Limpieza de Hueco

Grupo Nº 4 Ing. Petrolera 8vo Semestre

LIMPIEZA DE HUECO 1. IN INTR TROD ODUC UCCI CIÓN ÓN La limpieza del pozo es un factor crítico para la perforación en aguas profundas. La falta de limpieza del pozo puede causar  la p!rdida de circulación  camas de recortes  el empa"uetamiento del pozo  la pega de la tu#ería $e#ido a estos factores% es imprescindi#le planear & monitorear la limpieza del pozo. La reología del lodo el caudal & la velocidad de penetración $e#en ser considerados & comparados para lograr una limpieza apropiada del pozo. • • •

La reología & la 'idr(ulica son estudios del comportamiento del fluido "ue est(n relacionados entre sí. La reología es el estudio de la manera en "ue la materia se deforma & flu&e. Se trata de una disciplina "ue analiza principalmente la relación entre el esfuerzo de corte & la velocidad de corte% & el impacto "ue !stos tienen so#re las características de flu)o dentro de los materiales tu#ulares & los espacios anulares. La 'idr(ulica descri#e la manera en "ue el flu)o de fluido crea & utiliza las presiones.

2. HI HIDR DRA AUL ULIC ICA A La introducción de la perforación perforación rotatoria tra)o como consecuencia el uso de un fluido% "ue "ue intro introduc ducid ido o por por la sarta sarta de perfo perforac ración ión & regre regresa sand ndo o por por el espac espacio io anula anularr% mantuviera limpio el pozo de los cortes "ue la #arrena *mec'a+ i#a 'aciendo a medida "ue i#a penetrando las formaciones. ,"uí empezó el concepto de 'idr(ulica% en vista de "ue "ue el flui fluido do util utiliz izad ado o fue fue un lí"u lí"uid ido% o% sien siendo do agua agua en un prin princi cipi pio% o% & lueg luego o las las necesidades de operación & seguridad dieron origen a una suspensión coloidal% cu&as propiedades difieren a las del agua & "ue su estudio en vez de una t!cnica se 'a constituido en una ciencia. Sin em#argo% el concepto específico de 'idr(ulica apareció con)untamente con)untamente con el uso de c'orros *-et+ en la mec'a. ,l reducir #ruscamente #ruscamente el (rea de circulación del fluido% se est( creando un cam#io #rusco de la velocidad del mismo & por consiguiente% una variación grande de la presión entre los puntos antes del orificio & despu!s de este% o sea% se produce una caída de presión grande. n vista de esto fue necesario conocer% como la presión usada para poner el fluido en movimiento se va perdiendo en el sistema de circulación para poder soportar esa caída grande de presión

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en la #arrena% originada por los c'orros & a/n levantar la columna de fluido 'asta la superfi superficie. cie. 0omo el impacto impacto 'idr(uli 'idr(ulico co originad originado o por el fluido% fluido% contra contra la formaci formación% ón% cuando sale a gran velocidad por los c'orros% es favora#le a la penetración de la #arrena% se 'a tratado entonces de minimizar la caída de presión en todo el sistema & permitir "ue la m(1ima presión se pierda en la #arrena. Por todo esto es necesario conocer mu& #ien de la energía "ue se dispone para circular el fluido% las secciones "ue componen el sistema de circulación & en "u! r!gimen de flu)o est( flu&endo el fluido para así% poder determinar cómo se est( perdiendo perdiendo la presión transportado transportado por el fluido cada vez "ue este realiza un ciclo de circulación.

Parámetros que afectan la lm!e"a #el !o"o$

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Los recortes & las partículas "ue de#en ser circulados desde el pozo est(n sometidos a tres fuerzas "ue act/an so#re ellos de la manera ilustrada en la 2igura 3a *3+ una fuerza descendente de#ido a la gravedad *+ una fuerza ascendente de#ido a la flota#ilidad del fluido *5+ una fuerza paralela a la dirección del flu)o de lodo de#ido al arrastre viscoso causado por el flu)o del lodo alrededor de las partículas. • •

