Técnicas Especiales de Perforación - cedip

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Técnicas Especiales de Perforación acarreo para limpiar el fondo del pozo y llevar los recortes hasta la superficie. Esto es básico debido a que comúnmente no se logra tener retorno completo durante la perforación bajo balance, o se pierde control sobre la columna de fluido en el espacio anular en intervalos que generan mayores caídas de presión tales como: cambios de gradientes de fractura de la roca, yacimientos con fracturas naturales, con alta permeabilidad o cambios de geometría, todo lo cual obliga a hacer una rápida adecuación de las condiciones de operación para evitar puentes de recortes que atrapen la tubería. Los aditivos pueden agregarse en dosis constantes a la succión de la bomba, en baches directamente en la tubería de perforación al hacer la conexión o de ambas maneras, ya que, debido a sus propiedades lubricantes, reduce la torsión y arrastre en la sarta de trabajo. Es necesario aplicar diversos modelos para simular los cambios en las condiciones de operación por efecto del uso de gas, para hacerlas óptimas y prever los casos críticos que deban evitarse. Asimismo, se requiere efectuar simulaciones del comportamiento de otras variables importantes, que se mencionan a continuación: Torsión y arrastre El factor de fricción de una tubería de perforación en agujero entubado o abierto, puede variar entre 0.15 y 0.35 según los componentes de la fase líquida, así como del tipo y cantidad de sólidos acarreados; pero, cuando se perfora con aire o gas, puede ser tan alto como 0.8 porque no hay lubricación. Ya sea que se use diesel o fluidos de emulsión inversa o que se tenga incorporación de hidrocarburos líquidos en el fluido de perforación, se reduce la fricción. De lo contrario, pueden agregarse materiales sólidos, como grafito, o aditivos como los antes detallados para incrementar la lubricación. Barrenas e hidráulica Las barrenas deben ser adecuadas de acuerdo con el fabricante, debido a sus mejoras sustanciales en estructura de corte y sistema de rodamiento respecto a las convencionales. La condición es respetar los parámetros óptimos de gasto, peso, torsión y velocidad de rotación, considerando que se usa un fluido en dos fases cuya densidad puede variar y provocar cambios en la flotación, en el peso sobre ba- 18 rrena y en la torsión de la sarta de perforación. La condición de bajo balance genera incrementos sustanciales en la velocidad de penetración, pero debe aplicarse el gasto óptimo para garantizar limpieza adecuada del fondo del pozo y la velocidad anular requerida para el acarreo de los recortes. Proyecto direccional Es conveniente analizar las severidades esperadas o las máximas permisibles en todos los pozos, aunque este factor es más crítico en pozos con ángulo superior a 30° u horizontales. Dos son los fines específicos: a) asegurarse que la presión hidrostática está siendo bien calculada, sobre todo en pozos propensos a pérdidas de circulación o flujos. b) cuidar que la geometría del pozo no genere grandes caídas de presión por fricción. Normalmente, en la etapa de bajo balance de nuestros pozos, el objetivo es mantener el ángulo; pero es posible controlar la desviación con toma sencilla, múltiple, giroscópico o unidad de memoria, incluso con la presencia de un fluido compresible en el pozo (gas, nitrógeno, aire), que afecta significativamente el funcionamiento de las herramientas de transmisión de datos a superficie por medio de pulsos ya sea negativos o positivos. Si es necesario usar válvulas de contrapresión en la sarta, es preferible usar las de tipo charnela, que permiten el paso de ciertas herramientas. El uso de MWD electromagnético es viable también con fluidos compresibles, pero depende para su funcionamiento de la resistividad de las formaciones desde la profundidad de perforación hasta la superficie. Otra opción es el MWD con almacenamiento de datos en el fondo del pozo, pero no se dispone de la información en tiempo real. Si se considera que la trayectoria de los pozos está definida, además de que en pozos profundos y complicados es probable no poder dar a los motores de fondo las condiciones hidráulicas necesarias para un buen desempeño, la premisa de la densidad equivalente de circulación hace preferible el uso de sarta rotatoria. Sarta de perforación En la sarta de trabajo se ajusta el diseño a la tensión
debido a los cambios en la flotación, tanto en condiciones de pérdida de circulación como con el fluido aereado en el pozo. Para el bombeo de gas se utilizan válvulas de contrapresión con el siguiente propósito: sobre la barrena para evitar entrada de fluidos de la formación al interior de la sarta, y sobre el primer tubo que se conecta antes de iniciar la perforación con cada nueva barrena para evitar pérdida de nitrógeno y tiempo en estabilizar presión al realizar la conexión de cada tubo. Equipo superficial La perforación bajo balance requiere usar equipo adicional que satisfaga las necesidades de manejo superficial de presión y volúmenes de líquido y gas, tanto lo que se inyecta durante la perforación como lo que se obtenga del yacimiento como resultado de la condición bajo balance que se desee lograr. La figura 25 esquematiza el equipo superficial adicional necesario para aplicar perforación bajo balance. Además, en esta sección se explican las variaciones y evoluciones que el equipo ha experimentado en los últimos años. ALMACENAM IENTO DE ACEITE ACEITE GAS AL QUEMADOR *SPE-35320 SEPARACION DE LIQUIDOS LIQUIDOS SEPARADOR Marca Williams Williams Williams Techcorp-Alpine Grant RBOP Shaffer Tabla 3. LODO TRATA- MIENTO SOLIDOS A LOS VIBRADORES Tipo Cabeza Cabeza Cabeza Cabeza Cabeza Preventor Preventor ESTRANGULADOR Modelo 7100 7000 8000 3000-tm RDH 2500 RBOP 1500 PCWD Técnicas Especiales de Perforación 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. Se consigue con el uso de cabezas o preventores rotatorios, siendo la presión a manejar el determinante para escoger uno u otro, ade- Tabla comparativa de cabezas o preventores rotatorios LODO Estática 5000 3000 1000 3000 3000 2000 5000 Presión Trabajo Rot/viajando 2500 1500 500 2000 2500 1500/1000 2000 / 3000 RPM 100 100 100 200 150 100 200 / 100 Rango de Presión Alta Media Baja Media Alta Media Alta más de la experiencia del operador. La figura 26 es comparativa de diversos proveedores de este servicio: La figura 26 ejemplifica algunos preventores y cabezas rotatorias de diversos proveedores y la tabla 3 enuncia algunas características de estos equipos. Equipo superficial de separación de fases N 2 OPCIONAL CABEZA ROTATORIA Ph< Ph Py Figura 25. Esquema de un arreglo típico de equipo superficial para perforación bajo balance. Número Elementos Doble Doble Sencillo Doble Doble Sencilo Sencillo Es muy importante aclarar que la selección del equipo superficial depende de la ingeniería de perforación bajo balance que se haga para el trabajo dentro del pozo, y no al contrario, de ahí que según el tipo de 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 determina su tipo y capacidad. 19
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