PROBLEMAS ATRAVESADOS DURANTE LA ETAPA DE PERFORACION DE UN POZO PETROLERO APRISIONAMIENTO DE LA SARTA DE PERFORACION Hueco apretado Se presenta cuando fuerzas externas de hueco abajo registren el movimiento de la sarta de perforación a niveles superiores o inferiores de las condiciones operativas normales; este fenómeno, es señal de advertencia común de un posible aprisionamiento. Pega de tubería (aprisionamiento) Definición.- son cuando operaciones planeadas se suspenden al existir fuerzas de agujero abierto abajo (hueco abajo), no permitiendo el movimiento de la sarta de perforación para ningún lado (hacia arriba o hacia abajo). Mecanismos.- dentro de los mecanismos existentes de pegas de tubería podemos enunciar tres tipos: 1. Hueco empaquetado 2. Pega (aprisionamiento) por presión diferencial 3. Pega (aprisionamiento) debido a la geometría del pozo 1.- hueco empaquetado.- dentro de los problemas pr esentados por causas de empaquetamiento podemos citar dos clases: 1.1. empaquetamiento del pozo 1.2. puenteo del hueco 1.1. empaquetamiento del pozo.- se refiere principalmente a todos los solidos de formación (recortes y derrumbes) q se van perforando a medida q se profundiza el pozo, causados por las malas condiciones de limpieza; los mismos, van asentándose alrededor de la sarta de perforación, provocando el posible aprisionamiento. Causas.- dentro de las causas mas importantes par a q se produzca un aprisionamiento (stuck pipe) por causa de empaquetamiento podemos citar:
1.1.1.
1.1.1.
Recortes asentados
1.1.2.
Inestabilidad de las lutitas
1.1.3.
Formaciones no consolidadas
1.1.4.
Cemento blando
Recortes asentados
Causas.- dentro de las causas fundamentales para q se presente estos fenómenos podemos citar las sgtes.:
Velocidad de penetración: determina el volumen de los recortes q debemos recuperar en superficie.
Estabilidad de las paredes del pozo: cuando tenemos inestabilidad de las paredes del pozo este volumen se adiciona a los nuevos perforados.
Velocidad anular: indica la capacidad de transportamiento de los recortes a superficie.
Reologia de lodo: determina la capacidad del fluido de perforación para transportar y mantener en suspensión los recortes perforados.
Tiempo de circulación.- es el tiempo q deberían tardar los recortes perforados en llegar a superficie.
Angulo del pozo.- a mayor angulo de desviación menor capacidad de limpieza.
1.1.1.1. Recortes asentados para pozos con desviación menores a 35 grados Causas.- ocurre cuando los nuevos recortes perforados no son transportados fuera del pozo, debido a dos causantes fundamentales:
Baja velocidad anular
Malas condiciones o propiedades del fluido de perforación. (cuando se quita la circulación parando las bombas de lodo, los recortes se precipitan provocando un posible empaquetamiento).
Advertencias:
Cuando tenemos la combinación de: alta rata de penetración, baja caudal de bombeo o cuando no damos ningún tiempo de circulación antes de las conexiones o agregados de pieza.
Cuando se presenta durante la perforación incrementos del torque, arrastres al repasar intervalo perforado o durante el agregado de barra o incrementos de la presión de circulación.
Sobre tensión al sacar las cuñas, incremento de la presión para romper circulación y relleno en el fondo pozo.
Cuando ocurre? (Indicaciones)
Cuando se realiza una conexión o agregado de barra para continuar con la perforación y continuar sacando herramienta.
Durante los viajes (sacada y bajada de herramienta)
Se presenta circulación restringida o imposible poder circular.
Acciones Preventivas
Controlar la penetración y en lo posible imponer máxima velocidad anular recomendado para el diámetro de hueco perforado.
Mantener propiedades del fluido de perforación apropiados (punto cedente y gel)
Circular de 5 a 10 minutos antes de realizar conexión de barra durante durante la perforación.
Antes de cada maniobra de sacada de la sarta de perforación limpiar el pozo por lo menos el retorno de la ultima muestra perforada.
Primeras acciones a tomar:
Aplicar al principio baja presión de bomba (200 a 400PSI)
Aplique torque y trabaje con tijera martillando hacia abajo con máxima carga de viaje.
