ingeniería d petroleo
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Completacion de PozosTRANSCRIPT
PRESENTACIÓN FINALPresión Hidrostática
Es la presión ejercida por una columna de fluido. Ph= 0.052 * Densidad de lodo (lpg) * Profundidad (pie) Lpc
Ph= 0.069 * Densidad de lodo (lpc) * Profundidad (pie) Lpc
DEFINICIONES BÁSICAS
La presión hidrostática es independiente de la forma del recipiente
H
D
D
D
Presión de Circulación
Es la presión necesaria para vencer la fricción entre el fluido de perforación y cualquier superficie con la cual está en contacto durante su movimiento dentro de la tubería, en la mecha y en el espacio anular.
Presión de Sobrecarga
Es la presión ejercida por el peso combinado de la matriz de la roca y los fluidos contenidos en los espacios porosos de la misma ( agua, hidrocarburos, etc.), sobre una formación en particular
Capas Suprayacentes
Espacio Poroso
de la matriz
Presión de Fractura:
Es la presión necesaria para inyectar fluido a un yacimiento, fracturándolo.
Para que ocurra la fractura es necesario que la presión ejercida sobre la formación sea mayor que la suma de la presión de poros mas la componente horizontal de la presión de sobrecarga.
Se puede también determinar mediante la prueba de integridad de presión (PIP o Leak Off Test )
Presión de Formación:
También conocida como presión de poro o presión de yacimiento, es la presión ejercida por los fluidos confinados dentro de los poros de una formación
Se pueden clasificar de acuerdo a su valor de gradiente de presión, en normales, subnormales y anormales
Las formaciones con presión subnormal, corresponden a yacimientos naturalmente
Fracturados o formaciones agotadas
Formaciones de Presión Anormal:
Son presiones de formación con valores mayores a 0.465 lpc/pie. Generalmente estos valores de gradiente corresponden a yacimientos aislados o entrampados.
Origen:
Mecanismos que provocan presiones anormales:
Efectos de compactación, diageneticos, de densidad diferencial y de migración de fluidos
DIAGENESIS QUIMICA
DESPUES DE LA DIAGENESIS Y LA COMPACTACION
3000´
A
6000’
6000´
A
9000’
9000´
A
10000’
PARTICULA
Gf= 0.465 Lpc/ pie
Formaciones de Presión Anormal:
Registro Sísmico
Interpretación de datos
. Velocidad de penetración
. Temperatura del lodo
. Análisis de muestras
. Densidad de lutita
Donde:
W = Peso sobre la mecha
D = Diámetro de la mecha
60 = factor de conversión de rpm a rph
106 = factor de escala
Gradiente de Fractura:
Variación del valor de la presión de fractura por unidad de profundidad del hoyo
Gradiente de Presión de Sobrecarga :
Variación del valor de la presión de sobrecarga por unidad de profundidad del hoyo
Gradiente de Presión
Es la variación de la presión por unidad de profundidad y viene dado en psi/pie. GP = 0.052 * Dlodo
Sobrebalance:
Es la diferencia que debe existir entre la presión hidrostática de una columna de fluido y la presión del yacimiento a la misma profundidad.
Relación entre presiones:
Ph < Pf
La presión hidrostática siempre debe ser menor que la presión de fractura para evitar perdidas de circulación
Ph > Py
La presión hidrostática siempre debe ser mayor que la presión de yacimiento (presión de formación), para evitar el flujo de fluidos desde el yacimiento hacia el hoyo
VENTANA OPERACIONAL DE LODO
CONDUCTOR
SUPERFICIE
INTERMEDIO
PRODUCCION
b
d
c
Arremetida
Se puede definir como el flujo de fluidos desde la formación hacia el pozo, ocasionado por un desbalance entre la presión hidrostática de la columna de lodo y la presión del yacimiento (Ph < Py).
“AT”
“AC”
Reventón
Es uno de los riesgos más temidos y potencialmente el más costoso de los que pueden suceder durante la perforación. Puede generarse lentamente mediante arremetidas leves o severas, a través de un drástico y violento desequilibrio entre la presión de formación y la presión que ejerce la columna de lodo, lo cual permite que los fluidos de la formación irrumpan velozmente hacia el pozo sin control
Causas
* Suabeo (succión – achique)
* Perdida de circulación
Punto de
Presión normal
Punto de
Presión anormal
* Aumento de flujo en la línea de retorno
Cuando la bomba está funcionando a una velocidad, desplaza una cantidad fija de fluido dentro del pozo a cada minuto. Como la razón del caudal de inyección de fluido inyectado al pozo es constante, el caudal del fluido de retorno debe también ser constante.
La tasa o razón de flujo en superficie es medida. La formación podría estar alimentando el pozo si se observa un aumento en el caudal de retorno (más cantidad de fluido saliendo que el que se está bombeando) mientras la velocidad de la bomba no ha cambiado.
* Aumento de volumen en los tanques
PERFORANDO:
El fluido de formación que entra en el pozo desplazará o hará surgir fluido fuera del pozo, resultando en un aumento de volumen en los tanques. El aumento del volumen en tanques advertirá que ha ocurrido una surgencia.
Todos los tanques del sistema de circulación deben ser medidos y marcados de tal manera que se pueda advertir rápidamente que hay un aumento de volumen.
Además, alarmas visuales y sonoras deben ser reguladas para activarse a valores de ganancia (para surgencias) o pérdidas (para pérdidas de circulación) determinados.
* Aumento de la velocidad de penetración
PERFORANDO:
Un cambio abrupto en la velocidad de penetración generalmente indica un cambio de formación a menudo encontrada cuando se perfora.
