Unidad 1 Terminación y Mantenimiento de Pozos

 

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“Ingeniería química Petrolera” Terminación y mantenimiento de pozos

UNIDAD 1 CONTROL DE POZOS

 

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Programa

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UNIDAD 1

CONTROL DE POZOS

1.1 Control de pozos. 1.2 Métodos de control de pozos.

 

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Terminación y mantenimiento de pozos

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Terminación de pozo

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El propósito de la perforación de un po pozo zo es lo loca cali liza zarr y pr pro oduci cir  r  hidrocarburos de manera comercial segura y rentable una vez perforado el pozo, para lograr  este objetivo es necesario acondicionar el pozo con una tubería de producción y  accesorios que permitan conducir  los hidrocarburos a superficie de man ma ner era a opti timi miza zad da   a este  proceso de la denomina terminació termin ación n del pozo pozo..

 

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Mantenimiento de pozo

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Mantener  producción

en condicione de el pozo resolviendo

 problemas específicos o de control  de yacimiento, puede ser preventivo o correctivo , la diferencia en cuanto es demasiado elevada por lo que los  pozos deben de recibir   periódicamente  periódicamen te mantenimiento  preventivo de sus partes como indican lo fabricantes y de la  formación de acuerdo administrador del yacimiento.

al 

 

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Reparación de pozo

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Es el proceso por el cual se realizan trabajos como limpiezas, inducciones, fracturamiento, disparos, cambios de zona  productora, etc., con la finalidad  de restablecer la producción y  aument aume ntar ar la vi vida da pr prod oduc ucti tiva va de del  l   pozo..  pozo Una reparación de un pozo puede ser me ser men nor o may ayor or,, in incl cluy uyen end do  profundización  profundizació n y ventana ventanas. s.

 

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Reparación menor de pozo

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Se define como la intervención al pozo en la cual   no no se modifica su esencia pero esencia  pero puede ser tan costosa y difícil como cualquier  reparación mayor o la misma perforación, las mas comunes son; Correcciones de problemas en en el ap aparejo(cambio arejo(cambio de diámetro diámetros, s, limpiezas, desincrustaciones, arenar o engravar, acondicionamiento a bombeo neumático, centifugo o mecanico), cambios de posición de empacadores y accesorios, corección de problemas en el pozo( colapsos, roturas, fugas, hermeticidad) etc.

 

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Reparación mayor de pozo

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Se define como la intervención al pozo en la cual  del pozo pozo se cambia o modifica su esencia   del mismo incluyendo; Cambios de intervalos, ampliaciones o redu educcio ccion nes de inte interrvalo alos, pro profundi undizzació ación n o modificación para acondicionamiento a otro fin(  de productor a inyector, testigo, etc), Reentradas.

 

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Introducción Introducció n al Control de pozo

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En los pozos petroleros, durante las etapas de perforación, terminación y mante anteni nimi mien ento to de los los mism mismos os,, existe   la la probabilidad de que se origin orig ine e un br brot ote e. Esto se debe al  desbalance entre la presión de  formación y presión hidrostática del fluido de control.

 

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Introducción Introducció n al Control de pozo Si el brote no es detectado a tiempo, y  no se aplican las medidas correctas en superficie para manejarlo o no se tiene integridad en los sistemas supe su perf rfic icia iale less de co cont ntro rol; l; este este pued puede e manifest sta arse de forma violenta en superficie, con todo el potencial  contenido en la formación productora y  sin poder manejar los fluidos a voluntad . En la industria petrolera, a esta condición se le conoce como “descontrol  de  de pozo” 

 

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Introducción Introducció n al Control de pozo Si el brote no es detectado a tiempo, y  no se aplican las medidas correctas en superficie para manejarlo o no se tiene integridad en los sistemas supe su perf rfic icia iale less de co cont ntro rol; l; este este pued puede e manifest sta arse de forma violenta en superficie, con todo el potencial  contenido en la formación productora y  sin poder manejar los fluidos a voluntad . En la industria petrolera, a esta condición se le conoce como “descontrol  de  de pozo” 

 

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Introducción Introducció n al Control de pozo

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La definición de control de pozos es, mantener la presión de  formación debajo de la  presión ejercida por el  grad gr adie ient nte e hi hidr dros ostá táti tico co gene ge nera rado do po porr un fl flui uido do de control.

