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PERFORACIÓN III
“PERFORACIÓN
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TRABAJO DE GRADO
“PROPUESTA
DE IMPLEMENTACIÓN DEL MÉTODO DE
PERFORACIÓN CON COILED TUBING EN LA PEÑA EN SANTA CRUZ-BOLIVIA”
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TRABAJO DE GRADO
“PROPUESTA
DE IMPLEMENTACIÓN DEL MÉTODO DE
PERFORACIÓN CON COILED TUBING EN LA PEÑA EN SANTA CRUZ-BOLIVIA”
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ÍNDICE
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES .................................... ............................................................. ...................................... ............. 1.1
INTRODUCCIÓN ................................................... ............................................................................ ...................................... .............
1.2
OBJETIVOS .................................................. ........................................................................... ............................................... ......................
CAPÍTULO 2. DESARROLLO DEL TEMA................................................. .................................................................... ................... 2.1
FPERFORACIÓN BAJO BALANCE ................................................... ............................................................ .........
2.2
¿POR QUÉ PERFORAR BAJO BALANCE? B ALANCE? .............................................. ..............................................
2.2.1 Aumento en la vida de la broca ....................................... ................................................................. ..........................
2.2.2 Reducción de las pérdidas de Circulación ............................................... ...............................................
2.2.3 Reducción de las pérdidas diferenciales.................................................. ..................................................
2.2.4 Reducción del daño de formación formación ................................................... ............................................................ .........
2.2.5 Producción Temprana .................................................. ............................................................................ .............................. ....
2.2.6 Reducción de costos de estimulación ................................................. ...................................................... .....
2.2.7 Mejor evaluación de la formación ....................................... ............................................................. ...................... 2.3
LIMITACIONES A LA PERFORACIÓN P ERFORACIÓN BAJO BALANCE ......................... Sign up to vote on this title
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2.3.1 Inestabilidad de Pozo ................................................... ............................................................................. .............................. ....
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2.4.3.1 Características................................................ ......................................................................... ........................................... ..................
2.4.3.2 Recomendaciones ............................. ....................................................... ................................................... .............................. .....
2.4.4 Espuma ................................................ .......................................................................... .................................................... ............................... .....
2.4.4.1 Características................................................ ......................................................................... ........................................... ..................
2.4.5 Fluidos Gasificados .................................................. ............................................................................ .................................. ........
2.4.5.1 Características................................................ ......................................................................... ........................................... .................. 2.5
DISEÑO DE POZO ................................................. .......................................................................... ...................................... .............
2.5.1 Bombeo de fluido de baja densidad por la tubería de perforación perforación .......
2.5.2 Tubería Parásita ............................................... ........................................................................ ........................................... ..................
2.5.3 Tubería Concéntrica ................................................. ........................................................................... .................................. ........
2.5.4 Sistema de Superficie........................................... Superficie..................................................................... ...................................... ............
2.5.5 Sistema abierto (TAS)......................... (TAS)................................................... .................................................... .............................. ....
2.5.6 Sistemas Cerrados ................................................... ............................................................................ .................................. ......... 2.6
EQUIPOS ................................................. ........................................................................... .................................................... ..........................
2.6.1 Compresores ................................................ ......................................................................... ............................................... ...................... Sign up to vote on this title
useful Useful Not 2.6.2 Unidades de Nitrógeno ................................................. ........................................................................... .............................. ....
2.6.2.1 Unidades Criogénicas
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2.6.8 Blooie Line.................................................................................................. 2.7
PLANEACIÓN DEL POZO ...........................................................................
2.7.1 Criterios de Selección ................................................................................ 2.8
SEGURIDAD EN PERFORACIÓN BAJO BALANCE.................................
2.8.1 Operaciones con gas Sulfuro de Hidrógeno ............................................
2.8.2 Quema de Gas.............................................................................................
2.8.3 Separación y almacenamiento ..................................................................
2.8.4 Interacción con las facilidades existentes ...............................................
2.8.5 Comunicación en el pozo...........................................................................
2.8.6 Fuegos de Fondo ........................................................................................
2.8.7 Perforación con gas natural ...................................................................... You're Reading a Preview
2.8.8 Flujo en reversa .......................................................................................... Unlock full access with a free trial.
2.8.9 Procedimientos de control de pozo .......................................................... Download With Free Trial
2.8.10 Equipos ....................................................................................................... 2.9
MEDIO AMBIENTE ..................................................................................... Sign up to vote on this title
Useful Not useful 2.9.1 Contaminación de la tierra y el agua.........................................................
2.9.2 Polución de aire .........
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INTRODUCCIÓN
Se propone la Perforación Bajo Balance (UBD "Under balanced Drilling") co
solución para muchos problemas de perforación en su industria. Se puede ap
UBD en los yacimientos agotados y en los de baja productividad, para ayud
eliminar los problemas de la perforación horizontal, muchos problemas normale
perforación pueden evitarse y hasta pueden conducir a una mejora en el rendimie de la perforación con una operación de perforación bajo balance.
Para que sea efectiva la UBD, es necesario reducir la presión hidrostática del fl
de la perforación, para no dañar la formación durante la perforación y para elim
las probabilidades para que se presente un pegamiento diferencial y pérdida circulación.
Una ventaja más de esta tecnología es el aumento de taza de penetración You're Reading a Preview formaciones difíciles de perforar. Unlock full access with a free trial.