Muchas cosas, inclusive el tipo de mecha, afectan la velocidad de penetración. El término quiebre de la penetración ha sido utilizado cuando la velocidad de penetración había aumentado indicando la presencia de una formación de baja densidad.
Si se encontraba un quiebre en la penetración se realizaba la prueba de flujo. Con las mechas nuevas de la actualidad (PDC/TSP, policristalinas de diamante), cuando se penetra en las formaciones de baja densidad se puede experimentar una baja o decrecimiento de la velocidad de penetración.
Incremento de las unidades de gas
En muchas áreas y actividades, se requiere de detectores de gas para monitorear el fluido que retorna del pozo y como ayuda para la detección de la tendencia de las presiones anormales.
Cuando se detecta un aumento de gas, petróleo y gas podrían estar alimentándolo debido a la presión insuficiente impuesta contra el pozo. Aun cuando es verdad que el lodo cortado por gas rara vez inicia una surgencia, si el aumento fuera severo o lo suficientemente superficial, puede causar una caída posterior de la columna hidrostática.
Cuanto más gas entra al pozo y se expande, la presión hidrostática continuará cayendo hasta que el pozo entre en surgencia.
PERFORANDO:
las emboladas de la bomba
PERFORANDO:
Un influjo de fluido de formación generalmente provocará un descenso de la densidad de la columna de fluido. En el momento que esto ocurre, la presión hidrostática ejercida por la columna de fluido disminuye, el lodo en la columna de perforación tratará de igualar su hidrostática por efecto de tubo en U con el anular.
Cuando esto suceda, la presión de la bomba bajará y se notará que su velocidad aumentó. Este efecto será ayudado por la expansión del gas hacia arriba, que levantará algo de fluido reduciendo luego la presión total de la columna de fluido
Pozo fluye con las bombas paradas
PERFORANDO:
Toda vez que se detecte un quiebre en la penetración tanto si aumenta como se baja, se recomienda que el perforador detenga la perforación de inmediato y realice una prueba de flujo.
La prueba de flujo se realiza parando la rotación, levantando la columna hasta tener la ultima unión a la vista, deteniendo la bomba y verificando si hay flujo a través del anular hasta que se detenga el impulso de la circulación.
Si el flujo cesa, entonces probablemente se puede reiniciar la perforación. Si el flujo persiste después del tiempo usual del impulso de la circulación, entonces se debe asumir que la formación está en surgencia y el pozo debe ser cerrado.
Cuando se extraen tubos del pozo, debe ser el momento de mayor riesgo en el equipo y una de las causas de surgencia más comunes.
Los factores que contribuyen que así sea son: las pérdidas de presión por circulación, efecto de suabeo al extraer los tubos, llenado inapropiado que reduce la columna hidrostática.
Con estos factores funcionando en nuestra contra, un registro de maniobra de las parejas extraídas versus el fluido llenado, mas la verificación visual es imperativa.
Comúnmente los reglamentos requieren el uso de medios mecánicos para medir con exactitud el volumen a llenar el pozo en las maniobras.
El pozo no toma volumen de lodo adecuado
DURANTE UN VIAJE :
DURANTE UN VIAJE :
Tanque de viaje
TIPOS
PERFORANDO
Parar Bombas
Verificar Alineación del Pozo
Seleccionar método de control
Tomar Acción
Conectar Cuadrante
Seleccionar método control
Prueba de Integridad de Presión
Procedimiento operacional que permite, una vez realizada, evitar problemas de perdida de circulación por fractura de la formación , al utilizarse altas densidades de lodos.
También es necesario conocer la presión de fractura para determinar la Máxima Presión Anular Permisible en la Superficie (MPAPS)
Prueba de Integridad de Presión
Preparativos para realizar la P.I.P:
1. Realizar la prueba de presión al revestidor
Presión de Bomba
2. Perforar Cuello flotador, cemento y zapata
Prueba de Integridad de Presión
Preparativos para realizar la P.I.P:
Perforar 30 pies de hoyo nuevo debajo de la zapata
y circular hasta obtener retornos limpios
Prueba de Integridad de Presión
Preparativos para realizar la P.I.P:
4. Levantar la tubería hasta que la mecha quede encima
de la zapata y luego cerrar impidereventón anular
Presión de Bomba
Etapa A: Se bombea lentamente al pozo a una tasa pre-seleccionada de lodo de
¼ a ½ barriles por minuto. Al comienza del bombeo el sistema se
compensara. Luego se observara un aumento constante de presión por
cada volumen de lodo bombeado
Etapa B: Se procede a construir una grafica donde se registren los
aumentos de presión con el volumen bombeado acumulado
Etapa C: Cuando los puntos graficados comienzan a apartarse de la recta,
se ha encontrado el limite de la prueba de integridad. En este
punto la formación ha comenzado a ceder y se nota menos incremento
de presión correspondiente a un volumen constante
Etapa D: Se detiene la bomba y se observa el pozo por un tiempo prudencial
Prueba de Integridad de Presión
Realización de la P.I.P:
VOLUMEN ACUMULADO BOMBEADO (BLS)
FIN DE LA PRUEBA
DLE= Peso del lodo en el hoyo + Limite PIP/ 0.052 * Prof. Zapata
A
Se bombea lentamente al pozo a una tasa pre-seleccionada de lodo de ¼ a ½ barriles por minuto. Al comienza del bombeo el sistema se compensara. Luego se observara un aumento constante de presión por cada volumen de lodo bombeado