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stas fuerzas 'acen "ue los recortes sean transportados en la corriente de lodo siguiendo una tra&ectoria de flu)o "ue suele ser 'elicoidal. La 2igura 3# representa una ilustración simplificada de los componentes de velocidad "ue act/an so#re una partícula *3+ una velocidad de caída descendente de#ido a las fuerzas gravitatorias *+ una velocidad radial o 'elicoidal de#ido a la rotación & al perfil de velocidad *5+ una velocidad a1ial paralela al flu)o de lodo. •

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%. R&OLO'(A s la disciplina "ue estudia la deformación & flu)o de la materia% las propiedades reologicas fundamentales del lodo de perforación son 6iscosidad pl(stica Punto de cedencia 7esistencia al gel La reología de un fluido de perforación la podemos utilizar para  0alcular las perdidas de presión por fricción  ,nalizar la contaminación del fluido de perforación  $eterminar los cam#ios de presión en el interior del pozo durante un via)e • • •

&sfuer"o #e corte )l*+1,,!es2-$ es la fuerza por unidad de superficie re"uerida para mover un fluido a una velocidad de corte dada. s decir la fuerza minima necesaria para mover un fluido. In#ce #e consstenca  )C!-$ es el factor de consistencia del flu)o laminar. Podemos definirla de forma id!ntica al concepto de viscosidad pl(stica% dado "ue un aumento de Página 19


 indica un aumento en la concentración de sólidos o disminución del tama9o de las partículas. Indica la consistencia del fluido% es decir si el valor de  es alto es un fluido viscoso & viceversa.

(n#ce #e flu/o0 )n0 a#menconal-$ es la relación num!rica entre el esfuerzo de corte & la velocidad e corte. s una medida de la no: ne;tonianidad del fluido% entre mas ale)ado de la unidad sea el valor de n% mas no < ne;toniano es el comportamiento del fluido.

Resstenca al el$ es la fuerza de atracción "ue se da a condiciones estaticas% de#ido a la presencia de partículas cargadas el!ctricamente. $epende principalmente de la cantidad & tipo de solidos en suspensión% el tiempo de reposos% la temperatura & el tratamiento "uímico.

Punto #e ce#enca0 PC)l*+1,, !es2-$ es el esfuerzo minimo de corte "ue de#e aplicarse a un fluido para "ue comience a desplazarse.

eloc#a# #e corte )se31-$ es la velocidad relativa de una lamina movi!ndose )unto a otra% dividida por la distancia entre ellas.

scos#a# )c!-$ propiedad de los fluidos "ue tiende a oponerse al flu)o cuando se le aplica una fuerza% mientra mas alta sea la viscosidad de un fluido ma&or resistencia interna al flu)o opondr(.

scos#a# a!arente )c!-$ es la viscosidad real o viscosidad verdadera o#servada scos#a# efect4a )c!-$ descri#e la resistencia del flu)o a fluir a trav!s de una geometría particular. l fluido flu&endo a trav!s del espacio anular tendr( una viscosidad efectiva diferente a la "ue tiene cuando flu&e dentro de la tu#ería de perforación% Página 19


scos#a# Plástca )cP-$ es la parte de la resistencia al flu)o causada por la friccion% afectada principalmente por la concentración de solidos% tama9o & forma de las partículas solidas & la viscosidad de la fase fluida. 0lasificación reológica de los fluidos :

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Figura A-11

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6alores de 7P= para cargar los recortes so#re la >#anda transportadora? @ Para lograr la Limpieza de agu)ero la tu#ería de#e rotar para o#tener velocidad en la pareddel mismo @ La velocidad de rotación depende de @ Aama9o de agu)ero @ Aama9o de la tu#ería @ ,ngulo del agu)ero @ 1centricidad @ 7P= suficientes @ Para un ma&or #eneficio en la limpieza de agu)ero los recortes de#en estar en la corrientede flu)o @ $epende de @ Geometría de los recortes @ 7eología del Lodo a #a)a velocidad de corte *Lo; S'ear =ud 7'eolog& *LSBP+ @ 7eología en corriente de flu)o r(pida @ 0audal o tasa de flu)o *gasto+ Limpieza del ,gu)ero Pr(cticas 7ecomendadas

