Estabilidad del pozo

Escuela Militar de Ingeniería 8º Semestre / Ingeniería Petrolera

Perforación Petrolera IV Grupo Nº 5

GRUPO Nº 5 TEMA: ESTABILIDAD DEL POZO

1. INTRODUCCIÓN Tenien Teniendo do en cuenta cuenta las funciones funciones del lodo, lodo, el manten mantenimi imient entoo de la estabilid estabilidad ad del poz pozoo mientr mientras as se perforan perforan terrenos terrenos desmoronables, desmoronables, puede ser una dificultad. dificultad. Cuando un pozo pierde estabilidad, estabilidad, se genera uno o más desmoronamiento de las formaciones. Las formacio formaciones nes desmor desmorona onable bless pue pueden den presen presentars tarsee en forma forma horizon horizontal tal o con distin distintos tos áng ángulo uloss de buzamiento. buzamiento. No hay una solución exacta exacta pero sí buenas buenas prácticas prácticas de perforación perforación combinadas combinadas con buenas prácticas prácticas de inyección. inyección.

Problema ao!"a#o !o$ lo #emoro$am"e$%o o o o o o o o o o o o

nsanchamiento nsanchamiento del pozo! "roblemas de limpieza del pozo #prisionamiento #prisionamiento del sondeo $ormación de puentes y tapones #umento del %olumen del lodo #lteración de las propiedades propiedades del del lodo &ayor costo de tratamiento del iodo 'ncremento de presión y de potencia Cementaciones deficientes &ayor consumo de cemento "obre obtención de Testigos laterales

ntre los terrenos desmoronables se encuentran las lutitas, (ue son rocas sedimentarias depositadas en cuencas marinas marinas y en menos en las continen continentales tales.. stán compuesta compuestass por lechos lechos de! barro, silts y arcillas. arcilla s. #sí, los tipos de lutitas pueden encontrarse como!

E$ &orma Bla$#a: )arro o arcilla

Co$ol"#a#a: Lutitas o arcilitas

Me%am'r&"!a: "izarras, filitas, es(uistos

Co$ are$a: Lutitas arenosas

Co$ Carbo$a%o #e !al!"o ! calcáreas

Co$ ("erro: Lutitas ferruginosas

Co$ ma%er"a or)*$"!a: Lutitas carbonosas

L+%"%a Ga,&era.

Las lutitas (ue causan problemas en la perforación se presentan en formas %ariadas a saber! o

L+%"%a #e!amable.

o

L+%"%a #el"-able

o

L+%"%a #emoro$able

o

orma#ora #e barro


o

L+%"%a #e &l+/o 0l*%"!o


o

L+%"%a 0re+r"-a#a

Las lutitas contienen diferentes materiales arcillosos (ue difieren estructuralmente!

* +idratables! )entonitas, montmorillonita

Com0o$e$%e #e la L+%"%a * No +idratables! Caolinita, clorita, illita

Los problemas de lutitas son ocasionados por acción mecánica y menos por acción (uímica.

a!%ore Me!*$"!o +e !o$%r"b+2e$ al 0roblema #e l+%"%a •

Ero"'$ #e la 0are#e 0or al%a 3elo!"#a# a$+lar.

•

Mo3"m"e$%o #el o$#eo e$ &orma #e l*%")o +e )ol0ea la 0are# #el 0o-o

•

E4%ra!!"'$ o ba/a#a r*0"#a #el o$#eo +e or")"$a )ol0e #e 0"%o$eo

•

+er-a "$%er$a lo!al"-a#a #e$%ro #e la &orma!"'$

•

D"ol+!"'$ #e ale !o$%e$"#a e$ la &orma!"'$

•

Pre"o$e #e$%ro #e la &orma!"'$ 0or )a

•

I$3a"'$ 0or &"l%ra#o #e la &ae a!+oa #el lo#o

Em0a+e%am"e$%o #el 0o-o: ólidos de formación -recortes, derrumbes asentados alrededor de la sarta de perforación P+e$%eo #el 0o-o: "edazos medianos a grandes de formación dura, cemento o chatarra caen dentro de las paredes del pozo y obstruyen la sarta de perforación ocasionando una pega de tubería # continuación se describirá los tipos de formaciones (ue son susceptibles a producir inestabilidad en las paredes del pozo, sus indicaciones y acciones pre%enti%as.