Los sistemas de lodo convencionales noWith eranFree capaces Download Trial de realizar esto ya que la
mínima presencia de lodo podía causar serios daños debido a la invasión de flu
El daño causado durante las operaciones de perforación, requería de la estimula
Sign up to vote onno thistenía title éxito, da para eliminar la capa superior. Muchas veces este proceso
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como resultado un pozo que no representa ganancias. Los problemas de pegami
de la columna perforadora y la pérdida de circulación eran muy comunes en e
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2.1 PERFORACIÓN BAJO BALANCE La perforación de pozos de petróleo y gas, es comúnmente llevada a cabo
tecnologías convencionales donde la broca rompe la formación en el fondo del p
Para limpiar este y refrigerar la broca, se inyecta fluido de perforación a través d
tubería de perforación y el flujo es retornado a superficie por el espacio anular e la pared del pozo y la tubería.
Este fluido de perforación tiene la función de estabilizar el pozo, enfriar la broc
controlar los fluidos producidos por la formación. Estos fluidos son controla
manteniéndolos en la formación con la presión ejercida por la columna hidrostá del fluido de perforación en el espacio anular. Si la presión de la formación
columna hidrostática son iguales, el pozo es perforado en un estado balancea ningún fluido se mueve hacia o desde la formación. You'rede Reading a Preview Pero generalmente, los programas perforación son diseñados para asegurar
Unlock full sobre access with free trial. la presión de la columna hidrostática la aformación sea mayor que la presió
poro durante todas las etapas de perforación. Esta situación es denomin Download With Free Trial perforación Sobre Balance y previene que cualquier fluido de la formación hacia el pozo. Sign up to vote on this title
Como la presión sobre la cara de formación es mayor que la de poro, arte Not useful Useful presión
fluido de perforación es empujado hacia los poros de la roca por lo que dive
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Download With Free Bajo Trial Balance FIGURA 2.1 Perforación
Para llevar a cabo un proyecto de perforación Bajo Balance, es necesario dispo
Sign uplos to vote on this de equipo y personal especializado para controlar flujos detitle las formacio
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productoras durante la perforación. Sin embargo, la perforación Bajo Balance of substanciales beneficios sobre las técnicas de perforación convencionales.
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de ROP.
Incremento
en la vida de la broca.
El
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costos de fluidos de perforación.
Incremento
Reduce
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Costos – Aumento de productividad.
logro de cualquiera de estos beneficios está controlado por las propiedades
la formación objetivo y las rocas subyacentes y por las características específ del pozo a perforar.
2.2 ¿POR QUE PERFORAR BAJO BALANCE?
El mayor beneficio de la perforación Bajo Balance es que puede incrementar el V
Presente Neto del Proyecto de perforación. Este beneficio puede ser generado diversos factores:
2.2.1 Aumento en la vida de la broca
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Unlock fullen access with a perforados free trial. La vida de la broca es incrementada pozos Bajo Balance y con flu
livianos de perforación en vez de lodos convencionales. Download With Free Trial
La perforación Bajo Balance incremental la presión diferencial sobre la cara d
formación que está siendo perforada disminuyendo la resistencia aparente d Sign up to vote on this title
roca. Por lo tanto, se puede utilizar menos pesosobre broca para incrementa Usefulla Not useful
eficiencia de perforación con menos trabajo realizado por la broca en sí. Esto gen
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Al perforar una formación con baja presión y grandes gargantas de poro, fractur
cavernas, se puede originar una situación de pérdidas de circulación cuando el fl de perforación fluye hacia la formación en vez de retornar a superficie.
Las pérdidas de circulación pueden llegar a ser muy costosas debido al tie
requerido para reemplazar el fluido, químicos y aditivos perdidos antes de que pueda establecer nuevamente circulación. Al perforar Bajo Balance, se disminuyen las pérdidas de circulación debido
mínima presión diferencial entre la columna hidrostática del pozo contra la presión la formación.
Sin embargo, estas pérdidas de circulación también pueden ocurrir durant
perforación Bajo Balance ocasionadas por cambios en la geometría de las fractur de presiones. You're Reading a Preview
Unlock full a free trial. capilares algo del fluido Es también posible que debido a access las with presiones
perforación se pierda en la formación. Sin embargo, esto ocurre a tan pequ Download With Free Trial escala que este fenómeno es indetectable para los volúmenes de fluido que manejan en perforación. Sign up to vote on this title
2.2.3 Reducción de las pérdidas diferenciales
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Durante la perforación Sobre Balance de una formación permeable, la pre
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2.2.4 Reducción del daño de formación Uno de los más peligrosos daños de formación es el causado por la invasión de
o filtrado de lodo en la formación. Esto causa severas reducciones en permeabilidad en la zona vecina al pozo (Skin Damage).
Este daño puede afectar la evaluación inicial de un yacimiento comercial califica como no comercial.
Esta invasión de fluidos es causada por la presión diferencial del pozo haci
formación, que empuja el lodo dentro de los poros generando el bloque diminución de permeabilidad. You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
Durante la perforación Bajo Balance, esta presión diferencial desde el pozo hac Download With Free Trial formación es reducida o invertida, eliminando el factor de daño de formación a valor mínimo. Sign up to vote on this title
Sin embargo, algunas veces, se presentan transientes de presión sobre bala
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durante la perforación debido a conexiones de tubería o falta de control en
presiones de circulación o influjos de fluidos. Todos estos problemas se pue
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pozos Bajo Balance han vendido suficiente crudo durante su perforación para pa por el valor del pozo.
2.2.6 Reducción de costos de estimulación
Luego de perforar un pozo con métodos convencionales de Sobre Balance, se de
realizar operaciones de estimulación para reducir el daño de formación usa
generalmente métodos como la acidificación, inyección de surfactantes o fracturamiento hidráulico.