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0irculación

fondo

arri#a

*tiempo

de

atraso+

para

varios

tipos

de

agu)ero

0ircular 'asta "ue las mallas vi#ratorias est!n limpiassto puede tomar varias rondas de circulación% No de)ar de circular si el pozo a/n no est( limpio 0ircular antes de los via)es l mínimo tiempo de circulación antes de los via)es es influenciado por eldi(metro del pozo & la inclinación. Los pozos desviados no estar(n completamente limpios de recortes si se circula solamente el volumen anularteórico antes de los via)es. l mínimo recomendado es mostrado en la siguienteta#la

l factor de circulación se aplica solamente a la sección de pozo dentro de losrangos de desviación específicos. Para determinar el tiempo total re"uerido paralimpiar efectivamente el pozo% la desviación del pozo a lo largo de su longitudde#e ser considerada. stos son solo lineamientos% la clave es circular 'asta "ue el pozo est! limpio antes de los via)es. Prevención de Pegas de Au#ería Página 19


70C=N$,0ICNS < n Aodos los casos @ Dsar velocidades anulares altas para la limpieza del agu)ero% sin importar elr!gimen de flu)o. @ l Peso de Lodo tiene una relación directa con la limpieza de agu)ero acual"uier (ngulo. @ l Punto 0edente tiene un impacto en la limpieza al 'acer m(s lento larelación a la cual las partículas se asientan. Los recortes necesitan estar ensuspensión para "ue el Punto 0edente tenga un efecto. @ Las propiedades de 0orte #a)as son críticas para la limpieza donde losperfiles de velocidad son po#res *7isers% zonas lavadas% (ngulo encima delos 5E grados+. @ l lodo disperso puede a&udar a la limpieza disolviendo los recortes peropuede crear lavados de agu)ero & pro#lemas con el control de los sólidos. @ l lodo m(s atractivo para la limpieza de agu)ero es un lodo limpio *SólidosFa)os+ con una 6iscosidad Pl(stica #a)a. @ ,prende a escuc'ar el pozo & responder a medida "ue este 'a#la. 70C=N$,0ICNS < Para Pozos de Eº a 5Eº  l me)or sistema de lodo considerado para pozos desviados de#e estarformulado en #ase a versiones modificadas de esos sistemas &a pro#ados demanera efectiva en pozos verticales & pozos vecinos casi verticales "ue seencuentren en el (rea.  =antener Punto 0edente de Fa)o 0orte *LSBP+ entre E.4 : E.8 veces el tama9ode pozo a menos "ue el pozo re"uiera otra opción.  Dtilizar los valores de 6P m(s #a)os "ue sean posi#les & no permitir "ue la P6&Ho geles se incrementen con sólidos agregados o nativos. l perfil de flu)o se'ar( m(s puntiagudo% reduciendo la eficiencia de la limpieza del agu)ero.  No esperar "ue la rotación de la tu#ería cola#ore tanto como lo 'aría en pozosdireccionales% especialmente en agu)eros de di(metros grandes.  La limpieza del agu)ero ser( un pro#lema primero con patas de perro% lavado deagu)ero & asentamientos del revestidor. 70C=N$,0ICNS < Para Pozos de 5Eº a Eº  Los par(metros considerados óptimos para la limpieza de agu)ero en unintervalo pueden ser inadecuados en otro intervalo del mismo pozo.  0ual"uier lugar en el "ue se 'a&a tenido "ue disminuir la velocidad anular con(ngulo alto tiene e1pectativas de avalanc'as de recortes cuando lacirculación se detenga.  n (ngulos elevados% la altura de la cama de recortes es inversamenteproporcional a la velocidad anular. l Peso del Lodo aumenta la 2uerza de2lotación en los recortes & a&uda en la limpieza del agu)ero.  La limpieza del agu)ero & la esta#ilidad del pozo algunas veces respondenme)or cuando e1iste un incremento en el Peso del Lodo.  Dn incremento en la velocidad anular me)ora la limpieza del agu)ero sinimportar el r!gimen de flu)o.  S!a paciente. , ma&or (ngulo de inclinación% ma&or tiempo es necesario para"ue los recortes salgan del agu)ero. @ La sección de construcción o de caída de (ngulo tendr( los ma&orespro#lemas en la limpieza del agu)ero.