Si permite circulación, circule hasta q el pozo este limpio para evitar remanente de derrumbe.
1.1.1.2. Recortes asentados para pozos con desviación mayores a 35 grados Causas
La mayoría de recortes de perforación se asientan en el lado del pozo formando una cama de recortes.
El asentamiento de recortes van incrementando y se van deslizando hacia debajo del pozo empaquetando la sarta de perforación.
Cuando se realiza la maniobra de sacada de la herramienta, la cama de recortes asentados son arrastrados hacia arriba llegando hasta el arreglo de fondo, llegando a empaquetar la sarta de perforación.
Advertencias
Ocurre principalmente en pozos con desviación mayor a 35 grados.
Cuando se utiliza en la perforación motor de fondo.
Alta rata de penetración, caudales de bombeo inadecuados e incrementos del torque y arrastres.
Incremento en la presión de bomba.
Cuando ocurre? (Indicaciones)
Probablemente mientras se realiza maniobra de sacada de herramienta o posible mientras se perfora.
Se observa incrementos en el peso de la herramienta (sobre tensión), durante los viajes.
Presiones de circulación restringidas o imposibles.
Acciones preventivas
Registrar los indicadores de tendencia de limpieza inadecuada del pozo.
Controlar rata de penetración, optimas propiedades del fluido de perforación, circular en lo posible a máxima caudal recomendado para el diámetro de hueco y maximizar la rotación de la sarta de perforación.
Circular minimamente el retorno de la ultima muestra de formación perforada y estableces limites en la sobre tensión.
Utilizar baches de limpieza con alto punto cedente y de alta densidad.
Primeras acciones a tomar
Aplicar baja presión de bomba (100 a 400PSI)
Aplicar torque con precaucion y trabajar con tijera martillando haci a abajo con maxiam carga de viaje.
Si permite circulación, circule hasta q el pozo este limpio para evitar remanente de derrumbe.
Conclusiones para prevenir un aprisionamiento por empaquetamiento:
Mantener las propiedades del fluido de perforación requeridas para las condiciones presentadas durante la perforación.
Circular al máximo caudal recomendado para el diámetro del pozo perforado.
Tener mucho cuidado en la velocidad anular del fluido de perforación cuando se diseña la hidráulica para pozos mayores a 12 ¼ de pulgadas. En lo posible considerar la prueba de arroz cuando se perfora pozos de diámetro igual o menores a 8 ½ pulgadas.
No se debe permitir q la rata de avance exceda la capacidad de limpieza del pozo.
Registrar todas las tendencias por mas minimas q sean del torque y arrastre para comprobar limpieza inadecuada del pozo.
Considerar un viaje de limpieza después de perforar una sección larga con motor de fondo.
Limpiar el pozo con el máximo caudal permisible durante el máximo tiempo posible (5 a 10 minutos) antes de realizar la conexión o agregado de barra y si es posible darle rotación máxima a la sarta de perforación.
Maximizar el movimiento de la sarta de perforación cuando se circula para limpiar el pozo, utilizar la máxima rotación permisible o q sea practica, levantar la herramienta lentamente (5 min/tiro) y bajarla a una velocidad rápida pero segura (1min/tiro).
Considerar bombear baches de limpieza con alto punto cedente y alta densidad para pozos con desviación mayor a 35 grados.
No parar la circulación hasta q todo el bache salga a la superficie.
Circular hasta q el pozo este limpio (observar zarandas), si el bache lleva consigo recortes excesivos, continuar limpiando el pozo.
1.1.2.
Inestabilidad de las lutitas
Ocurre cuando las formaciones de las lutitas se vuelven inestables, estas se rompen y caen dentro del pozo. 1.1.2.1. Lutitas reactivas Causas
Formaciones lutititas perforados con fluidos de perforación base agua con poco o nada de inhibidores.
Las lutitas absorben el agua del fluido de perforación logrando hidratarse produciendo luego un efecto de hinchamiento dentro de las paredes del pozo.
En muchos casos la reacción q pueden tener las lutitas dependen en gran manera del tiempo de exposición.