B
Se procede a construir una grafica donde se registren los de aumentos de presión con el volumen bombeado acumulado
C
Cuando los puntos graficados comienzan a apartarse de la recta, se ha encontrado el limite de la prueba de integridad. En este punto la formación ha comenzado a ceder y se nota menos incremento de presión correspondiente a un volumen constante
D
Se detiene la bomba y se observa el pozo por un tiempo prudencial
Hoja de calculo para el control de arremetidas
Información que se debe pre-registrar:
.- Máxima Presión Anular Permitida en Superficie ( MPAPS )
MPAPS = Pf – Ph zapata
.- Presión de la bomba a velocidades reducidas
.- Capacidad de mezcla de Barita en el taladro
.- Capacidades internas de la sarta como del anular
Hoja de calculo para el control de arremetidas
Calculo de los parámetros :
.- Presión de Cierre de Tubería (PCT) y en revestidor (PCR)
.- Ganancia en los tanques
Sc = numero de sacos de Barita / 100 Bls lodo
Dc = densidad de control (lpg)
Do = densidad original (lpg)
Dc = Do + PCT/ 0.052 * PVV
PVV: Prof. Vertical verdadera
Calculo de los parámetros :
.- Tiempo recorrido por el lodo desde superficie a la mecha
PIC = PCT + PRB
tsup-mecha = Emb. sup-mecha
tb = tasa de bombeo (Emb/min)
Hoja de calculo para el control de arremetidas
Calculo de los parámetros :
.- Tiempo de bombeo y volumen para que el tope del influjo
llegue a la zapata del revestidor
.- Tiempo desde la zapata hasta el estrangulador o superficie
t1 = V m-z/ tasa de bombeo (bls/min)
V m-z = volumen desde la mecha hasta la zapata (bls)
t2 = V z – e / tasa de bombeo (bls/min)
V z - e = volumen desde la zapata hasta el estrangulador (bls)
.- Tiempo total de bombeo
Ttb = tb + t1 + t2
Calculo de los parámetros :
.- Presión final de circulación
PFC = PRB * Dc / Do
Do = Densidad del lodo original (lpg)
.- Gradiente y altura del influjo
h inf = ganancia / Capacidad
G inf : Gradiente de influjo (lppc)
Go : Gradiente de lodo original (lppc)
h inf: Altura del influjo (pies)
Cap : Capacidad anular donde se encuentra el influjo (bls/pie)
Métodos de Control de Arremetidas
Convencionales:
Se realiza en dos ciclos de circulación:
La primera circulación desplaza el fluido infiltrado y lo conduce por el espacio anular hacia la superficie. Esta circulación se efectúa empleando el mismo lodo de perforación utilizado cuando surgió la arremetida
La segunda circulación consiste en hacer circular lodo mas denso para contener la presión de la formación, reemplazando al fluido existente en el pozo
Método del Perforador:
Paso
Acción
Iniciar la circulación
Abriendo el estrangulador y poniendo en operación la bomba a la velocidad de circulación anterior, manteniéndola constante
2
3
Utilizando el estrangulador de la tubería de revestimiento
Método del Perforador:
Paso
Acción
4
Mantener constante la presión de la sarta de perforación en un de los siguientes valores:
. En el valor obtenido al sumar la presión de tubería a la presión de circulación ( a la presión de bombeo previamente elegida)
. En el valor observado cuando la bomba alcanza una velocidad constante,seleccionada mientras se mantiene constante la presión de la tubería de revestimiento
Modificando la apertura del estrangulador de la tubería de revestimiento
Método del Perforador:
Paso
Acción
5
Si no ha salido todo el gas, repetir el procedimiento desde el paso 2
6
Método del Perforador:
Paso
Acción
Preparar lodo a la densidad requerida
La presión de cierre de la sarta se utiliza para calcular el aumento de la densidad del lodo necesaria para equilibrar la presión de la formación
2
Bombear constantemente a la misma velocidad utilizada durante el primer ciclo de circulación
3
Mantener constante la presión de la tubería de revestimiento en el valor de la ultima presion de cierre observada
La velocidad de la bomba depende de la velocidad con que se mezcle la Barita, para mantener la densidad deseada
Método del Perforador:
Paso
Acción
4
Trasladar el control de la presión de la operación a la sarta de perforación, empleando el valor de presión observado en la sarta cuando se lleno
Regulando el estrangulador mientras el espacio anular se llena con nuevo lodo
5
6
Observar que las presiones en la sarta y en la tubería de revestimiento sean cero
7
Si las presiones no son cero, repetir desde el paso 1
8
Ejemplo del método del perforador:
Presión de cierre en la tubería de perforación (PCT) : 260 lpc
Presión de cierre del Revestidor (PCR) : 400 lpc
Presión reducida de circulación : 1.000 lpc
Presión Hidrostática : 6.500 lpc
Lodo utilizado : 12 lpg
Tubería
260
Revestidor
400
I
La suma de la presión de cierre de la sarta de perforación mas la presión hidrostática equilibra la presión de formación
II
La circulación del lodo hace que el gas se desplace hacia arriba por el espacio anular.
La presión en la tubería de revestimiento aumenta y la presión de la sarta de perforación se mantiene constante ajustando el estrangulador
III
Cuando el gas alcanza la superficie se logra la máxima presión en el revestidor
Tubería
1260
Revestidor
900
Lodo
IV
Inicialmente se observa la misma presión en la sarta de perforación que se utilizó en la primera circulación ( 1260 Lpc).