 

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Causas e indicadores de un brote

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 Al momento de ocurrir  un brote, el lodo en  primera instancia es desplazado fuera del   pozo, si el brote no es dete de tect o ni corr coorreg egid ido o a tiem iectad mado po, el pro pr ble bl em a se puede complicar  hast ha sta a ll lleg egar ar a prod produc ucir  ir  un reventón.

 

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Causas e indicadores de un brote   Du Dura rant nte e las las op oper erac acio ione ness de pe perf rfor orac ació ión, n, se co cons nser erva va una una  presión hidrostática ligeramente mayor ala de formación. De esta forma se previene el riesgo de que ocurra un influjo. Sin emba em barg rgo, o, en oc ocas asio ione nes, s, la pr pres esió ión n de fo form rmac ació ión n ex exce cede derá rá la hid hidros rostát tática ica y ocu ocurri rrirá rá un inf influj lujo, o, esto esto se pu puede ede ori origin ginar  ar   por diversas causas; causas; a)

Suaveo Suaveo del pozo pozo al sacar sacar tuberí tubería. a.

b)

Densid Densidad ad insufi insuficie ciente nte del lodo. lodo.

c)

Pe Perd rdid idas as de ci circ rcul ulac ació ión. n.

d) e)

Contami Contaminac nación ión del lod lodo o con gas. gas. Llenad Llenado o insufi insuficie ciente nte durante durante los via viajes jes

 

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Causas de un brote   Du Dura rant nte e las las op oper erac acio ione ness de pe perf rfor orac ació ión, n, se co cons nser erva va una una  presión hidrostática ligeramente mayor ala de formación. De esta forma se previene el riesgo de que ocurra un influjo. Sin emba em barg rgo, o, en oc ocas asio ione nes, s, la pr pres esió ión n de fo form rmac ació ión n ex exce cede derá rá la hid hidros rostát tática ica y ocu ocurri rrirá rá un inf influj lujo, o, esto esto se pu puede ede ori origin ginar  ar   por diversas causas; causas; a)

Suaveo Suaveo del pozo pozo al sacar sacar tuberí tubería. a.

b)

Densid Densidad ad insufi insuficie ciente nte del lodo. lodo.

c)

Pe Perd rdid idas as de ci circ rcul ulac ació ión. n.

d) e)

Contami Contaminac nación ión del lod lodo o con gas. gas. Llenad Llenado o insufi insuficie ciente nte durante durante los via viajes jes

 

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indicadores de un brote

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Al mome moment nto o de ocur ocurri rirr un brot brote, e, el lodo lodo es despl desplaz azad ado o fuer fuera a del del pozo pozo.. Loss in Lo indi dica cado dore ress defi defini nido doss de que que el lo lodo do está está fl fluy uyen endo do fuer fuera a del del pozo pozo son:   aum aumen ento to de dell vo volu lum men en pr pres esas as,, au aume ment nto o en el ga gast sto o de sa sali lida da mientras se está circulando con gasto constante, flujo del pozo teniéndose la bomba parada y el hecho de que el pozo acepte menos lodo o  fluya de él más lodo que el calculado para el viaje viaje.. Otros indicadores de la  presencia de un brote son:

a)

El pozo acepta acepta menos lodo o desplaza desplaza más en los viajes. viajes.

b)

Flujo

s in

circulación.

c)

Aume Aument nto o de volu volume men n en pres presas as..

d)

Aume Aument nto o en el gast gasto o de sali salida da..

 

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Principio básico para el control 

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La mayor parte de los métodos de control se fundamenta en el   principio de   “mantener   una una pre resi sió ón de fondo   constante”  ligeramente mayor que la presión de formación impidiendo, de esta forma, la entrada de mas fluido invasor al pozo.

 

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Datoss ne Dato nece cesa sari rios os pa para ra co cont ntro rola larr un po pozo zo cu cuan ando do ocur ocurre re un brote.