Cuando ocurre? (Indicaciones)
Por lo general ocurren fundamentalmente cuando se procede a sacar la herramienta del pozo o en algunos casos cuando se esta perforando
Circulación restringida o en algunos casos imposible de circular.
Precauciones
Hay q tener muy en cuenta los valores de viscosidad embudo, viscosidad plástica, punto cedente e incremento del contenido de solidos.
Incremento del torque y arrastres en las conexiones de barra.
Incremento en la presión de circulación.
Recortes suaves y redondeados observados en zarandas.
Embotamiento de los estabilizadores y trepano.
Acciones preventivas
Cuando se perfora este tipo de formación (lutitas) utilizar lodos inhibidos.
Mantener las propiedades del lodo según programa para atravesar lutitas.
Planear viajes de limpieza.
Minimizar tiempo de exposición del pozo.
Primeras acciones a tomar.
Aplicar baja presión de bomba (200 a 400PSI)
Si se esta sacando herramienta, terquear hacia arriba y trabajar con tijera martillando con máxima carga hacia abajo.
Si se esta bajando herramienta, trabajar con tijera martillando hacia arriba con carga máxima y nunca aplicar torque. Salvo q se quiera realizar un desenrosque mecanico.
1.1.2.2. Lutitas geopresurizadas Causas
La perforación de formaciones lutititas con densidad de fluido de perforación mas bajas q las presiones de formación (densidad insuficiente) causan inestabilidad de las paredes del agujero abierto.
Lutitas presurizadas se fracturan y caen dentro del pozo obstruyendo la circulación del lodo.
Advertencias
Ocurren mientras se perfora formaciones peliticas (lutita, arcilla, etc), y principalmente durante los viajes cuando deja de actuar la densidad equivalente de circulación.
Las tendencias del Mud Logger indican tendencias de incremento en la presión de formación.
Incrementos de la rata de penetración cuando se perfora por primera vez.
Incrementos del torque y arrastre durante los agregados de barra.
Posible incremento de gas de fondo y de conexión.
Circulación restringida o imposible.
Acciones preventivas
Revisar densidad del fluido de perforación antes de entrar a perforar formaciones lutititas conocidas.
Incrementar lentamente la densidad del lodo hasta confirmar estabilización de lutitas.
Durante los viajes de agregado de barra o para cambio de trepano o BHA, minimizar las presiones de suabeo y surgencia.
Minimizar los tiempos de exposición de agujero abierto.
Primeras acciones a tomar
Aplicar baja presión de bomba.
Maniobrar herramienta con torque y martillar hacia abajo con máxima carga de viaje.
1.1.2.3. Lutitas hidropresurizadas Causas
Con el tiempo la presión de poros de lutitas se carga con el sobrebalance.
Movimientos bruscos de la sarta de perforación, y presiones de surgencia rompen a las lutitas inestables.
Las lutitas caen dentro del pozo y restringen el movimiento de la sarta.
Advertencias
Ocurre cuando se baja la densidad del fluido de perforación.
Se presentan incrementos del torque y del arrastre durante los viajes.
Presencia de derrumbes recuperados por zarandas.
Posibilidad de formarse puentes en agujero abierto o taponamiento completo.
Acciones preventivas
En lo posible perforar las lutitas con lodo base aceite, sintéticos o glicol.
Si fuera muy necesaria la reducción de la densidad del lodo, realizarlo de forma muy gradualmente.
Minimizar las presiones de surgencia en el pozo.
Primeras acciones
Aplicar baja presión de bombas (200 a 400PSI)
Maniobrar con torque y martillar con tijera hacia abajo con máxima carga de viaje.
Circular a caudal máximo permisible una vez se haya restituido circulación.
Conclusiones para prevenir un aprisionamiento por inestabilidad de las lutitas
Considerar todo tipo de información de pozos aledaños.
Incrementar la densidad del lodo de acuerdo al angulo y profundidad vertical para mantener estable las paredes del pozo. Para pozos exploratorios correlacionar los valores estimados de la presión de formación, de ser necesario el incremento del peso del lodo realizarlo cuidadosamente hasta q los síntomas de anomalías no se observen.
En lo posible incrementar el peso del lodo muy lentamente hasta lograr una densidad deseada para la profundidad dada; lo cual, mantendrá un sobrebalance sobre las lutitas hidrostáticamente sencibles.