Todos estos procedimientos generan incrementos en el costo final del p
disminuyendo su rentabilidad en un intento por conectar la zona no dañada co pozo. You're Reading a Preview
Al reducir el daño de formación bajo balance, se redu Unlock fullcon accessla withperforación a free trial. considerablemente los costos de futuras estimulaciones. Download With Free Trial
2.2.7 Mejor evaluación de la formación Sign up to vote on this title
Algunas veces la perforación convencional sobre balance, oculta la presenci
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formaciones productoras debido a su baja presión y por lo tanto son clasifica como zonas de pérdida de circulación.
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restringe estos flujos y el operador tiene que esperar hasta una prueba DST o registros eléctricos para confirmar estas zonas.
También es posible medir la productividad del pozo durante la perfora
deteniendo la circulación y permitiendo que el pozo fluya para hacer las medicio necesarias.
2.3 LIMITACIONES A LA PERFORACION BAJO BALANCE Las limitaciones e impedimentos para realizar una perforación bajo balance principalmente técnicos o económicos.
Las razones para no perforar bajo balance se centran en inestabilidad de p
influjos de agua, fuegos de fondo, perforación direccional y excesiva producción hidrocarburos. You're Reading a Preview
2.3.1 Inestabilidad del PozoUnlock full access with a free trial. Download With Free Trial La inestabilidad del pozo es generada por dos factores: químicos y mecánicos.
Los factores mecánicos son incrementados durante la perforación Bajo Bala Sign up to vote on this title
debido a que la formación se somete a mayor estrés especialmente sobre la pa
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del pozo. Este estrés es liberado en forma de inestabilidad que puede termina
obstruir la tubería de perforación debido a los fragmentos de roca desprendido
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terminaría en una situación de hueco inestable. Estos fluidos necesitan diseñados para ser compatibles con la química de la roca.
2.3.2 Influjos de Agua
Los influjos de agua pueden detener la perforación bajo balance por varias razo
Cuando se perfora con un fluido gaseoso, el agua de formación puede humed
los cortes perforados, causando que estos se aglomeren y acumulen en la tuberí perforación, especialmente al tope de los collares hasta cerrar el espacio anular. La acumulación de estos cortes es comúnmente denominada “Anillo de Lodo”, el si no es detectado puede crecer hasta el punto que la tubería es atrapada o si
gas natural mezclado con aire, se generaría una explosión de fondo debid
You'reseReading incremento de presión, también puedea Preview llegar hasta el punto de fractura
formación.
Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial Paradójicamente, si se adiciona algo de agua al fluido gaseoso con el cual se
perforando, se puede cont rolar la formación de “Anillos de Lodo”, debido a que
ripios al ser cortados, son saturados de agua inmediatamente previniendo que adhieran unos a otros.
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Por esta razón, es normal pasar de una operación de perforación con aire seco a
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Los influjos de agua también pueden ser controlados por lodo aireado con
capacidad de ejercer una mayor densidad equivalente de circulación. El probl
surge cuando el agua se mezcla con el lodo cambiando la relación gas – líqu surgen problemas de como calcular adecuadamente la presión de fondo.
También, en algunos casos es posible sellar las zonas productoras de a bombeando químicos que penetran en la formación, reaccionan y la bloquean.
2.3.3 Fuegos de Fondo A fuegos de fondo es más apropiado llamarlos explosiones de fondo.
infrecuentes pero las consecuencias son espectaculares: los collares de perfora y la broca pueden ser completamente derretidos.
Para que se inicie un fuego deben existir el oxidante (aire), el combustible (Petró You're Readingpor a Preview Diesel, Gas) y la ignición (presión causada un anillo de lodo o una chispa). Unlock full access with a free trial.
Al formarse un anillo de lodo, se sigue bombeando aire que se mezcla con Download With Free Trial producido y se incrementa la presión y, por consiguiente, la temperatura hasta qu
mezcla alcanza el punto de ignición. Muchas veces el fuego se inicia y se s bombeando aire desde superficie incrementando las consecuencias.
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Los fuegos de fondo pueden ser evitados usando fluidos de perforación no oxida
(aire) y cambiándolos a gases como el gas natural o el nitrógeno. También se pu
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Estas generalmente involucran un fluido de perforación que circula con una dens equivalente menor que la presión de poro de la formación.
El fluido de perforación puede ser gaseoso, líquido o una mezcla. Si hay suficie
gas en el fluido, este será compresible. La perforación bajo balance no requier
presencia de un fluido compresible, un líquido convencional puede ser usado p obtener condiciones de Bajo Balance.
2.4.1 Fluidos de Perforación Gaseosos Probablemente el método más simple y viejo es la perforación con aire.
compresores bombean el aire hasta la Swivel y de ahí el aire es usado como fl de perforación.
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Adicionalmente, se requiere una cabeza rotatoria que provee un sello de baja pre
sobre la tubería de perforación y es colocada sobre las preventoras del taladro p evitar que el aire a gran velocidad suba a la mesa rotaria y por lo contrario, desviado hacia la línea de flujo de salida, en donde el aire y los sólidos descargados.
En el extremo de la línea de salida, se coloca una llama para quemar cualquier producido y una regadera con agua para evitar la formación de nubes de polvo.