. ORMACIONES INCONSOLIDADAS

CAUSA: • •

"oco o nada de retorta de filtrado. $ormación sin cemento -arena, gra%illa, etc. (ue no puede ser apoyada por el sobre balance hidrostático.

AD6ERTENCIA: • • •

• •

"uede ocurrir mientras se perfora la formación. "osibles p/rdidas fugaces de lodo 'ncremento de tor(ue y arrastre, fluctuaciones en la presión de la bomba 0elleno del hueco en conexiones y %ia1es obrecarga en las rumbas y el desarenador

INDICACIONES: •

• • •

2eneralmente ocurre en la parte superficial del hueco "uede ocurrir mientras se perfora mpa(uetamiento repentino sin ninguna se3al Circulación imposible

PRIMERA ACCION: • •

#plicar ba1a presión de bomba-455*655 psi &artillar hacía aba1o con máxima carga de %ia1e, aplicar tor(ue con cuidado.

ACCION PRE6ENTI6A: •

• • •

•

Controlar la p/rdida de fluido para proporcionar una adecuada retorta de filtrado Controlar la perforación en una zona sospechosa 7tilizar píldoras de alta %iscosidad Colocar una píldora de gel antes de sacar la tubería del hueco &inimizar la %elocidad del %ia1e



INDICACIONES DE ORMACIONES NO CONSOLIDADAS TENDENCIAS DEL PERORADOR

ARRASTRE

TOR7UE

PRESIÓN

OTROS

Per&ora!"'$

'ncremento, errático


'ncremento

"resión de surgencia

Co$e4"'$

e re(uiere sobretensión para sacar cu3as

urgencia para comenzar circulación

0elleno de hueco

6"a/a$#o (a!,a a&+era

'ncremento, errático. e re(uiere sobretensión para sacar cu3as

6"a/a$#o 8a!,a a#e$%ro

'ncremento de peso asentado

R"ma$#o (a!,a a&+era


Sa!a$#o !o$ Bomba


uabeo

Comienza en la profundidad de la formación problema, rellena el fondo del hueco 'ncremento errático

'ncremento

'ncremento

urgencia para comenzar la circulación. fecto de pistón en la sarta "osible p/rdida de circulación urgencia para comenzar la circulación. fecto de pistón en la sarta "osible p/rdida de circulación

INDICACIONES EN EL TR9PANO TENDENCIAS EN ZARANDAS

2ran %olumen de arena sobre la rumba, trampa de arena y desarenados sobrecargados

TENDENCIAS 2randes cantidades de arena en las muestras. $ormación no consolidada DEL LOGGER pronosticada TENDENCIAS

'ncremento en el peso del lodo y de la %iscosidad plástica. #lto porcenta1e


DE LODOS


de contenido de arena

ACCIONES PRE6ENTI6AS     

  

"roporcionar una retorta de filtrado efecti%a para el sobre balance hidrostático para empu1ar y estabilizar la formación i es posible, e%itar excesi%o tiempo de circulación con el ensambla1e de fondo frente a las formaciones no consolidadas para e%itar alg8n da3o mecánico. 0educir la %elocidad de %ia1e cuando el )+# se encuentre frente a formaciones no consolidadas, para e%itar da3os mecánicos #rrancar y parar lentamente la sarta de perforación para e%itar presión de surgencia en las formaciones no consolidadas. Controlar la perforación en zona sospechosa de1ando tiempo suficiente para (ue la 0T90T# crezca, minimizar la carga de recorte en el anular y minimizar las p/rdidas de presión por fricción en el anular 7tilizar píldoras para tratar de mantener el hueco limpio star preparado para la sobre carga de la 07&)#, deslimador y desarenador &inimizar p/rdidas fugaces de lodo con material fino de p/rdida de circulación a tra%/s de estos inter%alos