Evitar reducir la velocidad del lodo después de mas de un dia de expuesto el pozo en lutitas hidrostáticamente sensibles, de ser muy necesario la reducción de la densidad realizarlo gradualmente durante un lapso de tiempo igual al tiempo de exposición.
Revisar constamente las tendencias de volumen y forma de los recortes recuperados por zaranda.
Mantener las propiedades reologicas del lodo de acuerdo a las características de la formación atravesada o bombear baches viscosos de limpieza durante la perforación.
Una vez llegado a la profundidad de viaje, circular hasta observar zarandas limpias.
Minimizar el tiempo de exposición de agujero abierto.
Tener un plan de contingencia para proteger el pozo (entubando)
1.1.3.
Formaciones no consolidadas
Causas
Cuando hay poco o nada de retorta de filtrado.
Formaciones sin matriz (cemento) como las arenas, gravillas, no pueden ser soportadas por el sobre balance hidrostático.
Advertencias
Puede ocurrir mientras se perfora o cuando se ha atravesado la formación.
Posibles perdidas fugaces de lodo (al momento de atravesar la formación).
Incrementos del torque rotatorio y atravez en los agregados o viajes, fluctuaciones en la presión de circulación.
Relleno en fondo pozo en conexiones y viajes.
Incrementos de los recortes de formación y zarandas.
Empaquetamiento repentino sin ninguna señal previa y perdida de la circulación.
Acciones preventivas
Controlar las perdida de fluido (formaciones arenas sueltas, gravillas y muy permeables), para proporcionar una efectiva retorta de filtrado para empujar y estabilizar la formación mediante el sobre balance hidrostático.
En lo posible evitar excesivo tiempo de circulación con el ensamblaje de fondo frente a las formaciones no consolidadas para evitar algún daño mecanico.
Reducir la velocidad de viaje cuando el BHA esta pasando por formaciones no consolidadas.
Controlar la perforación en zonas sospechosas dejando el tiempo necesario para tener una buena retorta.
Bombear baches de alta viscosidad para garantizar un pozo limpio.
Minimizar perdidas fugaces de lodo utilizando el material de perdida de circulación fino a traves de estos intervalos.
Primeras acciones a tomar
Aplicar baja presión de bomba (200 a 400PSI)
Maniobrar con golpes de tijera hacia abajo con máxima carga de viaje, aplicar to rque con cuidado.
1.1.4.
Cemento Blando
Causas
Cuando se intenta circular con la parte inferior de la sarta dentro del cemento blando.
La presión de las bombas ayuda a q la lechada frague (endure) mas rápidamente e instantáneamente.
Alta tasa de penetración cuando se esta limpiando el cemento.
Advertencias
Cuando se baja herramienta después de asentar un tapon de cemento en agujero abierto o después de realizar trabajos de cementación.
Cuando se asienta la herramienta por encima del tope teorico del cemento.
Acciones preventivas
Tener calculado el tope teorico del cemento.
No confiarse del indicador del peso de la herramienta para tocar tope del cemento.
Empezar a lavar el cemento 60 min. Antes del tope teorico calculado.
Saber el tiempo de frague del cemento.
Si se observa peso de asentamiento mientras se baja herramienta lo aconsejable es sacar dos tiros antes de encender bombas de lodo.
Controlar el avance cuando se perfora o estén limpiando el cemento.
Ocurre cuando se aplica presión de bombas.
Observa circulación restringida o imposible.
Primeras acciones a tomar
Purgar toda presión de bombas atrapadas.
Realizar maniobras con golpes de tijera hacia arriba con máxima carga de via je.
1.2. Puenteo del hueco Este fenómeno ocurre cuando pedazos medianos a grandes de formación dura, cemento o chatarra caen dentro del hueco obstruyendo el movimiento de la sarta de perforación, seguido de un aprisionamiento. Causas 1.2.1.
Formaciones fracturadas
1.2.2.
Bloques de cemento
1.2.3.
Chatarra
1.2.1. formaciones fracturadas Causas
Formaciones fracturadas naturalmente.
Pedazos de formación caen dentro del pozo y atascan la sarta de perforación.
