APRISIONAMIENTO DE LA HERRAMIENTA 2.- OBJETIVO
El objetivo principal de este trabajo es elaborar una guía de las causas que nos pueden ocasionar un aprisionamiento durante la perforación de un pozo petrolero y asi ver ver cómo proceder proceder en las medidas de de mitigación factible factible para tal tal problema de acuerdo a las características y factores que el problema presente.
3.-MARCO TEORICO
Causas de aprisioa!ie"o de #a $erra!ie"a
Existen muchos factores que dan lugar al aprisionamiento de la sarta de perforación. Cuando ocurre esto lo más importante es identificar la causa y el tipo de aprisionamiento de modo que pueda utilizarse el mtodo más efectivo para superar el problema.
!as más comunes son las siguientes"
#.$ %ormaciones no consolidadas &.$ 'prisionamiento por ojo de llaves (.$%ormaciones (.$%ormaciones móviles ).$*onas geopresionadas +.$%ormaciones +.$%ormaciones reactivas ,.$'prisionamiento ,.$'prisionamiento por presión diferencial. -.$Enchavetamiento .$%ormaciones duras y abrasivas /. $ 0loques de cemento
1
%.-&or!a'ioes o 'oso#idadas(
!as formaciones no consolidadas pueden desmoronarse en el interior del pozo y atrapar la sarta de perforación a medida que la barrena remueve la roca que sirve como soporte. !os esquistos1 las lutitas laminadas1 fracturas y las fallas tambin generan rocas sueltas que se desmoronan en el pozo y pudieran acu2ar o atrapar la sarta de perforación.
%igura #.(. %ormaciones no consolidadas
Causas • •
Cuando hay poco o nada de retorta de filtrado. %ormaciones sin matriz 3cemento4 como las arenas1 gravillas1 no pueden ser soportadas por el sobre balance hidrostático.
'dvertencias • •
5uede ocurrir mientras se perfora o cuando se ha atravesado la formación. 5osibles prdidas fugaces de lodo 3al momento de atravesar la formación4. 2
•
• • •
6ncrementos del torque rotatorio y atravez en los agregados o viajes1 fluctuaciones en la presión de circulación. 7elleno en fondo pozo en conexiones y viajes. 6ncrementos de los recortes de formación y zarandas. Empaquetamiento repentino sin ninguna se2al previa y perdida de la circulación.
'cciones preventivas •
Controlar las perdida de fluido 3formaciones arenas sueltas1 gravillas y muy permeables41 para proporcionar una efectiva retorta de filtrado para empujar y
•
estabilizar la formación mediante el sobre balance hidrostático. En lo posible evitar excesivo tiempo de circulación con el ensamblaje de fondo frente
•
a las formaciones no consolidadas para evitar alg8n da2o mecanico. 7educir la velocidad de viaje cuando el 09' esta pasando por formaciones no
•
consolidadas. Controlar la perforación en zonas sospechosas dejando el tiempo necesario para
• •
tener una buena retorta. 0ombear baches de alta viscosidad para garantizar un pozo limpio. :inimizar perdidas fugaces de lodo utilizando el material de perdida de circulación fino a traves de estos intervalos.
5rimeras acciones a tomar • •
'plicar baja presión de bomba 3&;; a );;5<64 :aniobrar con golpes de tijera hacia abajo con máxima carga de viaje1 aplicar torque con cuidad
3
2.-Aprisioa!ie"o e o)o de ##a*es(
=curren en agujeros direccionales1 debido a que la tubería de perforación genera una ranura en el lado bajo del agujero1 en el radio de la pata de perro. !a trayectoria del pozo está afectada por una serie de factores1 tales como los de origen natural que están relacionados con el buzamiento1 dureza y las variaciones tectónicas1 estos generan en un mayor o menor grado el cambio de trayectoria del pozo. El cambio brusco en el ángulo de desviación del pozo se presenta generalmente cuando ocurren cambios litológicos1 o bien si se atraviesa por una zona de discordancia1 este cambio se conoce como pata de perro 3dog leg4 y se produce tambin porque la sarta de perforación no tiene la rigidez necesaria. Estos puntos con una alta inflexión1 durante la rotación de la sarta van desgastando una cara del pozo1 este tramo desgastado tendrá un diámetro de paso no mayor al de las juntas de la tubería1 formando de esta manera lo que se llama el ojo de llave 3>ey seat4.