Nótese que la presión de circulación en la sarta de perforación equivale a la presión de circulación reducida (1000 Lpc) mas la PCR (260 Lpc), mientras se hace funcionar la bomba a 35 RPM.
V
La presión de circulación disminuye a 1040 lpc porque la sarta se llena con un lodo densificado.
Mientras se efectúa la circulación la presión en la tubería de revestimiento se mantiene a 260 lpc
VI
El control de la presión es trasladado de la tubería de revestimiento a la sarta de perforación y se mantiene en 1040 lpc durante el llenado del espacio anular. Cuando el lodo de control llega a la superficie, la presión en la tubería de revestimiento es cero el impiderreventón puede ser abierto
Tubería
1260
Revestidor
260
Método del Ingeniero :
Llamado también método de esperar y pesar, es una variante del método del perforador y esta basado en el caso de que se pueda preparar el nuevo fluido con la densidad requerida en corto tiempo mientras se mantiene el pozo cerrado. No se da inicio a la circulación hasta que se densifique el lodo en los tanques
Este método realiza una única circulación, para introducir el lodo de mayor densidad y eliminar el influjo de gas, petróleo o agua salada
Método Concurrente :
También conocido como Método de Densificar por etapas, consiste en comenzar de inmediato la circulación ajustando gradualmente la densidad del lodo de acuerdo a un programa determinado
En este método es necesario calcular los ciclos de bombeo requeridos para circular el lodo hasta el fondo de la sarta de perforación para los incrementos de densidad del lodo seleccionado
Los Preventores de Reventones son equipos que se utilizan para cerrar el pozo y permitir que la cuadrilla controle un cabeceo o arremetida antes de que ocurra un reventón. Existen dos tipos básicos de preventores: anular y de ariete.
Los Preventores Anulares poseen un elemento de goma que sella al cuadrante, la sarta de perforación, los portamechas o al hoyo mismo si no existiere sarta en el hoyo
Preventor Anular
Carretos:
Son espaciadores entre los preventores, provistos de orificios donde se conecta la linea que va al distribuidor de flujo usado para controlar las arremetidas y la linea de matar el pozo por donde se bombea lodo pesado.
Los Preventores de Ariete consisten de grandes válvulas de acero (arietes) que tienen elementos de goma que sirven de sello.
Preventor de Ariete de Tubería porque cierra la tubería de perforación mas no puede sellar el hoyo abierto.
El Preventor de Ariete Ciego se utiliza para sellar el hoyo abierto.
Preventor de Corte o Cizallamiento que permite cortar la tubería de perforación en el caso de que los otros preventores fallen, y así poder cerrar el pozo en el caso de una arremetida.
Arietes
Los Estranguladores que son válvulas que pueden abrirse o cerrarse completamente y hay muchísimas posiciones entre los dos extremos. Para circular la arremetida hacia fuera y bombear lodo nuevo hacia el hoyo, el estrangulador se abre completamente y se inicia el bombeo del lodo. A medida que el influjo va saliendo del hoyo, se va reduciendo la apertura del estrangulador a posiciones que mantienen la suficiente presión para permitir que salga el influjo y lodo, pero no permite que salga mas fluido de formación.
HCR
ESTRANGULADOR
Los preventores se abren o cierran con fluido hidráulico que va almacenado bajo presión en un equipo llamado Acumulador. Varios recipientes en forma de botella o esféricos están localizados en la unidad de operaciones y es allí donde se guarda el fluido hidráulico. Posee líneas de alta presión que llevan el fluido hidráulico a los preventores y cuando las válvulas de control se activan, el fluido causa que los preventores actúen. Ya que los preventores se deben poder sellar rápidamente cuando es necesario, el fluido hidráulico se tiene que poner bajo 1500 a 3000 psi de presión utilizando el gas nitrógeno contenido en los recipientes
El Separador de Lodo y Gas es una pieza esencial en una instalación para poder controlar una arremetida de gas. Este equipo permite restaurar el lodo que sale del pozo mientras ocurre un cabeceo y así se puede separar el gas y quemarlo a una distancia segura de la instalación.
Interiormente esta constituido por deflectores que hacen que cantidades de lodo y gas se muevan mas despacio y un arreglo en forma de S en el fondo permite que el lodo fluya hacia el tanque del vibrador mientras mantiene el gas por encima del lodo. El tubo de descarga en la parte superior permite que el gas se queme sin hacer mucha presión contra el lodo
ALIVIO
GAS
TRAMPA
LÍQUIDO
CONTROLES
GAS
DEFLECTORES
Degasificador:
Permite la separación continua de pequeñas cantidades de gas presentes en el lodo para evitar la reducción de la densidad del mismo, la eficiencia de las Bombas de Lodo y la Presión Hidrostática ejercida por la columna de lodo
Las Líneas de Matar van desde la bomba de lodo al conjunto de válvulas de seguridad, conectándose a estas en el lado opuesto a las líneas de estrangulación.. A través de esta línea se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presión se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se ejerce suficiente presión hidrostática contra las paredes del hoyo para prevenir cualquier irrupción del fluido al pozo
El Tanque de Viaje es una estructura metálica utilizada con la finalidad de contabilizar el volumen de lodo en el hoyo durante los viajes de tubería; permite detectar si la sarta de perforación esta desplazando o manteniendo el volumen dentro del hoyo cuando se meta o se saque la tubería del mismo. Posee una escala graduada que facilita la medición más exacta de estos volúmenes.