Advertencias
Mantener una buena calidad de retorta de filtrado puede ayudar a sostener la formación para algunos casos. Por lo general las formaciones fracturadas requieren de tiempo para estabilizarse, previamente a esto el problema tiene q ser controlado con propiedades adecuadas del fluido de perforación, baches y tiempo de circulación para mantener el pozo limpio.
Estar preparado para una potencial perdida de circulación al atravesar formaciones fracturadas.
Anticipar el repaso durante el viaje y en zonas fracturadas repasar con mucho cuidado. El problema puede estabilizarse con el tiempo.
Cuando se pronostica la presencia de lutitas y limonitas fracturadas o fallas.
Puede ocurrir mientras se esta atravesando la formación fracturada.
Presencia de derrumbe en forma de bloques en las zarandas.
Relleno de rocas en fondo pozo al realizar el agregado de barras.
Realizar la evaluación de la formación realizada por el geólogo del campo.
Acciones preventivas
Puede ocurrir durante los viajes o muy posible mientras se esta perforando.
Presencia de torque y arrastre repentino antes de presentarse el aprisionamiento.
Circulación restringida.
Circular hasta limpiar el pozo, si es necesario bombear baches viscosos para ayudar con la limpieza, antes de continuar la perforación.
Minimizar perdidas fugaces de lodo.
Aminorar la velocidad de viaje cuando se este cerca de la zona sospechosa.
Primeras acciones a tomar
De ninguna manera aplicar torque, maniobrar con golpes de tijera hacia abajo con máxima carga de viaje.
Bombear baches de alta densidad y alta viscosidad.
Colocar acido si esta aprisionados en formaciones limoliticas.
1.2.2. bloques de cemento Causas
El cemento se vuelve inestable alrededor del zapato cañería, tapon remedial en hueco abierto o tapon de desviación.
Bloques o pedazos duros de cemento caen dentro del pozo y pueden atascar la sarta convirtiéndose en aprisionamiento.
Advertencias
Cuando se realiza trabajos remediales de cementación.
Tapones de cemento para desviar pozos.
Muestras de cemento recuperados en las zarandas.
Es posible tener circulación.
Acciones preventivas
Varios trabajos remediales en el zapato del revestimiento pueden incrementar la posibilidad de la caída de bloques de cemento.
Tiempo suficiente para asegurar un buen frague del cemento antes de perforar el zapato.
Reducir la velocidad de viaje cuando el arreglo de fondo este entrando al zapato de la cañería o tapones de cemento en hueco abierto.
Repasar completamente el zapato de la cañería y tapones remediales antes de continuar con la perforación.
Primeras acciones a tomar
Intentar romper los bloques maniobrando con golpes de tijera y torque.
Maniobrar con golpes de tijera en la dirección opuesta del movimiento de la sarta antes del aprisionamiento.
Aplicar de forma gradual torque y fuerza de martilleo.
Circular baches de alta viscosidad y alta densidad.
.2.3.
Chatarra
Causas
Pobre mantenimiento y limpieza de la plataforma de la subestructura y protector del pozo no instalado.
Fallas en el equipo de fondo.
Chatarra cae dentro del pozo y aprisiona la sarta de perforación.
Advertencias
El aprisionamiento por chatarra puede ocurrir en cualquier momento durante la operación.
Presencia de restos metálicos recuperados en la zaranda.
Acciones preventivas
Inspeccionar regularmente los dientes de las cuñas y llaves de ajuste de sondeo.
Utilizar buenas practicas de limpieza del piso de la subestructura.
Mantener el hueco tapado cuando la sarta este fuera del pozo.
Mantener el equipo de la mesa en buenas condiciones operativas.
Inspeccionar el arreglo de fondo pozo.
Primeras acciones a tomar
Si se esta viajando hacia arriba, ocurre el aprisionamiento, realizar maniobra con
golpes de tijera hacia abajo con máxima carga de viaje.
Aplicar torque si se observa algún progreso.
Si se esta moviendo hacia abajo, maniobrar con golpes de tijera hacia arriba con máxima carga de viaje, no aplicar torque.
2.
