Limpieza del agujero.pdf

Entrenamiento Acelerado para Supervisores

 Análisis, Prevención y Manejo de Eventos No Programados En Perforación

Entrenamiento Acelerado para Supervisores

L I M P IE I E ZA ZA D E L A G U J E R O  

E N P O Z O S D IR I R E C C IO IO N A L E S  

Introducción q

Transporte y Remoción de recortes q

q

Acumulación de Recortes q q

q

Función principal del fluido Derivada de la pobre limpieza del pozo Mayor en pozos desviados por fuerzas de gravedad

Propiedades de suspensión q

Recortes retenidos en el fluido estático

Movimiento de Partículas

ØMayor

velocidad anular es requerida en pozos direccionales que en pozos verticales ØLos

recortes llegan más rápido por gravedad al lado bajo del pozo para

Concentración de Recortes en el Anular, ACC

La formación de las camas de recortes sobre el lado bajo del pozo debido a una velocidad inadecuada del fluido de perforación depende además del

Camas de Recortes ØProblemas

derivados de una pobre limpieza del hoyo:

Altos valores de Torque y Arrastre qPegas

de la tubería

qProblemas

ØCondición

al correr el revestimiento

para evitar la formación de camas de recortes:

Vlodo (pozo direccional) > Vlodo (pozo vertical)

Transporte de Recortes Factores que afectan la limpieza del hoyo: Principales: qTasa

de Flujo (velocidad anular)

q

Tipo de Flujo (laminar / turbulento)

q

Inclinación del Agujero

q

Reología del Fluido

q

Rata de Penetración

Secundarios: q

Velocidad de asentamiento de las partículas

q

Geometría y distribución de las partículas

q

Excentricidad de la tubería de perforación

Secciones en la trayectoria del pozo q

Trayectoria Tipo I – Incluye dos secciones: qSección q

q

Vertical: inclinación de 0° a 10°

Sección de Bajo Ángulo: inclinación de 10º a 40º

Trayectoria Tipo II qSecciones

q

con inclinaciones de 40° a 60°

Trayectoria Tipo III q

Secciones con inclinaciones superiores a 60º

Trayectoria Tipo I — Zona Vertical (0°- 10°) Características de la remoción de recortes: qLimpieza

del agujero: no hay mayores problemas

qViscosidad

del fluido: Debe ser alta para mejorar el transporte

de recortes qRotación

de la tubería: No tiene mucho efecto, especialmente con flujo turbulento

Trayectoria Tipo I — Bajo Ángulo (10°- 40°) Características de la remoción de recortes: q

Velocidad Anular: mayor que para pozos verticales

q

Reciclado de las partículas: recortes caen más rápido al lado bajo del pozo donde se deslizan para ser levantados y r egresar al medio del anular donde son barridos hacia arriba. Este reciclado perjudica la eficiente limpieza del hoyo

q

q

Flujo Laminar: Domina el transporte de recortes La Viscosidad, YP y Fuerza Gel inicial tienen efectos significativos en la concentración de recortes en el anular

Reciclado de Partículas 1.

El recorte es forzado hacia el lado bajo del pozo y hacia abajo por la baja velocidad del flujo cerca de la pared

2.

En cierto punto la partícula es levantado de nuevo hasta la región media del del flujo donde se tiene alta velocidad. Es llevado hacia arriba hasta que su tendencia a caer por gravedad supera la fuerza de levantamiento para caer de nuevo en el lado bajo y repetir el proceso

3.

La partícula sufre retrituración y cambios en su forma

4.

Se combate bombeando viscosas de barrido

pídoras

Trayectoria Tipo II — Ángulo Crítico de 40°a 60º Características: q

Comportamiento de los recortes: No se presenta el reciclaje de partículas como en los pozos de bajo ángulo pues la gravedad tiende a retenerlos sobre el lado bajo del pozo.

q

Camas de recortes Se desarrollan camas de recortes con apilamiento inestable que se desliza hacia abajo en forma de avalanchas. Las avalanchas provocan la acumulación de recortes al rededor de la sarta que pueden llegar a atraparla si no se tratan adecuadamente

q

Velocidad Anular  Se debe promover el flujo turbulento para erosionar las camas de recortes

q

Movimiento de la sarta de perforación

Trayectoria Tipo III — Alto Ángulo (60°+) Características: qFormación qEspesor

de camas de recortes en forma instantánea

de las camas gobernada por la velocidad anular 

qLas

camas formadas son estacionarias. No se presentan avalanchas qEl

flujo turbulento ondulante y en forma de vórtice destruye las camas de recortes. Los recortes son levantados y desplazados hacia arriba por el anular  qEl

movimiento de la tubería (rotación / reciprocación)