Es posible el uso de nitrógeno, gas inerte, como fluido de perforación. Otros ga
inertes son por lo general más costosos y el nitrógeno puede ser adquirido en es criogénico o puede ser generado en locación con una unidad de membranas. Otra opción es usar gas natural como fluido de perforación. Esto puede resultar
económico que el uso del nitrógeno si el gas está disponible en el campo. Muc Reading a Preview veces el gas disponible tiene You're la presión necesaria y no son necesario compres adicionales.
Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial La presión de circulación del gas y los cortes transportados están relaciona
directamente pues el peso de estos aumenta la presión de inyección. Si la rata circulación es muy baja, los sólidos se acumularan y actuaran como un choke. Sign up to vote on this title
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Características de la perforación con fluido gaseoso:
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cortes en superficie se presentan como polvo. Es necesario instalar rociad
de agua al final de la línea de flujo.
ECD casi “0”.
BHP
0 Altos ROP
Si
la formación perforada tiene fluidos, estos serán producidos.
El
aire seco no desplaza el aire producido. En ese caso se presentan proble
de limpieza de pozo. Buen
método para refrigerar la broca, temperaturas por debajo de 0°C debido
expansión del gas. Altas El
vibraciones en la sarta de perforación.
aire seco no produce tortas de lodo.
2.4.1.1 La
Recomendaciones, perforación con fluido gaseoso
cabina de Mud logging debe siempre buscar muestras húmedas para cam
inmediatamente a perforación con niebla. Evitar
circular por mucho tiempo en un solo punto, se puede erosionar el pozo. You're Reading a Preview Si hay evidencias de problemas de limpieza de pozo, se debe incrementa Unlock full access with a free trial.
volumen de aire bombeado o cambiar a otro sistema. Si
Free Trial con niebla. hay algún influjo de agua,Download cambiar With a perforación
Se debe usar “shock sub” sobre la broca debido a las altas vibraciones.
Las
inspecciones de tubería deben ser más frecuentes que con la perforación
lodo. Brocas
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triconicas de dientes o insertos son suficientes para lograr altos ROP.
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Descripción
Densidad(ppg)
Gas
0.01 - 0.1
Niebla
0.1 - 0.3
Espuma
0.3 - 3.54 / 3.5 - 6.95
con contrapresión
Fluido You're Reading 4.0 - 6.95 a Preview gasificado Unlock full access with a free trial. Download With Free Trial
Líquido
6.95 - 19.0 Sign up to vote on this title
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Ya que el líquido se encuentra disperso en pequeñas gotas, no afecta la reología
gas. Sin embargo, estas gotas si incrementan la presión de circulación del gas una manera análoga a la presencia de cortes en el espacio anular.
2.4.3.1
Características
Se aplica cuando las muestras recolectadas aparecen húmedas durant perforación con solo gas.
Se
requiere 20% o 30% de volumen adicional de gas.
Usado
en formaciones duras y abrasivas con influjos de agua.
Presenta
altas velocidades anulares, erosiona el pozo.
Puede manejar influjos de agua grandes hasta de 450 BBl/Hr. @ 1000’ .
Componentes:
Aire:
You'redel Reading Preview Depende del tamaño pozo ya profundidad.
Agua:
10 – 15 BPH.
Unlock full access with a free trial.
3-5 GPH. Download With Free Trial Inhibidor corrosión 0.5 – 2.0 GPH.
Surfactante (jabón):
El
tiempo de fondos arriba es corto.
Se No
necesita una bomba triplex pequeña para bombear el agua. (7 - 15 GPM). Sign up to vote on this title
necesita rociadores en superficie para controlar polvo pues las mues Not useful Useful el
salen secas.
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el pozo no es limpiado correctamente, se debe incrementar el volumen de
incrementar la concentración de jabón y agua. De lo contrario se debe cambi otro sistema que requiera menos aire como espuma o un fluido gasificado. Monitorear
constantemente la corrosión de la tubería.
2.4.4 Espuma
Para la perforación con niebla, la fase continua es el gas, en el caso de la espum fase continua pasa a ser el líquido con burbujas de gas dispersas donde líquido y
se mueven juntas a una misma velocidad. El líquido usado en las espumas es sim
al de la niebla y se inyecta a la corriente de gas dando un volumen en fracción ±2.5 a ±25 por ciento.
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dadas. Por ejemplo, una espuma con calidad de 90% es 90% gas y 10% líquido
textura describe la estructura de las burbujas dentro de la espuma. Una espuma
tiene pequeñas burbujas de gas, mientras que una espuma dispersa tiene gran burbujas.
Las espumas tienen una alta viscosidad, permitiendo una excelente capacidad
transporte de cortes. La reología es controlada por la fracción de volumen de líq a una presión determinada.
La viscosidad de las espumas ha sido estimada desde 115 cP a una fracción
líquido de 2.5 por ciento, hasta 35 cP, a una fracción de líquido de 25 por ciento
algunas circunstancias se pueden adicionar viscosificantes al fluido inyec formando una espuma rígida (“Stiff Foam”).
Para que los cortes sean eficientemente removidos del pozo, la espuma d You're Reading a Preview hasta que es descargada p mantener sus condiciones de estabilidad y estructura
Unlock full access with a free línea de superficie. Uno de los inconvenientes estrial. la vida media de la espuma
superficie que puede ser considerable y su tratamiento costoso debido a la cant Download With Free Trial de químico necesario para tratarla.
2.4.4.1
Características
Usada
cuando el volumen de aire no es suficiente para perforar con aire o ni Not useful Useful
en huecos grandes como de 26” y 17.5”
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espuma Rígida tiene pequeñas burbujas que no se rompen bajo alta presió
temperatura. Si
la espuma se rompe en el anular, la limpieza de pozo pierde toda eficiencia.