Pega (aprisionamiento) por presión diferencial
Definición.- otros de los problemas que se presentan durante la perforación de un pozo petrolero, es el aprisionamiento (pega de tubería) por presión diferencial, donde las fuerzas internas del pozo no permiten el movimiento de la herramienta; en caso nuestro provocado por la fuerza diferencial (sobre balance) fuerza la sarta o herramienta de perforación estacionaria dentro de la retorta gruesa de filtrado en zona permeable. Causas
La sarta de perforación esta en contacto directo con la zona permeable.
Cuando se para la sarta de perforación se permite el desarrollo de una mayor retorta de filtrado por parte del fluido de perforacion.
Cuando se trabaja con alto sobre balance a favor del fluido de perforación con respecto a la presión de formación o roca.
Acciones preventivas:
Diseñar un buen programa de cañerías para minimizar el sobre balance en formaciones someras en hueco abierto.
Mantener la densidad (peso) minima del fluido de perforación, requerida por la formación para estabilizar las paredes de agujero abierto.
Mantener la sarta de perforación en movimiento, principalmente cuando el arreglo de fondo de pozo este frente a zonas sospechosas o permeables.
Minimizar las perdidas de fluido de perforación en áreas de baja presión.
En zonas con alto potencial de aprisionamiento, minimizar las perdidas fugaces de lodo con agentes de taponamiento.
Controlar la perforación en zonas de alto riesgo para este problema especifico.
Por correlacion de otros pozos cercanos se pronostican q se atravesaran zonas de baja presión.
Evitar arreglos de fondo (BHA) muy largos e inestables, en lo posible utilizar portamechas de forma espiraladas.
Se registra un incremento en la sobretensión, peso de asentamiento al trepano o torque al empezar nuevamente el movimiento de la herramienta.
Primeras acciones a tomar
Aplicar torque y trabajar con tijera golpeando hacia abajo con máxima carga.
Colocar una píldora de menor peso (densidad) por encima de punto de aprisionamiento, paralelamente trabajar con golpes de tijera y torque. Solo dar torque si se trabaja con tijera martillando hacia abajo.
Conclusiones para prevenir un aprisionamiento por presión diferencial En síntesis podemos decir q la causa para q se presente un aprisionamiento por fuerza diferencial son cuatro factores fundamentales: la densidad (peso) del fluido de perforación, la presión de formación, el tipo de roca atravesada (permeable) y el arreglo de fondo de pozo. 3.- Pega (aprisionamiento) debido a la geometría del pozo 3.1. Ensamblaje (BHA) rígido Causas Cuando se tiene un arreglo de fondo muy rígido; el mismo, no puede manejar bien los cambios bruscos del ángulo y dirección del pozo, llegando a atascarse en esos lugares. Advertencias y acciones preventivas
Presencia de patas de perro
Desgastes excesivos de los estabilizadores
Al bajar herramienta se observa peso repentino de asentamiento
Ocurren especialmente durante los viajes
Minimizar cambios en el arreglo de fondo pozo
Primeras acciones a tomar
Si se esta viajando o moviendo hacia abajo ocurre el aprisionamiento, maniobrar con golpes de tijera y máxima de carga de viaje hacia arriba, no aplicar torque.
Si se esta moviendo hacia arriba, maniobrar con golpes de tijera y máxima carga de viaje hacia abajo, aplicando torque.
3.2. Ojo de llave Causas
Cambios bruscos en la dirección y angulo en formaciones de medianas o duras.
Alta tensión de la sarta y rotación de la tubería desgastan de a poco la formación formando una ranura del diámetro de la herramienta q rota apoyada.
Al sacar herramienta los tubulares de mayora diámetro de la ranura se atascan provocando un potencial aprisionamiento.
Indicaciones y advertencias
Patas de perro existentes por encima de fondo pozo
Largas horas de perforación sin viajes de reconocimiento o limpieza a través del sección agujero abierto.
Sobretensión en los viajes
Este fenómeno ocurre principalmente cuando se esta sacando herramienta
Registro de sobretensión cuando el arreglo de fondo esta a la profundidad de la pata de perro
Circulación no restringida
Movimiento libre de la sarta por debajo del ojo de llave antes de aprisionarse
Acciones preventivas
Minimizar la formación de pata de perro a 3 grados por cada 10 0 pies de longitud o menos
Tener mucho cuidado con la sobretensión cuando se esta llegando a i ntervalos sospechosos
Repasar siempre o realizar viajes de limpieza si se tiene la certeza de la presencia de pata de perro.