Arreglo de Impiderreventones utilizado en pozos profundos
¿ Les gusto ?........
aplicar las técnicas aprendidas
... Pero si fuese asi, estoy seguro de que lo haras
muy bien
Es la presión ejercida por una columna de fluido. Ph= 0.052 * Densidad de lodo (lpg) * Profundidad (pie) Lpc
Ph= 0.069 * Densidad de lodo (lpc) * Profundidad (pie) Lpc
DEFINICIONES BÁSICAS
La presión hidrostática es independiente de la forma del recipiente
H
D
D
D
Presión de Circulación
Es la presión necesaria para vencer la fricción entre el fluido de perforación y cualquier superficie con la cual está en contacto durante su movimiento dentro de la tubería, en la mecha y en el espacio anular.
Presión de Sobrecarga
Es la presión ejercida por el peso combinado de la matriz de la roca y los fluidos contenidos en los espacios porosos de la misma ( agua, hidrocarburos, etc.), sobre una formación en particular
Capas Suprayacentes
Espacio Poroso
de la matriz
Presión de Fractura:
Es la presión necesaria para inyectar fluido a un yacimiento, fracturándolo.
Para que ocurra la fractura es necesario que la presión ejercida sobre la formación sea mayor que la suma de la presión de poros mas la componente horizontal de la presión de sobrecarga.
Se puede también determinar mediante la prueba de integridad de presión (PIP o Leak Off Test )
Presión de Formación:
También conocida como presión de poro o presión de yacimiento, es la presión ejercida por los fluidos confinados dentro de los poros de una formación
Se pueden clasificar de acuerdo a su valor de gradiente de presión, en normales, subnormales y anormales
Las formaciones con presión subnormal, corresponden a yacimientos naturalmente
Fracturados o formaciones agotadas
Formaciones de Presión Anormal:
Son presiones de formación con valores mayores a 0.465 lpc/pie. Generalmente estos valores de gradiente corresponden a yacimientos aislados o entrampados.
Origen:
Mecanismos que provocan presiones anormales:
Efectos de compactación, diageneticos, de densidad diferencial y de migración de fluidos
DIAGENESIS QUIMICA
DESPUES DE LA DIAGENESIS Y LA COMPACTACION
3000´
A
6000’
6000´
A
9000’
9000´
A
10000’
PARTICULA
Gf= 0.465 Lpc/ pie
Formaciones de Presión Anormal:
Registro Sísmico
Interpretación de datos
. Velocidad de penetración
. Temperatura del lodo
. Análisis de muestras
. Densidad de lutita
Donde:
W = Peso sobre la mecha
D = Diámetro de la mecha
60 = factor de conversión de rpm a rph
106 = factor de escala
Gradiente de Fractura:
Variación del valor de la presión de fractura por unidad de profundidad del hoyo
Gradiente de Presión de Sobrecarga :
Variación del valor de la presión de sobrecarga por unidad de profundidad del hoyo
Gradiente de Presión
Es la variación de la presión por unidad de profundidad y viene dado en psi/pie. GP = 0.052 * Dlodo
Sobrebalance:
Es la diferencia que debe existir entre la presión hidrostática de una columna de fluido y la presión del yacimiento a la misma profundidad.
Relación entre presiones:
Ph < Pf
La presión hidrostática siempre debe ser menor que la presión de fractura para evitar perdidas de circulación
Ph > Py
La presión hidrostática siempre debe ser mayor que la presión de yacimiento (presión de formación), para evitar el flujo de fluidos desde el yacimiento hacia el hoyo
VENTANA OPERACIONAL DE LODO
CONDUCTOR
SUPERFICIE
INTERMEDIO
PRODUCCION
b
d
c
Arremetida
Se puede definir como el flujo de fluidos desde la formación hacia el pozo, ocasionado por un desbalance entre la presión hidrostática de la columna de lodo y la presión del yacimiento (Ph < Py).
“AT”
“AC”
Reventón
Es uno de los riesgos más temidos y potencialmente el más costoso de los que pueden suceder durante la perforación. Puede generarse lentamente mediante arremetidas leves o severas, a través de un drástico y violento desequilibrio entre la presión de formación y la presión que ejerce la columna de lodo, lo cual permite que los fluidos de la formación irrumpan velozmente hacia el pozo sin control
Causas
* Suabeo (succión – achique)
* Perdida de circulación
Punto de
Presión normal
Punto de
Presión anormal
* Aumento de flujo en la línea de retorno
Cuando la bomba está funcionando a una velocidad, desplaza una cantidad fija de fluido dentro del pozo a cada minuto. Como la razón del caudal de inyección de fluido inyectado al pozo es constante, el caudal del fluido de retorno debe también ser constante.
La tasa o razón de flujo en superficie es medida. La formación podría estar alimentando el pozo si se observa un aumento en el caudal de retorno (más cantidad de fluido saliendo que el que se está bombeando) mientras la velocidad de la bomba no ha cambiado.
* Aumento de volumen en los tanques
PERFORANDO:
El fluido de formación que entra en el pozo desplazará o hará surgir fluido fuera del pozo, resultando en un aumento de volumen en los tanques. El aumento del volumen en tanques advertirá que ha ocurrido una surgencia.
Todos los tanques del sistema de circulación deben ser medidos y marcados de tal manera que se pueda advertir rápidamente que hay un aumento de volumen.
Además, alarmas visuales y sonoras deben ser reguladas para activarse a valores de ganancia (para surgencias) o pérdidas (para pérdidas de circulación) determinados.
* Aumento de la velocidad de penetración
PERFORANDO:
Un cambio abrupto en la velocidad de penetración generalmente indica un cambio de formación a menudo encontrada cuando se perfora.