. ORMACIONES MÓ6ILES CAUSA: •

•

•

$uerzas laterales (ue ocurren naturalmente en las formaciones Lutitas presionadas se fracturan, caen dentro del hueco y atascan la sarta de perforación #reniscas se cierran produciendo un hueco de ba1o calibre

AD6ERTENCIA: • • • •

Localización monta3osa Tectonismo pronosticado Tor(ue y arrastre errático :errumbes de lutitas en forma de blo(ue crea huecos elípticos

INDICACIONES • •

"osible mientras se perfora o %ia1a Circulación restringida o imposible



PRIMERA ACCION: •

•

#plicar ba1a de presión de bomba-455* 655 psi #plicar tor(ue, martillar hacia aba1o con máxima carga de %ia1e

ACCION PRE6ENTI6A: • • •

•

'ncrementar peso del lodo si es posible Circular píldoras de alta %iscosidad &inimizar la presión de surgencia en el hueco &inimizar el tiempo de exposición del hueco abierto

INDICACIONES DE ORMACIONES MÓ6ILES TENDENCIAS DEL PERORADOR

ARRASTRE

TOR7UE

PRESIÓN

Per&ora!"'$



'ncremento

Co$e4"'$


urgencia para comenzar circulación

OTROS

'ncrementa la tasa de penetración seguido por la disminución gradual. "resión de surgencia 0elleno de hueco




'ncremento, errático obretensión re(uerida para (uitar las cu3as


'ncremento de peso asentado



Sa!a$#o !o$ Bomba


uabeo


'ncremento

'ncremento

urgencia para comenzar la circulación. fecto de pistón en la sarta "osible p/rdida de circulación urgencia para comenzar la circulación. fecto de pistón en la sarta "osible p/rdida de circulación


:errumbes de lutitas de tama3o grande, puntillos o con forma de blo(ue. ;olumen grande de derrumbes

TENDENCIAS 2randes cantidades de derrumbes en forma de astillas o en forma de blo(ues con DEL LOGGER estrías. "osibles indicaciones de un incremento de presión en la formación TENDENCIAS DE LODOS

"osible incremento en el peso del lodo y en la %iscosidad plástica

ACCIÓN PRE6ENTI6A 





Considerar la información de pozos aleda3os y hasta 5.4 ppg por día hasta lograr una densidad deseada para la profundidad dada. sto mantendrá un sobrebalance contra lutitas hidrostáticamente sensibles




     


;'T#0 0:7CC'?N : "9 : L9:9 despu/s de @> día de exposición a la lutita hidrostáticamente sensible. i la reducción del peso del lodo es necesario, reducir gradualmente el peso de lodo durante un lapso de tiempo igual al tiempo de exposición 7tilizar los apuntes de las Notas de la 0umba para determinar las tendencias de %olumen, tama3o y forma de los recortes &antener las propiedades del lodo para asegurar la limpieza del hueco 7tilizar píldoras para ayudar a limpiar el hueco "arar la perforación hasta (ue el hueco sea circulada hasta estar limpio &inimizar el tiempo de exposición del hueco abierto "lan de contingencia para re%estir el problema

;. ORMACIONES RACTURADAS O ALLADAS CAUSA: • •

$ormaciones naturalmente fracturadas "edazos de formación caen dentro del hueco y atascan la sarta de perforación

AD6ERTENCIA: • • • • •

"ronósticos de limolitas fracturadas, lutitas y
INDICACIONES: •

•

•

"uede ocurrir durante los %ia1es, posible mientras se esta perforando Tor(ue y arrastre repentino y errático puedan ocurrir 1usto antes de (ue haya pega La circulación puede ser restringida

ACCION PRIMARIA: •

• •

No se aplica tor(ue, martillar hacia aba1o con máxima carga de %ia1e Circular píldoras de alta %iscosidad y alta densidad Colocar ácido si se esta pegado en limolita

ACCION PRE6ENTI6A:


• • •


Circular el hueco hasta estar limpio antes de continuar la perforación &inimizar p/rdidas fugaces del lodo ;elocidad lenta para el %ia1e antes de (ue el ensambla1e de fondo entre en la zona sospechosa

INDICACIONES DE ORMACIÓN RACTURADA TENDENCIAS DEL PERORADOR

ARRASTRE

Per&ora!"'$

0epentino 'ncremento, errático

Co$e4"'$

TOR7UE

0epentino incremento, errático


PRESIÓN

in cambio

in cambio


'ncremento, errático obretensión re(uerida para (uitar las cu3as


'ncremento de peso de asentamiento



Sa!a$#o !o$ Bomba


OTROS

0elleno de hueco


in cambio

in cambio

:isminuye arrastre cuando se bombea

:isminuye arrastre cuando se bombea


$ragmentos de roca con forma de blo(ue o angular

TENDENCIAS DEL LOGGER

$ragmentos de roca con forma de blo(ue o angular. "osibles cla%es en la formación de pozos aleda3os, pronostica formación fracturada


TENDENCIAS DE LODOS


in cambio

ACCION PRE6ENTI6A      

#ntes de continuar con la perforación, circular el hueco hasta (ue est/ limpio 0estringir la %elocidad del %ia1e cuando el ensambla1e de fondo est/ frente a las formaciones fracturadas y zonas falladas #rrancar < parar lentamente la sarta de perforación para e%itar la presión de surgencia hacía las paredes del hueco #nticipar el rimado durante el %ia1e. 0imar la zona fracturada cuidadosamente star preparado para una potencial p/rdida potencial de circulación cuando se está perforando formaciones fracturadas l problema puede estabilizarse con el tiempo

NOTA: Cuando se tiene formaciones fracturadas, el mantener una buena calidad de retorta de filtrado puede ayudar a sostener la formación en algunos casos. 2eneralmente, formaciones fracturadas re(uieren de tiempo para (ue se estabilicen. "re%iamente a esto, el problema tiene (ue ser controlado con propiedades adecuadas de lodo, píldoras y suficiente tiempo de circulación para mantener el hueco limpio

5. ORMACIONES GEOPRESURIZADAS

CAUSA: •

•

"erforación de lutita presionada con insuficiente peso de lodo La lutita presurizada se fractura y se derrumba dentro del pozo

AD6ERTENCIA: •

•

•

•

e3ales comienzan a ocurrir mientras se esta perforando las lutitas Las tendencias del A&ud LoggerB indican un incremento de presión de poro 'ncrementa la tasa de penetración cuando se perfora por primera %ez 'ncrementan el tor(ue y arrastre en las conexiones


• •


e rellena el hueco en las conexiones, puentes en los %ia1es, derrumbes de lutitas astillosas "osible incremento de gas de fondo

INDICACIONES: •

•

•

"robablemente ocurra cuando se esta %ia1ando, posible mientras se esta perforando "robable empa(uetamiento completo, posible presencia de puentes en el hueco Circulación restringida o imposible

PRIMERA ACCIÓN: • •

#plicar ba1a presión de bomba-455* 655 psi #plicar tor(ue, martillar hacía aba1o con máxima carga de %ia1e

ACCION PRE6ENTI6A: •

•

• •

#1ustar peso de lodo antes de perforar lutita presurizada conocida Lentamente incrementar el peso de lodo hasta estabilizar la lutita &inimizar la presión de suabeo


<. ORMACIONES 8IDROPRESURIZADAS

CAUSA: •

•

•

# tra%/s del tiempo, la presión del poro de lutitas se carga con el sobrebalance &o%imiento de la sarta de perforación y presión es de surgencia, rompen la lutita inestable La lutita cae dentro del hueco y tranca la sarta

AD6ERTENCIA •

• •

2eneralmente es seguido por una reducción del peso del lodo 'ncremento de tor(ue y arrastre :errumbes de lutitas en las rumbas

INDICACIONES: • •

•

"osiblemente mientras se perfora o se %ia1a "osible creación de puentes para el hueco o empa(uetamiento completo Circulación restringida o imposible