Componentes de la Espuma Rígida. Volumen Agua:
de aire: Depende del tamaño del pozo y de la profundidad.
20 – 50 GPM dependiendo del tamaño del pozo.
Espumante: Inhibidor
1% en volumen del agua bombeada.
de corrosión: 0.1% en volumen del agua bombeada.
Polímero:
Es usado para darle rigidez a la espuma, se adiciona 0.1% en volu
del agua en el tanque de succión. Rompedor
de Espuma: Es adicionado al final de la línea de retorno o directame
a la piscina.
Limitaciones de la espuma You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
Es recomendable detener el sistema si se inicia la producción de gas, ya que est Download With Free Trial entrampa en las burbujas y luego es liberado en la piscina cuando la espuma rompe.
2.4.5 Fluidos Gasificados
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Una vez que la fracción de líquido exceda el 25% en volumen, la estructura d
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Para bombear la fase líquida, se utilizan las bombas de lodo y el fluido se mezcla
la fase en el “stand pipe” con la parte gaseosa que es suministrada por compreso adecuados para inyección de gas a alta presión.
Los retornos son desviados primero a un separador gas – liquido, el ga
direccionado a un quemador y el líquido pasa al sistema convencional de tratamie y remoción de sólidos. Si existe producción de hidrocarburos, se pueden usar equipos adicionales separar el crudo del fluido de perforación.
2.4.5.1 La
Características
densidad de la mezcla depende de la relación de volúmenes bombeados
gas y líquido. Más gas bombeado baja la densidad. La
Readinges a Preview Densidad Equivalente deYou're Circulación menor que la densidad de solo la
líquida.
Unlock full access with a free trial.
Las
velocidades anulares son bajas cerca a la broca y altas cerca de super Download With Free Trial debido a la expansión del gas en el fluido.
Es
usado comúnmente para perforar zonas de interés o yacimientos con pre
normal o depletados para eliminar el factor de daño.
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Se
tiene un mejor control de la densidad equivalente circulación Not useful que con o Usefulde
sistemas, se pueden controlar rápidamente grandes influjos de aceite o agua.
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Se producen todos los fluidos de la formación. Se requiere eq
especializado para controlar laYou're producción y amanejar Reading Previewlas presiones en superficie. Unlock full access with a free trial.
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Sign up to votelodo on thisaereado title FIGURA 2.4 Perforación cerca de balance con
2.5
DISEÑO DE POZO
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Tiene restricciones en el uso de herramientas de perforación direccional que util
un fluido de perforación no compresible para transmitir la información a superficie
Este sistema es similar a la perforación convencional en donde se usa un sistem lodo convencional y un inyector de aire, nitrógeno o gas natural en el “Stand
Este sistema requiere solo cambios mínimos en el diseño del pozo con énfasis e
capacidad y presión de los compresores de gas, el equipo de control de pre
necesario como el cabezal rotatorio, un separador de dos fases para evacua fluido gaseoso inyectado y el gas producido por la formación perforada.
Si el objetivo de la perforación Bajo Balance es solo la zona productora y el cr
producido es minimizado, es posible perforarla exitosamente con un costo mín para el equipo de perforación Bajo Balance.
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2.5.2 Tubería Parásita
Es posible generar el fluido aireado en el fondo del pozo en vez de hacerlo
superficie. Una de las técnicas para lograrlo es colocar una tubería parásita
pequeño diámetro que es conectada al zapato del revestimiento inmediatam superior a la zona de interés.
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Presenta desventajas desde el punto de vista operacional, debido a la dificultad
manejar en la mesa rotaria el revestimiento y la pequeña tubería al tiempo usa herramientas modificadas.
2.5.3 Tubería Concéntrica
Es también posible aliviar la columna hidrostática en el espacio anular bombea
un fluido gaseoso por un revestimiento concéntrico no cementado y que puede retirado una vez terminada la operación.
Resuelve los problemas técnicos que se presentan al correr una tubería parásita
pueden utilizar herramientas de perforación convencionales con pequeños ajus
pero reduce el diámetro del pozo a trabajar debido a una tubería adicional que d
ser corrida en el pozo. Se debe prestar atención especial al factor de limpieza
pozo debido a los amplios espacios anulares que se presentan por debajo d You're Reading a Preview tubería concéntrica. Unlock full access with a free trial.
2.5.4 Sistemas de Superficie
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La principal diferencia entre las operaciones de perforación convencionales perforación Bajo Balance es el equipo adicional de superficie requerido Sign up to vote on this title
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La función principal de este equipo es desviar el flujo de los hidrocarburos produc junto con el fluido de perforació lejos de la
rotaria y separar de
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Se requiere un equipo para sellar el pozo con la tubería rotando denominado cab
rotatorio o preventor anular rotatorio, el cual debe ser capaz de mantener la pre que ejerce el estrangulador en el pozo mientras la tubería está en movimiento.
Esta técnica provee la flexibilidad para controlar la presión del pozo, factor que
muy importante, durante la perforación de arenas poco consolidadas o formacio muy productivas, en donde es necesario restringir la presión diferencial de balance a unos pocos cientos de PSI.
Luego del estrangulador, el sistema se puede diferenciar en abierto o cerr dependiendo del equipo de separación sea abierto o no a la atmósfera.
2.5.5 Sistema Abierto (TAS)
El sistema abierto es más comúnmente usado en la mayoría de aplicaciones
You're se Reading a Preview perforación Bajo Balance. También denomina Texas Atmospheric System (TA
Unlock access with ayfree trial. es el método más económico defullproducir separar hidrocarburos mientras
perfora.