Causas •
Cambios bruscos en la dirección y angulo en formaciones de medianas o duras.
•
'lta tensión de la sarta y rotación de la tubería desgastan de a poco la formación formando una ranura del diámetro de la herramienta q rota apoyada.
•
'l sacar herramienta los tubulares de mayora diámetro de la ranura se atascan provocando un potencial aprisionamiento.
6ndicaciones y advertencias
•
5atas de perro existentes por encima de fondo pozo
•
!argas horas de perforación sin viajes de reconocimiento o limpieza a travs del sección agujero abierto.
•
•
Este fenómeno ocurre principalmente cuando se esta sacando herramienta 4
•
7egistro de sobretensión cuando el arreglo de fondo esta a la profundidad de la pata de perro
•
Circulación no restringida
•
:ovimiento libre de la sarta por debajo del ojo de llave antes de aprisionarse
'cciones preventivas
•
:inimizar la formación de pata de perro a ( grados por cada #;; pies de longitud o menos
•
?ener mucho cuidado con la sobretensión cuando se esta llegando a intervalos sospechosos
•
7epasar siempre o realizar viajes de limpieza si se tiene la certeza de la presencia de pata de perro.
•
En lo posible correr rimador recto1 y limpiador si hay sospechas.
5rimeras acciones a tomar •
'plicar torque y realizar maniobras con golpes de tijera hacia abajo con máxima carga de viaje.
•
?ratar de rotar con sobretensión baja atraves de la pata de perro. @o maniobrar con golpes de tijera.
5
3.-&or!a'ioes !+*i#es(
Aeneralmente se presentan en zonas de composición salinas o arcillosas1 pueden tener un comportamiento plástico debido a los componentes de sus materiales. Cuando son comprimidas por los estratos de sobrecarga1 es posible que fluyan e ingresen en un pozo1 restringiendo su calibre o deformando y atrapando la tubería.
%igura #.). %ormación móvil
Causas •
?odo el peso litostatico 3sobrecarga4 de las formaciones q se encuentran por encima
•
de la sal o lutita hacen q están se vayan cerrando. El arreglo de fondo viene y se atasca en la parte de menor diámetro de agujero abierto 6
6ndicaciones y advertencias
• • • • • • •
Cuando se pronostican atravesar sal o lutitas plásticas. 6ncremento repentino en la sobretensión y torque 5or lo general ocurre cuando se esta sacando herramienta 'l bajar herramienta despus de un largo periodo de estar fuera del pozo 5uede ocurrir mientras se perfora formaciones con movimientos El aprisionamiento ocurre en el arreglo de fondo frente a las zonas de rocas plásticas 5odemos tener circulación no restringida a restringida
'cciones preventivas
•
Bna buena selección de las propiedades y tipo de fluido de perforación :antener la densidad de acuerdo a las exigencias del pozo 5lanificar frecuentes viajes de limpieza y repaso de las zonas sospechosas elocidades controladas de sacada de herramienta1 antes de q llegue el arreglo de
•
fondo a las zonas problemáticas :inimizar el tiempo de exposición del agujero abierto.
• • •
7
, oas eopresioadas(
%igura #.+. *ona geopresionada1 provocadas por presiones anormales dentro del pozo
Causas
•
!a perforación de formaciones lutititas con densidad de fluido de perforación mas bajas q las presiones de formación 3densidad insuficiente4 causan inestabilidad de las paredes del agujero abierto.
•
!utitas presurizadas se fracturan y caen dentro del pozo obstruyendo la circulación del lodo.
8
'dvertencias
•
=curren mientras se perfora formaciones peliticas 3lutita1 arcilla1 etc41 y principalmente durante los viajes cuando deja de actuar la densidad equivalente de circulación.
•
!as tendencias del :ud !ogger indican tendencias de incremento en la presión de formación.
•
6ncrementos de la rata de penetración cuando se perfora por primera vez.
•
6ncrementos del torque y arrastre durante los agregados de barra.
•
5osible incremento de gas de fondo y de conexión.
•
Circulación restringida o imposible.
'cciones preventivas
•
7evisar densidad del fluido de perforación antes de entrar a perforar formaciones lutititas conocidas.
•
6ncrementar lentamente la densidad del lodo hasta confirmar estabilización de lutitas.
•
Durante los viajes de agregado de barra o para cambio de trepano o 09'1 minimizar las presiones de suabeo y surgencia.
