacando tubería, el martillo debe accionarse hacia abajo y viceversa.   CHATARRA

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Partes caídas dentro del pozo, de equipos o herramientas, desde el piso del taladro pueden atascar la tubería si se esta sacando la misma. Generalmente ocurre dentro del espacio anular entre revestidor y tubería y no el hoyo abierto. COMO PREVENIRLO: *Inspeccionar todos los equipos que se van a introducir al hoyo para evitar fallas en conecciones, mechas, cuñas y otros accesorios. *mantener el hoyo tapado cuando se este cambiando la mecha para evitar cualquier caída de equipos al pozo.  ACCIONES: Si se  ACCIONES: se pega la tubería, trabajar y martillar hacia abajo abajo hasta hasta separar la posible posible chtarra, chtarra, incrementando la fuerza gradualmente.   CEMENTO FRESCO

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Si se baja el BHA dentro del un cemento fresco que todavía no ha fraguado completamente. El cemento tiene una reologia tan alta que el BHA puede forzarse dentro de el, pero no se puede sacar. COMO PREVENIRLO: *Se debe conocer el tope de cemento luego de terminar el proceso de cementación. * chequear los tiempos de gfraguado del cemento. * Si se consigue cemento al bajar la tubería, perforarlo con bajo peso y alta tasa de circulación;chequear en superficie (vibraciones), las condiciones del cemento que sale.  ACCIONES: Si se  ACCIONES: se pega la tubería, hay que que actuar rápidamen rápidamente te antes de que el cemento endurezca. endurezca. Martillar y trabajr la tubería hacia arriba con la máxima fuerza.   BLOQUES DE CEMENTO

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El atascamiento ocurre cuando los bloques de cemento provienen de la cementación de revestidor o de la perforación de tapones de cemento, que caen por encima de la sarta acuñando el BHA en el hoyo. COMO PREVENIRLO: *Minimizar la cantidad de hoyo abierto cementando debajo del revestidor de 3 a 5 pies es optimo. *controlar el desplazamiento del cemento durante la cementación. Es necesario para evitar posibles contaminantes de este cemento con el lodo de perforación a nivel de la zapata. *Rimar esta cantidad de hoyo abierto antes de continuar perforando.  ACCIONES: si se pega la tubería,  ACCIONES: tubería, trabajar trabajar y martillar martillar la tubería tubería hacia hacia arriba arriba y hacuia hacuia abajo hasta tratar de romper el bloque de cemento. 20. PERDIDAS DE CIRCULACION

  Formaciones fracturadas

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  Formaciones con poros 3 veces mayor

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  Formación fracturada

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de los solidoscavernosas del lodo.   Fallas no sellantes   Formaciones Perdida de fluido de perforación hacia la formación, cuando la presión hidrostática del fluido excede el esfuerzo mecanico de la roca atravesada. 

Tipos de perdidas:

En formaciones superficiales de gran porosidad y permeabilidad por lo general arenas y gravas poco consolidadas. *Formaciones fracturadas en una forma natural. * fracturas inducidas mediante desbalance de presiones. * formaciones con cavidades de disolución y cavernosas. CONSECUENCIAS DE PERDIDAS DE CIRCULACION

Disminución de la presión hidrostática del lodo   La presión hidrostática es directamente proporcional a la alura de la columna de lodo.

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 Atascamiento  Atascamie nto de la tubería. tubería.

  La reducción de flujo en el anular disminuye la capacidad de acarreo del lodo.

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Daño a la formación   Una alta perdida de filtrado disminuye la productividad de la formación.

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Reventones subterráneos.   Se puede originar la entrada del fluido de la formación a la zona zona de perdida, produciéndose un reventon subterraneo.

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 Altos costos costos   El lucro cesante del equipo de perforación puede resultar muy grande, mientras se recupera la circulación.

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DETECCION DE PERDIDAS DE CIRCULACION

Perforando: disminución de: *volumen en los tanques. *caudal de flujo. *presión de bomba.  Aumento en en el peso de la sarta: sarta: el hoyo hoyo no mantiene mantiene nivel nivel estatico estatico al parar las bombas. bombas. Formaciones permeables poco profundas: *perdidas entre el 10 y 100 % del volumen de circulación. * nivel de fluido descendiendo. Fracturas naturales (profundidades medias a bajas): * perdidas repeninas 90-100% del volumen de circulación. *no se detecta disminución del peso de la sarta. * el hoyo no puede ser llendo en condiciones estáticas. COMO RECONOCERLAS?

Cavernas y cavidades de disolución: * fácil de reconocer, son repentinas y completas. peso sobre la sarta y sobre la mecha. *imposible de llenar cavernas con lodo.

*perdida de

Fracturas inducidas: * lentas, moderadas o completas. * pueden ocurrir a cualquier profundidad. *generalmente ocurren durante las conexiones o maniobras por velocidad excesiva de la sarta.

 

*pueden originarse al tratr de controlar una arremetida. *es necesario conocer presión de poros, gradientes de fractura, hidráulica, DEC, etc. CLASIFICACION DE ACUERDO A LA SEVERIDAD. Moderadas (1-10 BHP) : Desplazar una píldora con material antiperdida, forzarlo hacia la formación con los preventores cerrados y esperar de 6 10 horas. Perdida parcial (10 a 15 bhp) Perida total: *no se obtienen retornos