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El fluido de perforación preferido es la salmuera o el agua producida debido a facilidades de separación del crudo para su posterior venta.
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Una vez el flujo pasa por el estrangulador, se inyectan los químicos para controla espuma y las emulsiones para pasar a un separador de gas que envía el
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FIGURA 2.7 Sistema abierto para perforación con flujo de hidrocarburos You're Reading a Preview
Unlock full access with a free trial. La mezcla de crudo y aceite pasa a un sistema de tanques de separa
denominado “Skimmer system” en donde el crudo es separado de la salmuera y Download With Free Trial sólidos por decantación en diferentes compartimentos. La salmuera es recirculad
los tanques del taladro para ser bombeada nuevamente al pozo mientras que sólidos son removidos usando equipos convencionales control sólidos. Sign upde to vote on thisde title
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Se debe realizar una prueba de emulsificantes en la mezcla sal muera – aceite
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Existen otros sistemas para separar el crudo y los sólidos pero el rango de precio mucho mayor, lo que no justifica su utilización.
2.5.6 Sistemas Cerrados
La complejidad de los sistemas de superficie está influenciada por el tipo de fluido
perforación utilizado y la naturaleza y cantidad de los fluidos hallados en formaciones perforadas.
Para perforar con solo aire en una formación que contiene un poco de gas, es solo necesario instalar una línea de retorno con un quemador sobre la piscina.
Perforar en un yacimiento con baja relación gas aceite es adecuado trabajar con sistema de tanques de separación (Skimmer tanks) abiertos. En el otro extremo, un sistema cerrado cona Preview separador de 3 o 4 fases, usado You're Reading
salmuera nitrificada tiene que Unlock manejar cortes perforación, aceite y gas produci full access withde a free trial.
fluido de perforación, nitrógeno y posiblemente H 2S. Dichos sistemas permiten q Download With Free Trial aceite sea recolectado para almacenamiento, el gas quemado y la salm recirculada al sistema de perforación. Sign up to vote on this title
Los sistemas de separadores cerrados no son usados normalmente y no se usan
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fluidos con aire para eliminar los peligros de explosión.
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El sistema cerrado puede llegar a costar de dos a cuatro veces más que el sist
abierto debido a los requerimientos por equipo especializado y personal p operarlo.
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FIGURA 2.7 Sistema Cerrado 2.6 Equipos
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2.6.1 Compresores
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Compresor de Aire, MI Air Drilling
2.6.2 Unidades de Nitrógeno 2.6.2.1
Unidades Criogénicas
El nitrógeno es utilizado ampliamente para operaciones de completamient
estimulación de pozos. Para esas aplicaciones, el nitrógeno líquido es transpor
en tanques criogénicos para ser bombeado por una bomba de desplazami You're Reading a Preview positivo a través de un intercambiador de calor, donde la alta temperatura de Unlock full access with a free trial.
gases de escape del motor es usada para evaporar el nitrógeno líquido. El uso
Download With Free Trial esta tecnología en operaciones en perforación bajo balance es generalmente cos
debido a las altas ratas de inyección requeridas.
2.6.2.2
Filtros de Membranas
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Es posible obtener Nitrógeno de manera más económica en la locación por medio
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la unidad está diseñada para producir 1,500 pies cúbicos de nitrógeno por min (CFM), esta debe ser alimentada con 3,000 CFM de aire.
Debido a que estas unidades trabajan a baja presión, se conectan generalm entre los compresores primarios y el booster.
2.6.3 Preventoras
En perforación bajo balance, se utiliza el mismo ensamblaje de preventoras co
única diferencia de la adición de una cabeza rotatoria o una preventora an
rotatoria en la parte superior. Se prefieren los sistemas de 3 preventoras “RAM una anular.
2.6.4 Cabezas rotatorias La cabeza rotatoria es un elemento adicional colocado en la parte superior You're Reading a Preview
preventoras para desviar el flujo pozowith hacia Unlockdel full access a free la trial.línea de salida, “Blooie Lin hacia el choke manifold.
Download With Free Trial
Existen dos tipos de desviadores: las cabezas rotatorias, diseñadas para trabajo
alta o baja presión en donde un elemento de caucho sella contra la tubería gracia Sign up to vote on this title
diseño en forma de cono que utiliza la presión en el anular para aprisionar la go
contra la tubería.
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Cabeza Rotatoria
2.6.5 Chokes y manifolds
El Choke Manifold se utiliza en operaciones de perforación bajo balance con flujo You're Reading a Preview hidrocarburos y gas en superficie; este equipo es necesario para mantener
Unlockcontra full access with a freeconstante trial. operación segura ejerciendo una presión de los fluidos de reto
De esta manera, se controlan los influjos de los fluidos de la formación haci Download With Free Trial espacio anular y se mantiene la estabilidad del pozo. El choke manifold debe
diseñado de manera redundante con dos chokes y uniones con bridas para po realizar reemplazos rápidos en caso de falla.
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El choke es para uso exclusivo en operaciones con lodo gasificado o espuma do
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Choke Manifold
2.6.6 Separadores de gas/Lodo
Se necesita implementar un separador de gas con base ajustable en altura You're Reading a Preview remover el gas atrapado en los fluidos que retornan del pozo y al mismo tiem Unlock full access with a free trial.
amortigüe la fuerza del fluido gasificado antes que alcance las shakers. Otra de Download Freede Trial funciones del separador es evitar que laWith bomba lodo resulte inyectando fluido
aire lo cual tiene consecuencias dañinas sobre los equipos del taladro. El Separa
debe estar diseñado para manejar adecuadamente los picos de producción de g de líquido.