Para realizar los cálculos y controlar un pozo cuando ocurre un brote, es necesario disponer de ciertos parámetros que están relacionados con el equipo y las operaciones normales de un  pozo. Por lo que se debe recabar y conservar esta información en la libreta del perforador y en el reporte diario de  perforación, para el momento que ocurra una contingencia. Puesto que los brotes no son predecibles, estos datos deben actualizarse a medida que las condiciones del equipo y del pozo cambien. Tal información incluye:

 

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Datoss ne Dato nece cesa sari rios os pa para ra co cont ntro rola larr un po pozo zo cu cuan ando do ocur ocurre re un brote. a) Má Máxi xim ma pre resi sió ón pe perrmi misi sib ble en el es esp paci cio o anul ula ar po por  r  conexiones

superficiales

de

control

y

tubería

de

revestimiento. b) Má Máxi xim ma pre resi sió ón pe perrmi misi sib ble en el es esp paci cio o anul ula ar po por  r  resistencia al fracturamiento de la formación expuesta. c) Gasto y presión presión redu reducida cida de circulació circulación. n.

 

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Máxima presión permisible en espacio anular por conexiones superficiales de control y tubería de revestimiento.

La norma API-6A Y el boletín API-13, listan API-13,  listan especificaciones para equipo y bridas respecto a su presión máxima de trabajo, trabajo, las cuales son: 2M, 3M, 5M, 10M, Y 15M. Los elementos individuales pueden exceder (pero no ser menores) a la presión de trabajo del conjunto. Esta presión debe ser mayor a: 1.  Resistencia a la presión interna de la tubería de revestimiento. 2.  Presión máxima anticipada. 3.  Presión   de  fractura   de   la formación   en   la  zapata   de   la  tubería de revestimiento (no necesaria en todos los casos).

 

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Máxima presión permisible en espacio anular por conexiones superficiales de control y tubería de revestimiento.

Ejemplo No. 1 Se tiene una tubería de revestimien revestimiento to que soporta el conjunto de conexiones superficiales con las siguientes características. caracter ísticas. 7", 29 lb/pie, P-110 BUTTRESS De las tablas de diseño de las tuberías de revestimiento se obtiene que la resistencia a la presión es de 11,220 Ib/pg2. Un factor de seguridad de 0.80 se debe considerar siempre para tubería en buenas condiciones, por lo que la resistencia a la presión interna será.

11,220 X 0.80

8,976 lb/pg2.

 

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Máxima presión permisible en espacio anular por conexiones superficiales de control y tubería de revestimiento.

Ejemplo No. 1

 

7", 29 lb/pie, P-110 BUTTRESS

 

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Máxima presión permisible en espacio anular por conexiones superficiales de control y tubería de revestimiento.

Ejemplo No. 1

 

7", 29 lb/pie, P-110 BUTTRESS

La máxima presión permisible en el espacio anular es igual a la menor entre la presión nominal de las conexiones superficiales y la resistencia a la presión interna de la tubería de revestimiento con su margen de seguridad. • Presión nominal C.S.C. 10,000 lb/pg2 • Resistencia a la presión int. 8,976 lb/pg2

De lo anterior, se observa que la que  la máxima presión permisible en el  espacio anular será de 8,976 Ib/pg2. Ib/pg2. Por lo que, en ningún caso, se debe exce xceder dicha pres resión ya que se tendría el riesgo de

rovocar un descontrol total

 

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Máxima presión permisible en espacio anular por conexiones superficiales de control y tubería de revestimiento.

Ejemplo No. 2

 

9 5/8", 58.4 lb/pie, T95

• Presión nominal C.S.C. 10,000 lb/pg2 • Resistencia a la presión int. 8,224 lb/pg2

10,280 X 0.80 = 8,224 lb/pg2.

De 8,224 lo anterior, sePor observa que máxima presión permisible el espacio será de Ib/pg2. lo que, enlaningún caso, se debe excederen dicha presiónanular ya que se tendría el riesgo de provocar un descontrol total

 

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Máxima presión permisible en espacio anular por conexiones superficiales de control y tubería de revestimiento.