Muchas cosas, inclusive el tipo de mecha, afectan la velocidad de penetración. El término quiebre de la penetración ha sido utilizado cuando la velocidad de penetración había aumentado indicando la presencia de una formación de baja densidad.
Si se encontraba un quiebre en la penetración se realizaba la prueba de flujo. Con las mechas nuevas de la actualidad (PDC/TSP, policristalinas de diamante), cuando se penetra en las formaciones de baja densidad se puede experimentar una baja o decrecimiento de la velocidad de penetración.
Incremento de las unidades de gas
En muchas áreas y actividades, se requiere de detectores de gas para monitorear el fluido que retorna del pozo y como ayuda para la detección de la tendencia de las presiones anormales.
Cuando se detecta un aumento de gas, petróleo y gas podrían estar alimentándolo debido a la presión insuficiente impuesta contra el pozo. Aun cuando es verdad que el lodo cortado por gas rara vez inicia una surgencia, si el aumento fuera severo o lo suficientemente superficial, puede causar una caída posterior de la columna hidrostática.
Cuanto más gas entra al pozo y se expande, la presión hidrostática continuará cayendo hasta que el pozo entre en surgencia.
PERFORANDO:
las emboladas de la bomba
PERFORANDO:
Un influjo de fluido de formación generalmente provocará un descenso de la densidad de la columna de fluido. En el momento que esto ocurre, la presión hidrostática ejercida por la columna de fluido disminuye, el lodo en la columna de perforación tratará de igualar su hidrostática por efecto de tubo en U con el anular.
Cuando esto suceda, la presión de la bomba bajará y se notará que su velocidad aumentó. Este efecto será ayudado por la expansión del gas hacia arriba, que levantará algo de fluido reduciendo luego la presión total de la columna de fluido
Pozo fluye con las bombas paradas
PERFORANDO:
Toda vez que se detecte un quiebre en la penetración tanto si aumenta como se baja, se recomienda que el perforador detenga la perforación de inmediato y realice una prueba de flujo.
La prueba de flujo se realiza parando la rotación, levantando la columna hasta tener la ultima unión a la vista, deteniendo la bomba y verificando si hay flujo a través del anular hasta que se detenga el impulso de la circulación.
Si el flujo cesa, entonces probablemente se puede reiniciar la perforación. Si el flujo persiste después del tiempo usual del impulso de la circulación, entonces se debe asumir que la formación está en surgencia y el pozo debe ser cerrado.
Cuando se extraen tubos del pozo, debe ser el momento de mayor riesgo en el equipo y una de las causas de surgencia más comunes.
Los factores que contribuyen que así sea son: las pérdidas de presión por circulación, efecto de suabeo al extraer los tubos, llenado inapropiado que reduce la columna hidrostática.
Con estos factores funcionando en nuestra contra, un registro de maniobra de las parejas extraídas versus el fluido llenado, mas la verificación visual es imperativa.
Comúnmente los reglamentos requieren el uso de medios mecánicos para medir con exactitud el volumen a llenar el pozo en las maniobras.
El pozo no toma volumen de lodo adecuado
DURANTE UN VIAJE :
DURANTE UN VIAJE :
Tanque de viaje
TIPOS
PERFORANDO
Parar Bombas
Verificar Alineación del Pozo
Seleccionar método de control
Tomar Acción
Conectar Cuadrante
Seleccionar método control
Prueba de Integridad de Presión
Procedimiento operacional que permite, una vez realizada, evitar problemas de perdida de circulación por fractura de la formación , al utilizarse altas densidades de lodos.
También es necesario conocer la presión de fractura para determinar la Máxima Presión Anular Permisible en la Superficie (MPAPS)
Prueba de Integridad de Presión
Preparativos para realizar la P.I.P:
1. Realizar la prueba de presión al revestidor
Presión de Bomba
2. Perforar Cuello flotador, cemento y zapata
Prueba de Integridad de Presión
Preparativos para realizar la P.I.P:
Perforar 30 pies de hoyo nuevo debajo de la zapata
y circular hasta obtener retornos limpios
Prueba de Integridad de Presión
Preparativos para realizar la P.I.P:
4. Levantar la tubería hasta que la mecha quede encima
de la zapata y luego cerrar impidereventón anular
Presión de Bomba
Etapa A: Se bombea lentamente al pozo a una tasa pre-seleccionada de lodo de
¼ a ½ barriles por minuto. Al comienza del bombeo el sistema se
compensara. Luego se observara un aumento constante de presión por
cada volumen de lodo bombeado
Etapa B: Se procede a construir una grafica donde se registren los
aumentos de presión con el volumen bombeado acumulado
Etapa C: Cuando los puntos graficados comienzan a apartarse de la recta,
se ha encontrado el limite de la prueba de integridad. En este
punto la formación ha comenzado a ceder y se nota menos incremento
de presión correspondiente a un volumen constante
Etapa D: Se detiene la bomba y se observa el pozo por un tiempo prudencial
Prueba de Integridad de Presión
Realización de la P.I.P:
VOLUMEN ACUMULADO BOMBEADO (BLS)
FIN DE LA PRUEBA
DLE= Peso del lodo en el hoyo + Limite PIP/ 0.052 * Prof. Zapata
A
Se bombea lentamente al pozo a una tasa pre-seleccionada de lodo de ¼ a ½ barriles por minuto. Al comienza del bombeo el sistema se compensara. Luego se observara un aumento constante de presión por cada volumen de lodo bombeado
B