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2.6.7 Skimmers
El sistema de skimmers, es utilizado en la perforación bajo balance abierta, en do se utilizan dos o tres tanques para separar los sólidos, el fluido de perforación crudo. En el primer tanque se encuentra un pequeño separador de gas utilizado retirar los remanentes gaseosos de la corriente de entrada. El flujo entra en
primer tanque en donde los sólidos son sedimentados para luego ser retirados proceso de separación entre el crudo y el lodo se inicia en este tanque también
el uso de separadores ajustables. El lodo pasa al segundo tanque en donde
realiza una limpieza adicional para retornarlo al sistema de lodos del taladro. El cr
pasa al último tanque para luego ser bombeado a los tanques de almacenamiento
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expulsados en forma de polvo que debe ser controlado instalando unas regaderas agua al final de la línea.
2.7 PLANEACION DEL POZO
La parte más importante durante la planeación de un pozo a perforar Bajo Bala es la SELECCION DEL CANDIDATO.
El primer paso en la selección de un candidato es clasificar la operación dentro
una categoría de operaciones basado en la cantidad de información disponible categorías son: Pozos
Exploratorios
Pozos
de Avanzada
Pozos
de Desarrollo
Pozos
de reentrada
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Los pozos exploratorios presentan el más alto riesgo debido a la incertidum Download With Free Trial geológica, sin información de datos de presión de poro y estabilidad del pozo e
otras. Por esto son clasificados como malos candidatos para perforación B
Balance. Sin embargo, no deben ser descartados de plano como candidatos, algu Sign up to vote on this title
secciones del pozo pueden ser ya conocidas o se cuenta con la suficie Useful Not useful información para realizar una operación Bajo Balance.
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2.7.1 Criterios de Selección
Si se aplican tecnologías de perforación bajo balance al proyecto no adecuado puede ocasionar una o varias de las siguientes consecuencias: Costos
adicionales en perforación.
Riesgo
a vidas humanas.
Riesgo
al medio ambiente.
Una vez que el pozo haya sido identificado para ser un candidato a perforar B
Balance, cada aspecto del plan del pozo y el programa de perforación tiene que revisado. Los aspectos a tener en cuenta son: Características Perforación
del Yacimientos You're Reading a Preview
de un nuevo pozo o full reentrada. Unlock access with a free trial.
Modelamiento
del flujo
Selección
Download With Free Trial del fluido de perforación y gasificación.
Selección
del método de inyección de gas. Sign up to vote on this title
2.8 SEGURIDAD EN PERFORACION BAJO BALANCE Useful Not useful
La perforación Bajo Balance difiere de la perforación convencional en que los flu
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Los procedimientos de seguridad requeridos durante la perforación Bajo Balance
centran en el control de los riesgos de explosión e inflamabilidad de los hidrocarb y los procesos necesarios para disponer estos líquidos y gases adecuadamente.
El crudo o el condensado producido, es generalmente enviado a facilidades almacenamiento mientras que el gas es quemado.
2.8.1 Operaciones con gas Sulfuro de Hidrogeno
El sulfuro de hidrógeno (H2S) es extremadamente venenoso y puede estar pres en los vapores de los hidrocarburos líquidos o como gas libre.
Es particularmente peligroso debido a que primero ataca el sistema nerv
haciendo que la persona pierda el sentido del olfato para luego ocasionar la muer Adicionalmente el gas ataca You're los aceros con alto contenido de carbón volvién Reading a Preview frágiles hasta su fatiga.
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Download With Free Trial Si un operador planea realizar operaciones de perforación Bajo Balance en un á
con alto contenido de H2S o en un área remota no probada previamente, se de tomar precauciones especiales:
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Proveer
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la información necesaria de las operaciones y los riesgos.
Entrenamiento
adecuado
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Al manejar grandes cantidades de gas durante la perforación Bajo Balance, se d
diseñar líneas para los quemadores del tamaño adecuado y en la posición corr con encendedores automáticos y teniendo en cuenta la dirección del viento.
Dependiendo de las restricciones en la locación, el diseño de la altura del quema
de gas debe ser ajustado para un óptimo desempeño y deben ser adecuadam anclados.
2.8.3 Separación y almacenamiento
Para evitar un incendio o explosión, los sistemas de separación y almacenamient
hidrocarburos, deben ser diseñados teniendo en cuenta las condiciones de vie
volumen a almacenar, conexiones múltiples adecuadas para carga y transferencia
2.8.4 Interacción con las facilidades existentes. You're Reading a Preview
Si existen facilidades cerca Unlock del área de with operaciones de Bajo Balance, se d full access a free trial. examinar una posible interface para reducir costos y simplificar las operaciones. Download With Free Trial Las facilidades existentes pueden simplificar tareas como: Sign up to vote on this title
Uso
de gas natural para perforación.
Uso
de facilidades para tratamiento, separación y transferencia de crudo.
Uso
del gas producido.
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Alarmas
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de emergencia.
Entrenamiento Introducción
del personal, incluye
a las operaciones
Entrenamiento
en lenguaje básico (si es necesario)
Procedimientos Indumentaria
de seguridad.
Es necesario un entrenamiento del personal en las operaciones Bajo Balance
forma detallada y escrita. Se debe hacer redundancia en puestos críticos de co
como en los operadores del “Choke Manifold” para evi tar emergencias qu generan muy rápido.