•
:inimizar los tiempos de exposición de agujero abierto.
5rimeras acciones a tomar
•
•
'plicar baja presión de bomba. :aniobrar herramienta con torque y martillar hacia abajo con máxima carga de viaje.
9
/.- &or!a'ioes rea'"i*as
!as arcillas reaccionan con el agua y absorben el agua del fluido de perforación. Con el tiempo es posible que se dilaten en el pozo. !a dilatación química de las arcillas hacen que se produzca un aprisionamiento o atascamiento de la sarta de perforación por la reducción del diámetro del pozo1 lo que restringe el flujo de fluidos en esa sección de aprisionamiento. 5ara evitar la reacción de las arcillas se recomienda utilizar lodos inhibidos1 lodos en base aceite1 fluidos de perforación en base a polímeros.
%igura #.,. %ormación reactiva
Causas •
%ormaciones de arcilla perforadas con fluidos de perforación base agua con poco o
•
nada de inhibidores. !as arcillas absorben el agua del fluido de perforación logrando hidratarse produciendo luego un efecto de hinchamiento dentro de las paredes del pozo.
10
•
En muchos casos la reacción q pueden tener las arcillas dependen en gran manera del tiempo de exposición.
Cuando ocurre 36ndicaciones4
•
5or lo general ocurren fundamentalmente cuando se procede a sacar la herramienta
•
del pozo o en algunos casos cuando se esta perforando Circulación restringida o en algunos casos imposible de circular.
5recauciones
•
• • • •
9ay q tener muy en cuenta los valores de viscosidad embudo1 viscosidad plástica1 punto cedente e incremento del contenido de solidos. 6ncremento del torque y arrastres en las conexiones de barra. 6ncremento en la presión de circulación. 7ecortes suaves y redondeados observados en zarandas. Embotamiento de los estabilizadores y trepano.
'cciones preventivas
• •
• •
Cuando se perfora este tipo de formación utilizar lodos inhibidos. :antener las propiedades del lodo seg8n programa para atravesar este tipo de formacion 5lanear viajes de limpieza. :inimizar tiempo de exposición del pozo.
5rimeras acciones a tomar.
•
'plicar baja presión de bomba 3&;; a );;5<64
•
con máxima carga hacia abajo.
•
máxima y nunca aplicar torque.
11
0.-E# a"rapa!ie"o por presi+ di1ere'ia#
6ncremento de torque.
F
6ncremento de arrastre.
F
6mposibilidad de mover y rotar el sondeo.
Causas
•
!a sarta de perforación esta en contacto directo con la zona permeable. Cuando se para la sarta de perforación se permite el desarrollo de una mayor retorta
•
de filtrado por parte del fluido de perforacion. Cuando se trabaja con alto sobre balance a favor del fluido de perforación con
•
respecto a la presión de formación o roca. 12
'cciones preventivas" •
Dise2ar un buen programa de ca2erías para minimizar el sobre balance en
•
formaciones someras en hueco abierto. :antener la densidad 3peso4 minima del fluido de perforación1 requerida por la
•
formación para estabilizar las paredes de agujero abierto. :antener la sarta de perforación en movimiento1 principalmente cuando el arreglo de
• •
fondo de pozo este frente a zonas sospechosas o permeables. :inimizar las perdidas de fluido de perforación en áreas de baja presión. En zonas con alto potencial de aprisionamiento1 minimizar las perdidas fugaces de
•
lodo con agentes de taponamiento. Controlar la perforación en zonas de alto riesgo para este problema especifico. 5or correlacion de otros pozos cercanos se pronostican q se atravesaran zonas de
•
baja presión. Evitar arreglos de fondo 309'4 muy largos e inestables1 en lo posible utilizar
•
portamechas de forma espiraladas.
•
torque al empezar nuevamente el movimiento de la herramienta.
5rimeras acciones a tomar • •
'plicar torque y trabajar con tijera golpeando hacia abajo con máxima carga. Colocar una píldora de menor peso 3densidad4 por encima de punto de aprisionamiento1 paralelamente trabajar con golpes de tijera y torque.
Conclusiones para prevenir un aprisionamiento por presión diferencial En síntesis podemos decir q la causa para q se presente un aprisionamiento por fuerza diferencial son cuatro factores fundamentales" la densidad 3peso4 del fluido de perforación1 la presión de formación1 el tipo de roca atravesada 3permeable4 y el arreglo de fondo de pozo.