Se procede a construir una grafica donde se registren los de aumentos de presión con el volumen bombeado acumulado
C
Cuando los puntos graficados comienzan a apartarse de la recta, se ha encontrado el limite de la prueba de integridad. En este punto la formación ha comenzado a ceder y se nota menos incremento de presión correspondiente a un volumen constante
D
Se detiene la bomba y se observa el pozo por un tiempo prudencial
Hoja de calculo para el control de arremetidas
Información que se debe pre-registrar:
.- Máxima Presión Anular Permitida en Superficie ( MPAPS )
MPAPS = Pf – Ph zapata
.- Presión de la bomba a velocidades reducidas
.- Capacidad de mezcla de Barita en el taladro
.- Capacidades internas de la sarta como del anular
Hoja de calculo para el control de arremetidas
Calculo de los parámetros :
.- Presión de Cierre de Tubería (PCT) y en revestidor (PCR)
.- Ganancia en los tanques
Sc = numero de sacos de Barita / 100 Bls lodo
Dc = densidad de control (lpg)
Do = densidad original (lpg)
Dc = Do + PCT/ 0.052 * PVV
PVV: Prof. Vertical verdadera
Calculo de los parámetros :
.- Tiempo recorrido por el lodo desde superficie a la mecha
PIC = PCT + PRB
tsup-mecha = Emb. sup-mecha
tb = tasa de bombeo (Emb/min)
Hoja de calculo para el control de arremetidas
Calculo de los parámetros :
.- Tiempo de bombeo y volumen para que el tope del influjo
llegue a la zapata del revestidor
.- Tiempo desde la zapata hasta el estrangulador o superficie
t1 = V m-z/ tasa de bombeo (bls/min)
V m-z = volumen desde la mecha hasta la zapata (bls)
t2 = V z – e / tasa de bombeo (bls/min)
V z - e = volumen desde la zapata hasta el estrangulador (bls)
.- Tiempo total de bombeo
Ttb = tb + t1 + t2
Calculo de los parámetros :
.- Presión final de circulación
PFC = PRB * Dc / Do
Do = Densidad del lodo original (lpg)
.- Gradiente y altura del influjo
h inf = ganancia / Capacidad
G inf : Gradiente de influjo (lppc)
Go : Gradiente de lodo original (lppc)
h inf: Altura del influjo (pies)
Cap : Capacidad anular donde se encuentra el influjo (bls/pie)
Métodos de Control de Arremetidas
Convencionales:
Se realiza en dos ciclos de circulación:
La primera circulación desplaza el fluido infiltrado y lo conduce por el espacio anular hacia la superficie. Esta circulación se efectúa empleando el mismo lodo de perforación utilizado cuando surgió la arremetida
La segunda circulación consiste en hacer circular lodo mas denso para contener la presión de la formación, reemplazando al fluido existente en el pozo
Método del Perforador:
Paso
Acción
Iniciar la circulación
Abriendo el estrangulador y poniendo en operación la bomba a la velocidad de circulación anterior, manteniéndola constante
2
3
Utilizando el estrangulador de la tubería de revestimiento
Método del Perforador:
Paso
Acción
4
Mantener constante la presión de la sarta de perforación en un de los siguientes valores:
. En el valor obtenido al sumar la presión de tubería a la presión de circulación ( a la presión de bombeo previamente elegida)
. En el valor observado cuando la bomba alcanza una velocidad constante,seleccionada mientras se mantiene constante la presión de la tubería de revestimiento
Modificando la apertura del estrangulador de la tubería de revestimiento
Método del Perforador:
Paso
Acción
5
Si no ha salido todo el gas, repetir el procedimiento desde el paso 2
6
Método del Perforador:
Paso
Acción
Preparar lodo a la densidad requerida
La presión de cierre de la sarta se utiliza para calcular el aumento de la densidad del lodo necesaria para equilibrar la presión de la formación
2
Bombear constantemente a la misma velocidad utilizada durante el primer ciclo de circulación
3
Mantener constante la presión de la tubería de revestimiento en el valor de la ultima presion de cierre observada
La velocidad de la bomba depende de la velocidad con que se mezcle la Barita, para mantener la densidad deseada
Método del Perforador:
Paso
Acción
4
Trasladar el control de la presión de la operación a la sarta de perforación, empleando el valor de presión observado en la sarta cuando se lleno
Regulando el estrangulador mientras el espacio anular se llena con nuevo lodo
5
6
Observar que las presiones en la sarta y en la tubería de revestimiento sean cero
7
Si las presiones no son cero, repetir desde el paso 1
8
Ejemplo del método del perforador:
Presión de cierre en la tubería de perforación (PCT) : 260 lpc
Presión de cierre del Revestidor (PCR) : 400 lpc
Presión reducida de circulación : 1.000 lpc
Presión Hidrostática : 6.500 lpc
Lodo utilizado : 12 lpg
Tubería
260
Revestidor
400
I
La suma de la presión de cierre de la sarta de perforación mas la presión hidrostática equilibra la presión de formación
II
La circulación del lodo hace que el gas se desplace hacia arriba por el espacio anular.
La presión en la tubería de revestimiento aumenta y la presión de la sarta de perforación se mantiene constante ajustando el estrangulador
III
Cuando el gas alcanza la superficie se logra la máxima presión en el revestidor
Tubería
1260
Revestidor
900
Lodo
IV
Inicialmente se observa la misma presión en la sarta de perforación que se utilizó en la primera circulación ( 1260 Lpc).
Nótese que la presión de circulación en la sarta de perforación equivale a la presión de circulación reducida (1000 Lpc) mas la PCR (260 Lpc), mientras se hace funcionar la bomba a 35 RPM.