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@ Pozos de 4J: JJ grados tienen el ma&or potencial para tener pro#lemas. @ Intervalos de limpieza desde el principio con #uenos fluidos de limpieza deagu)ero las camas de recortes son f(ciles de depositar & difíciles deremover. @ =antener el Punto 0edente de Fa)o 0orte *LSBP+ al menos igual al di(metro de agu)ero en pulgadas cuando se encuentre en r!gimen de flu)o laminar. @ 0amas de 7ecortes se forman en cual"uier momento si el agu)ero no est(siendo limpiado adecuadamente. Por de#a)o de E grados & especialmenteentre rangos de 4J: JJ grados se pueden esperar avalanc'as en pozossucios% & 'a& "ue estar preparados para ello. @ 7otar la tu#ería a altas 7P=s para prevenir camas de recortes & paraa&udar a remover camas &a e1istentes. @ 7otación r(pida de la tu#ería com#inada con Peso de Lodo & valoresapropiados de del punto cedente a #a)a velocidad de corte% >Lo; S'earBield Point?*LSBP+% es el /nico camino via#le para limpiar las secciones deagu)ero en (ngulos entre 5E & E grados. 7ecomendaciones Generales l lodo & las #om#as son una #andatransportadora "ue pueden mantenerel JK de sólidos perforados encual"uier momento en un pozovertical. , medida "ue el (nguloaumenta la capacidad de la #andatransportadora disminu&e. @ 7ecordar "ue 'a& "ue limpiar todo elpozo% no solo la parte "ue se est(perforando. Se puede perforar tanr(pido como se limpiar la peorsección del 'o&o.

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Dada: Casing en superfcie: 1850t de 13 3/8 in – 8 !"/t #nter$edia: 8%&3 t de 9 5/8 in' 3('30 !"/t )iner: 8%300 a 1%500 t de * in' (0 !"/t Dia$etr+ de! trepan+: & 1/8 in' Pr+undidad t+ta! ,D.: 1*%800 t C+$p+nentes de !a arta: 5 in' Dri!! Pipe 19'50 !"/t a 8%000 t 3  in% 13'3 !"/t a 1&%800 t 1%000 t de   in' 2D  ( 4 in' #D Dri!!c+!!ars iste$a de superfcie: 3 +sas: * t a!t+% & t anc+% 31 !arg+' Página 19

6n ( +sas es & in' De !+d+% 7


Parte 3 determinar la capacidad total del sistema de superficie en ##l% ##lHft & ##lHin.

Parte  determinar el volumen total del lodo en el sistema de superficie en ##l.

Parte 5 determinar el volumen total del 'ueco sin la sarta en el pozo. 0alcular el volumen del lodo en cadaintervalo & sumar los volumenes

Parte 4 determinar el volumen total del pozo con el drill pipe en el 'ueco.

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Parte J $eterminar el volumen total de circulación del sistema. Parte  $eterminar la salida de la #om#a en ##lHmin & galHmin tiempo de circulacion total* ciclo total del lodo+ tiempo de ciclo del 'ueco & tiempo de #a)ada:su#ida en minutos & em#oladas*stroMes+

Parte  $eterminar la velocidadanularparacadaintervaloanular.

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Parte 8 determinar la presion'idrostatica en el fondo del pozo con la densidad del lodo

Incrementando el peso del lodo. Cuanto de M-I Bar es necesario para incrementar

l #alance de masa tiene dos incognitasaestepunto *6#ar & 6final+. 7esolver el #alance de volumenporundesconocido & luegosustituirestedesconocidodentro del #alance de masa.

Paso 4. sustituir el desconocidodentro del #alance de masa & resolver la ecuacion. Página 19


Paso J. determinar el segundodatodesconocido & calcular el material de consumo.

,demas% para peso mas de 3%EEE ##l *3JO m5+ de 34 l#Hgal *3.8 MgHL+ a 3 l#Hgal *3.O MgHL+ el siguiente material esre"uerido

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Limpieza de Hueco

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