El valor de la resistencia a la presión interna de la tub uber ería ía de re reve vest stiimi mien ento to se tom omo o co como mo fa fact ctor or de seguridad de 0.80 (en este ejemplo). Sin embargo, las condiciones de desgaste o deterioro de la tubería de reve re vest stim imie ient nto, o, son di dire rect ctam ament ente e pr propo oporc rcion ional ales es al tiempo de perforación y obliga a disminuir el valor de dich di cho o fa fact ctor or,, fu fund ndam amen enta talm lmen ente te po porr las si sigu guie ient ntes es causas:

 

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Factores que afectan margen de seguridad.

1. Viajes de tubería. tubería. 2. Falta de hules protectores a la tubería de perforación. 3. Rotación Rotación de la fflecha. lecha. 4. H 2S 5. 6. 7. 8.

Pozos desviados. desvi ados. Pozos direcci direccionales onales.. Accidentes mecánicos. Daño al cabezal por falta de buje de desgaste y/o mástil desnivelado. 9. Corridas con cable para registros eléctricos y otras

herramientas.  

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Calculo de Gasto y presión reducida de circulación circ ulación

gasto reducido de circulación (Qr)   se se de dete term rmiina El   ga generalmente disminuyendo el bombeo a la mitad del gasto normal de perforación. Prácticamente, sólo para establecer la circulación.

Al tener este gasto estabilizado, se debe leer la presión de bombeo en la tubería de perforación, esta perforación,  esta presión superficial  será la presión reducida de circulación (Pr) y (Pr)  y representa las  pérdidas de presión por fricción en el sistema a tal gasto (Qr).

 

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Justificaciones para reducir el gasto de la bomba durante el control de un brote. •

•

  Dis Dismin minuye uye la presión presión de circul circulaci ación ón requeri requerida da dura durante nte el control.   Di Dism smin inuy uye e Ia posi posibi bili lida dad d de fall falla a de dell equi equipo po de bomb bombeo eo por fatiga.

•

  Permite adicionar barita durante la operación de control.   Se dispone de más tiempo tiempo para analiz analizar ar los problemas que se suscitan.   Permite que el rango de trabajo del estrangulador variable

•

sea el adecuado.   Re Redu duce ce la lass pé pérdi rdida dass po porr fric fricci ción ón en el fond fondo, o, du duran rante te el

• •

control.

 

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El gasto y la presión red edu ucida de circulación, ón, se deben actualizar cuando se realice;

1. Cambio de geome geometría tría en la sarta de perfora perforación. ción. 2. Cuando cambie cambien n las propie propiedades dades del lodo 3. Cada vez que se iincreme ncremente nte la profundidad profundidad en 150m. 150m.

 

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Cuando Cuan do no se cuent uenta a con con di dich cha a infor nforma maci ción ón,, es pos osib ible le calcular la presión reducida de circulación a un gasto dado con las fórmulas de pérdidas de presión por fricción en el sistema y algunas consideraciones prácticas. Caídas de presión en el interior de tuberías:

Caídas de presión en las toberas de la barrena: b arrena:

 

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Las caída Las aídass de pr pres esiión por por fri fricc cció ión n en el espa espaci cio o anul anula ar se podrían determinar mediante el uso de ecuaciones de caídas de pres pr esió ión, n, as cu cual ales es im impl plic ican an el uso uso de pa pará ráme metr tros os de di difí fíci cill obtención en el campo. Pero se puede considerar por regIa empírica, que las que  las caídas de  presión por fricción en el espacio anular equivalen al 10% de las caídas totales en el sistema (para agujeros hasta de 12 pg). Para ag Par aguj ujer eros os de me meno norr di diám ámet etro ro,, es esta tass pér érdi dida dass pu pued eden en alcanzar hasta un 30% de la presión de bombeo. Para conexiones superficiales se considera un valor promedio de 2 hasta 3.5 kg/cm.

 

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Deter etermi min nació ación n de la pr pres esió ión n re redu duci cid da de circ circul ula aci ción ón a dife difere rent ntes es gastos.