V
La presión de circulación disminuye a 1040 lpc porque la sarta se llena con un lodo densificado.
Mientras se efectúa la circulación la presión en la tubería de revestimiento se mantiene a 260 lpc
VI
El control de la presión es trasladado de la tubería de revestimiento a la sarta de perforación y se mantiene en 1040 lpc durante el llenado del espacio anular. Cuando el lodo de control llega a la superficie, la presión en la tubería de revestimiento es cero el impiderreventón puede ser abierto
Tubería
1260
Revestidor
260
Método del Ingeniero :
Llamado también método de esperar y pesar, es una variante del método del perforador y esta basado en el caso de que se pueda preparar el nuevo fluido con la densidad requerida en corto tiempo mientras se mantiene el pozo cerrado. No se da inicio a la circulación hasta que se densifique el lodo en los tanques
Este método realiza una única circulación, para introducir el lodo de mayor densidad y eliminar el influjo de gas, petróleo o agua salada
Método Concurrente :
También conocido como Método de Densificar por etapas, consiste en comenzar de inmediato la circulación ajustando gradualmente la densidad del lodo de acuerdo a un programa determinado
En este método es necesario calcular los ciclos de bombeo requeridos para circular el lodo hasta el fondo de la sarta de perforación para los incrementos de densidad del lodo seleccionado
Los Preventores de Reventones son equipos que se utilizan para cerrar el pozo y permitir que la cuadrilla controle un cabeceo o arremetida antes de que ocurra un reventón. Existen dos tipos básicos de preventores: anular y de ariete.
Los Preventores Anulares poseen un elemento de goma que sella al cuadrante, la sarta de perforación, los portamechas o al hoyo mismo si no existiere sarta en el hoyo
Preventor Anular
Carretos:
Son espaciadores entre los preventores, provistos de orificios donde se conecta la linea que va al distribuidor de flujo usado para controlar las arremetidas y la linea de matar el pozo por donde se bombea lodo pesado.
Los Preventores de Ariete consisten de grandes válvulas de acero (arietes) que tienen elementos de goma que sirven de sello.
Preventor de Ariete de Tubería porque cierra la tubería de perforación mas no puede sellar el hoyo abierto.
El Preventor de Ariete Ciego se utiliza para sellar el hoyo abierto.
Preventor de Corte o Cizallamiento que permite cortar la tubería de perforación en el caso de que los otros preventores fallen, y así poder cerrar el pozo en el caso de una arremetida.
Arietes
Los Estranguladores que son válvulas que pueden abrirse o cerrarse completamente y hay muchísimas posiciones entre los dos extremos. Para circular la arremetida hacia fuera y bombear lodo nuevo hacia el hoyo, el estrangulador se abre completamente y se inicia el bombeo del lodo. A medida que el influjo va saliendo del hoyo, se va reduciendo la apertura del estrangulador a posiciones que mantienen la suficiente presión para permitir que salga el influjo y lodo, pero no permite que salga mas fluido de formación.
HCR
ESTRANGULADOR
Los preventores se abren o cierran con fluido hidráulico que va almacenado bajo presión en un equipo llamado Acumulador. Varios recipientes en forma de botella o esféricos están localizados en la unidad de operaciones y es allí donde se guarda el fluido hidráulico. Posee líneas de alta presión que llevan el fluido hidráulico a los preventores y cuando las válvulas de control se activan, el fluido causa que los preventores actúen. Ya que los preventores se deben poder sellar rápidamente cuando es necesario, el fluido hidráulico se tiene que poner bajo 1500 a 3000 psi de presión utilizando el gas nitrógeno contenido en los recipientes
El Separador de Lodo y Gas es una pieza esencial en una instalación para poder controlar una arremetida de gas. Este equipo permite restaurar el lodo que sale del pozo mientras ocurre un cabeceo y así se puede separar el gas y quemarlo a una distancia segura de la instalación.
Interiormente esta constituido por deflectores que hacen que cantidades de lodo y gas se muevan mas despacio y un arreglo en forma de S en el fondo permite que el lodo fluya hacia el tanque del vibrador mientras mantiene el gas por encima del lodo. El tubo de descarga en la parte superior permite que el gas se queme sin hacer mucha presión contra el lodo
ALIVIO
GAS
TRAMPA
LÍQUIDO
CONTROLES
GAS
DEFLECTORES
Degasificador:
Permite la separación continua de pequeñas cantidades de gas presentes en el lodo para evitar la reducción de la densidad del mismo, la eficiencia de las Bombas de Lodo y la Presión Hidrostática ejercida por la columna de lodo
Las Líneas de Matar van desde la bomba de lodo al conjunto de válvulas de seguridad, conectándose a estas en el lado opuesto a las líneas de estrangulación.. A través de esta línea se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presión se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se ejerce suficiente presión hidrostática contra las paredes del hoyo para prevenir cualquier irrupción del fluido al pozo
El Tanque de Viaje es una estructura metálica utilizada con la finalidad de contabilizar el volumen de lodo en el hoyo durante los viajes de tubería; permite detectar si la sarta de perforación esta desplazando o manteniendo el volumen dentro del hoyo cuando se meta o se saque la tubería del mismo. Posee una escala graduada que facilita la medición más exacta de estos volúmenes.
Arreglo de Impiderreventones utilizado en pozos profundos
¿ Les gusto ?........
aplicar las técnicas aprendidas
... Pero si fuese asi, estoy seguro de que lo haras
muy bien