•

#plicar ba1a presión de bomba-455* 655 psi #plicar tor(ue, martillar hacía aba1o con máxima carga de %ia1e Circular a la rata máxima una %ez la circulación ha sido establecida

ACCIÓN PRE6ENTI6A •

7tilizar un lodo base aceite, lodo sint/tico, lodo base glicol si se sospecha de alg8n problema


•

•


i es necesario una reducción del peso del lodo, reducir gradualmente durante %arias rondas de circulación. &inimizar la presión de surgencia en el pozo

=. ORMACIONES REACTI6AS

CAUSA: •

•

•

Lutitas sensibles al agua perforadas con poco o nada de inhibición de lodo Lutitas absorben el agua y se hinchan dentro de las paredes del hueco 0eacción depende del tiempo.

PRECAUCIÓN: •

• • •

• •

;iscosidad de embudo, ;iscosidad plástica, punto de cadencia, incremento de CC 'ncremento de tor(ue y arrastre 'ncremento de la presión de bomba La arcilla se embola y
INDICACIONES: •

•

2eneralmente ocurre cuando se saca la tubería del hueco, es posible mientras se esta perforando Circulación imposible o altamente restringida


•

#plicar ba1a presión de bomba-455* 655 psi i se saca la tubería, ter(uear hacía arriba y martillar hacía aba1o con la máxima carga de %ia1e i se mete tubería, martillar hacía arriba con máxima carga de %ia1e. No aplicar tor(ue



ACCIÓN PRE6ENTI6A • • • •

7tilizar un lodo 'nhibo &antener propiedades del lodo "lanear %ia1es de limpieza &inimizar tiempo de exposición del hueco

INDICACIONES DE ORMACIÓN REACTI6A TENDENCIAS DEL PERORADOR

ARRASTRE

Per&ora!"'$

'ncremento sua%e

Co$e4"'$


'ncremento sua%e

PRESIÓN

OTROS

'ncremento

"resión de la surgencia. :isminución gradual de la tasa de penetración. "osible p/rdida de lodo

urgencia para comenzar la circulación


'ncremento sua%e obretensión re(uerida para (uitar las cu3as


'ncremento de peso de asentamiento. e re(uiere sobretensión para sacar cu3as



Sa!a$#o !o$ Bomba

TOR7UE

'ncremento sua%e. e re(uiere sobretensión para sacar cu3as

Contrapresión antes de conexión. 0etorno de fluido uabeo

Comienza en la profundidad de la formación problema. "osible p/rdida de lodo

'ncremento sua%e

'ncremento

'ncremento

INDICACIONES EN EL TR9PANO

urgencia para comenzar la circulación. fecto de pistón en la sarta "/rdida de lodo urgencia para comenzar la circulación. fecto de pistón en la sarta "/rdida de lodo


TENDENCIAS EN ZARANDAS


#rcilla se embola. #rcilla mo1ada pulposa -gumbo. Taponamiento de la línea de flu1o

TENDENCIAS 2randes cantidades de recortes de lutitas hidratadas. #lto %alor en la prueba de DEL LOGGER hinchamiento de lutitas TENDENCIAS DE LODOS

#lta %iscosidad de embudo y punto de cadencia. 'ncrementa la %iscosidad plástica. ólido de ba1a gra%edad y Capacidad de 'ntercambio Catiónico -C'C. "osible incremento de peso de lodo. )a1o contenido de inhibidor

ACCION PRE6ENTI6A       

#dición de %arias sales-potasio, sodio, calcio, etc. para reducir la atracción (uímica del agua hacia la lutita #dición de %arios polímeros encapsulados-cubierto para reducir el contacto del agua con la lutita 7tilizar lodo base #ceite y sint/tico para excluir el contacto de agua con lutita &inimizar el tiempo de hueco abierto "lanear %ia1es de limpieza basados en tiempo de rimado, pies perforados o las se3ales de ad%ertencia de las lutitas reacti%as #segurar hidráulica adecuada para la limpieza de broca y hueco &antener las propiedades re(ueridas del lodo y minimizar lodos de ba1a gra%edad.

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Estabilidad del pozo

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