Recomendaciones Operacionales Trayectorias Tipo I - Inclinaciones de 0° a 40° q

Utilizar flujo laminar en el espacio anular 

Mantener altos valores de YP y de Fuerza Gel para reducir asentamiento de recortes cuando se pare la bomba q

q

Verificar limpieza del hoyo antes de parar la circulación

q

Máxima relación YP/PV

q

Utilizar píldoras viscosas de barrido para reducir el reciclaje

Recomendaciones Operacionales Trayectorias Tipo II. Inclinaciones de 40° a 60° Mantener flujo turbulento en el anular para prevenir o reducir la formación de camas de recortes q

El transporte de recortes en flujo turbulento no es afectado por la reología q

Se puede tener el lodo con baja reología pero se prefieren altas geles para la suspensión de los recortes cuando está estático q

Mantener la máxima velocidad anular posible si no se logra flujo turbulento q

La agitación mecánica de las camas de ripios con la rotación o reciprocación de la sarta es el principal factor de limpieza del agujero. Tomar en cuenta el trabajo direccional al rotar la sarta q

q

Efectuar viajes periódicos de limpieza

q

Bombear ídoras de barrido combinadas (baja viscosidad y alto

Recomendaciones Operacionales Trayectorias Tipo III. Inclinaciones mayores que 60º q

Se prefiere tener flujo turbulento en el anular 

qSe

aplican las mismas recomendaciones para las trayectorias de ángulo crítico, pero no se requiere mantener alta la fuerza gel Agitación Mecánica de las camas de recortes con la rotación o reciprocación de la sarta q

qViajes

de limpieza frecuentes si no es posible la rotación

Píldoras de barrido combinadas de baja viscosidad y alta densidad son efectivas para erosionar las camas de recortes y transportarlos a la superficie q

Recomendaciones Operacionales Indicadores de pobre limpieza del agujero q

q

Retorno de recortes reducido respecto a la ROP Altos valores de peso de la sarta subiendo

Dificultad para transferir peso a la barrena y lograr torque en el motor q

Dificultad para orientar el motor de fondo por fricción excesiva con recortes q

Retriturado excesivo de los recortes por reciclado prolongado de los recortes y la interacción entre la sarta y las camas de recorte q

Ejemplo de una operadora (1995) q

Pozos de Alcance Extendido con los siguientes datos: Profundidad promedia: 23000 pies Desplazamiento Horizontal: 19500 pies Relación Desplazamiento/profundidad: 4/1

q

Limpieza del agujero: Factor crítico para el éxito del proyecto

Diseño de Hidráulica: Máx.Velocidad Anular de 264 pie/ min con 1150 gpm q

q

Tubería de Perforación 6-5/8”

q

Presión de Circulación en superficie: 4500 psi

q

No se presentaron problemas de limpieza en las secciones

Ejemplo de una operadora (1995) Requerimientos del Equipo: Tres bombas de 1600 HP cada una Sistemas de Alta Potencia Tubería de perforación más grande: 65/8” Líneas de superficie de mayor diámetro Consideraciones financieras: Costo: elevado pero efectivo para prevenir problemas de limpieza y riesgos de pega de la sarta Ganancia: por eliminación del NPT

Resumen Las altas velocidades anulares significan mejoramiento de la limpieza para cualquier inclinación q

Camas de recortes se forman en ángulos de 40º a 60º con avalanchas. Por encima de los 60º se forman camas pero no hay avalanchas q

q

El flujo turbulento erosiona las camas de recortes

La rotación y / o la reciprocación de la tubería de previene la formación camas de recorte o perturba las ya existentes q

Resumen En flujo laminar, el transporte de recortes está afectado por la reología del lodo q

qMantener

la relación YP/PV al máximo para mejorar capacidad de transporte, cuando no se pueda lograr flujo turbulento En flujo turbulento, el transporte de recortes no está afectado por la reología del lodo q

q

La combinación de píldoras de baja viscosidad y

Resumen

Desviación del flujo en anular excéntrico

La baja velocidad anular en la parte baja creada por la excentricidad de la sarta en el agujero promueve la formación de camas de recortes que pueden crecer y atrapar la tubería. El fenómeno es más severo a

Modelo reológico de la Ley de Potencia

Lodo Base Agua Vs. Lodo Base Aceite

q

Desempeño en pozos de Alto Ángulo Similar con valores bajos de YP y PV El lodo base agua es mejor con valores altos de YP y PV

q

Torque Vs Ángulo del Pozo

q

Desempeño en secciones de Ángulo Crítico