El ingreso y egreso de la locación debe ser controlado durante las operaciones
deben definir vías de escape principales y alternas en caso de cambios en el vien bloqueo de las principales.
You're Reading a Preview
Unlock full access with a free Se deben colocar estratégicamente detectores de trial. gas e incendio junto con el eq
de extinción de fuegos en el taladro y en la locación. Download With Free Trial
2.8.6 Fuegos de fondo Sign up to vote on this title
Se deben tomar las precauciones necesarias al perforar en relación con Not useful Useful con aire mezclas que se pueden tornar explosivas en el fondo del pozo al encon
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El costo del ahorro al usar gas natural como fluido de perforación debe ser inve en la aplicación de las normas de seguridad.
2.8.8 Flujo en reversa
Para prevenir el flujo en reversa por la tubería de perforación debido al diferencia
presiones, se deben instalar válvulas cheque. Algunas de ellas cuentan con mecanismo para aliviar la presión para poder realizar las conexiones de tubería.
Es también recomendable usar varias de estas válvulas para reducir los tiempos conexión.
2.8.9 Procedimientos de control de pozo
Las prácticas convencionales de control de pozos son basadas en mantene
presión de fondo mayor que You're la presión de aporo de las formaciones expuestas. Reading Preview
descontrol del pozo ocurre cuando inadvertidamente Unlock full access with a free trial. el la presión de poro sube
encima de la presión del pozo haciendo que los fluidos de la formación ocupe Download With Free Trial espacio anular. El control del pozo entonces se realiza estudiando los métodos p
evitar estos descontroles, como detectarlos y procedimientos para detener operaciones de perforación y desplazar los fluidos de la formación del pozo. Sign up to vote on this title
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Las operaciones de perforación Bajo Balance, dejan fluir los fluidos de la forma
intencionalmente. Para esto, se han desarrollado equipos especializados de co
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Establecer Las
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procedimientos de operación y prueba para los equipos.
operaciones deben suspenderse si las presiones exceden los máximos lím
establecidos. Durante la perforación bajo balance, se debe hacer especial énf
en el manejo de las presiones durante perforación, viajes así como detec temprana de descontroles del pozo. Durante
la perforación Bajo Balance, se presentan fallas en las BOP. La ú
forma de controlas estas fallas es el desarrollo de procedimientos de prue
realizando diagramas que muestren todas las partes con instrucciones detalla
para probar cada una de las partes cuando sean instaladas, reinstaladas, una por semana y luego de cada reparación. Inspeccionar
y Monitorear regularmente el equipo de superficie como sensore
gas, separadores de gas – lodo, cabezal rotatorio, el elemento del cab rotatorio y el equipo de seguridad. Detener
la perforación Bajo Balance si se detecta H2S.
Inspeccionar
diariamente los separadores de lodo – gas o más frecuentement You're Reading a Preview áreas donde el ROP sea alto.
Inspeccionar Chequear
Unlock full access with a free trial.
el elemento del cabezal rotatorio varias veces al día.
Download With Free Trial la alineación del cabezal rotatorio con la mesa rotaria.
Desarrollar
los planes de contingencia.
2.9 MEDIO AMBIENTE
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2.9.1 Contaminación de la tierra y el agua
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La quema de hidrocarburos, especialmente de crudo puede ser un probl ambiental si se exceden los límites de emisión para una locación determinada.
También las nubes de polvo durante la perforación con aire presentan proble
ambientales que pueden ser reducidos instalando rociadores de agua a la salida la línea de retorno.
La perforación con espuma puede ser un problema si no se cuenta con facilidades adecuadas para tratarla debido a que puede tener una larga vida.
2.9.3 Disposición de aguas producidas
El agua producida también puede generar problemas ambientales. Se debe te
una política clara de disposición de agua que está regulada por los permisos loc
y los costos asociados a este tratamiento o disposición. Las opciones de disposi son:
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
Disposición de agua en sistemas superficiales de drenaje. Esta opción
Download With Free Trial bastante regulada y depende de las características requeridas del agua para po
ser drenada de esta forma. Sign up to vote on this title
la reinyección en un p Reinyección. También sujeto a las regulaciones locales, Useful Not useful
vecino puede ser una gran ventaja durante la perforación de pozos superficiales
formación con recarga activa del acuífero, teniendo en cuenta evitar contam
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Cualquier contaminación generada durante la perforación debe ser responsabil
de la industria petrolera por lo que el operador debe conocer cuál es la regula ambiental del área.
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3.1 CONCLUSIONES
Debido a que la perforación bajo balance implica trabajar en un pozo vivo requiere un análisis de riesgos operacionales a lo largo de todo el proceso
No se debe olvidar la rueda motriz del negocio detrás de la tecnología. Si beneficios no pueden ser alcanzados, entonces se debe revisar el proyecto.
Los costos de la perforación bajo balance varían mucho dependiendo del yacimie
y la sofisticación requerida en el equipo de separación de superficie y en el siste
de adquisición de datos. Los fluidos del yacimiento dictaminan el equipo
separación requerido, y la presión del yacimiento dicta la necesidad de un equipo control depresión además de la necesidad de una inyección de gas. El lugar
número de pozos que serán perforados dictaminarán hasta cierto grado los costo movilización. You're Reading a Preview
3.2 RECOMENDACIONES
Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial En el futuro de la perforación bajo balance verá un aumento significativo e
automatización y una reducción resultante en la cantidad de personal requerid cual requerirá que contemos con nuevos proveedores
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