13
.-E# e'$a*e"a!ie"o
El
enchavetamiento
genera
la
se
refiere
rotación de
la
cuando
se
columna de
perforación hace una canaleta en la pared del pozo.
Cuando
se
manipulo
la
sarta
de
perforación1 el arreglo de fondo 309'4 o las uniones de tubería de mayor diámetro se introducen en el enchavetamiento y se produce el atascamiento. Este problema generalmente se presenta en los cambios abruptos de inclinación1 durante el proceso de extracción de la sarta de perforación. !as herramientas de toma de registro con cable y los cables tambin son susceptibles a este problema.
Causas Cuando se tiene un arreglo de fondo muy rígidoG el mismo1 no puede manejar bien los cambios bruscos del ángulo y dirección del pozo1 llegando a atascarse en esos lugares.
'dvertencias y acciones preventivas • • • • •
5resencia de patas de perro Desgastes excesivos de los estabilizadores 'l bajar herramienta se observa peso repentino de asentamiento =curren especialmente durante los viajes :inimizar cambios en el arreglo de fondo pozo
5rimeras acciones a tomar •
•
golpes de tijera y máxima de carga de viaje hacia arriba1 no aplicar torque.
.- Dura"e #a per1ora'i+ de 1or!a'ioes duras 4 a5rasi*as
14
5ueden desarrollarse pozos de menor diámetro. Cuando la roca desgasta la barrena o el estabilizador la barrena perfora un pozo de menor diámetro que el planeado.
%igura #.#;. 5ozo con menor diámetro
Causas 15
•
'l perforar formaciones duras y abrasivas estas desgastan excesivamente la protección del calibre del trepano y los estabilizadores1 dejando secciones corazonadas por debajo del calibre del agujero abierto.
•
'l meter un trepano nuevo y estabilizadores en calibre quedan atascados por debajo del calibre del hueco.
6ndicaciones y advertencias •
Cuando se pronostican la perforación de formaciones abrasivas
•
?repanos y estabilizadores con desgastes por debajo del calibre del agujero abierto
•
=curre solamente cuando se baja herramienta
•
7epentino peso de asentamiento
•
9erramienta aprisionada con el trepano cerca de fondo pozo o en el tope donde empieza sección acorazonada
•
Circulación no restringida o peque2a restricción
'cciones preventivas •
Calibrar el calibre del trepano y estabilizadores una vez se saquen del pozo
•
@unca forzar el trepano a travs de un punto apretado
•
Disminuir velocidad de bajada antes de q entre el trepano a la zona sospechosa
•
De comprobarse perdida de calibre del trepano y estabilizadores1 repasar a la menor resistencia encontrada hasta fondo pozo
5rimeras acciones a tomar •
:aniobrar con golpes de tijera hacia arriba con máxima carga de viaje
•
@o aplicar torque
16
6.- B#o7ues de 'e!e"o
5ueden obturar la sarta de perforación cuando el cemento duro existente alrededor de la zapata de entubación se desprende y cae en el nuevo intervalo de agujero descubierto.
%igura #.##. 0loques de cemento
Causas •
El cemento se vuelve inestable alrededor del zapato ca2ería1 tapon remedial en hueco abierto o tapon de desviación. 17
•
0loques o pedazos duros de cemento caen dentro del pozo y pueden atascar la sarta convirtindose en aprisionamiento.
'dvertencias • • • •
Cuando se realiza trabajos remediales de cementación. ?apones de cemento para desviar pozos. :uestras de cemento recuperados en las zarandas. Es posible tener circulación.
'cciones preventivas •
arios trabajos remediales en el zapato del revestimiento pueden incrementar la
•
posibilidad de la caída de bloques de cemento. ?iempo suficiente para asegurar un buen frague del cemento antes de perforar el
•
zapato. 7educir la velocidad de viaje cuando el arreglo de fondo este entrando al zapato de
•
la ca2ería o tapones de cemento en hueco abierto. 7epasar completamente el zapato de la ca2ería y tapones remediales antes de continuar con la perforación.
5rimeras acciones a tomar • •
• •
6ntentar romper los bloques maniobrando con golpes de tijera y torque. :aniobrar con golpes de tijera en la dirección opuesta del movimiento de la sarta antes del aprisionamiento. 'plicar de forma gradual torque y fuerza de martilleo. Circular baches de alta viscosidad y alta densidad.
18
19