En lo posible correr rimador recto, y limpiador si hay sospechas.
Primeras acciones a tomar
Aplicar torque y realizar maniobras con golpes de tijera hacia abajo con máxima carga de viaje.
Tratar de rotar con sobretensión baja atraves de la pata de perro. No maniobrar con golpes de tijera.
3.3. Micro patas de perro Causas
Perforación de formaciones con intercalaciones de rocas duras y blandas.
Correcciones frecuentes del angulo y dirección del pozo.
Cambios de posición de los estabilizadores en el arreglo de fondo (BHA)
Indicaciones y advertencias
Se lo observa cuando se esta subiendo para realizar un agregado de barra o durante las maniobras de sacada de herramienta.
Circulación no restringida
Pronosticar intercalaciones de formaciones duras y blandas
Cambios frecuentes en la dirección y angulo del pozo
Se presenta cunado se perfora o se desliza con motor de fondo
Existencia de torque y arrastre durante la conexión de barra.
Acciones preventivas
Minimizar cambios en el arreglo de fondo
Minimizar cambios en la dirección y angulo del pozo
Repasar con frecuencia hacia arriba cuando se esta perforando intercalaciones duras y blandas
Sacar herramienta con velocidad controlada antes q se ingrese el arreglo de fondo en zonas sospechosas
Primeras acciones a tomar
Si se esta movimiendo hacia arriba, ocurre aprisionamiento, maniobrar con torque y golpes de tijera hacia abajo con máxima carga de viaje.
Si se esta moviendo la herramienta hacia abajo, maniobrar con golpes de tijera hacia arriba con máxima carga de viaje, en ningún momento aplicar torque.
3.4. Peldaños Causas
Cuando se perforan intercalaciones de formaciones duras y blandas, presentándose erosion en las blandas y mantenimiento en el calibre en las rocas duras.
Presencia de formaciones fracturadas o falladas.
Pegamientos de las aletas de los estabilizadores y herramientas por debajo de los peldaños.
Indicaciones y advertencias
Pronosticar intercalaciones de formaciones blandas o duras.
Pronosticar formaciones fracturadas o falladas.
Sobretensión repentina al realizar viajes de sacada de herramienta.
Por lo general ocurren durante las maniobras.
También pueden estar asociadas con la formación de micro patas de perro.
Circulación no restringida.
Acciones preventivas
Minimizar cambios de dirección y el angulo del pozo
Minimizar cambios en el arreglo de fondo
Planear viajes de repaso y repasar con precaucion
Disminuir velocidad de viaje antes de llegar a las zonas sospechosas
Primeras acciones a tomar
Si se esta moviendo hacia arriba ocurre el aprisionamiento, maniobrar torque y golpes de tijera con máxima carga de viaje.
Si ocurre cuando se esta bajando el aprisionamiento, maniobrar con golpes de tijera con máxima carga de viaje, no aplicar torque
3.5. Formación móvil Causas
Toso el peso litostatico (sobrecarga) de las formaciones q se encuentran por encima de la sal o lutita hacen q están se vayan cerrando.
El arreglo de fondo viene y se atasca en la parte de menor diámetro de agujero abierto
Indicaciones y advertencias
Cuando se pronostican atravesar sal o lutitas plásticas.
Incremento repentino en la sobretensión y torque
Por lo general ocurre cuando se esta sacando herramienta
Al bajar herramienta después de un largo periodo de estar fuera del pozo
Puede ocurrir mientras se perfora formaciones con movimientos
El aprisionamiento ocurre en el arreglo de fondo frente a las zonas de rocas plásticas
Podemos tener circulación no restringida a restringida
Acciones preventivas
Una buena selección de las propiedades y tipo de fluido de perforación
Mantener la densidad de acuerdo a las exigencias del pozo
Planificar frecuentes viajes de limpieza y repaso de las zonas sospechosas
Velocidades controladas de sacada de herramienta, antes de q llegue el arreglo de fondo a las zonas problemáticas
Minimizar el tiempo de exposición del agujero abierto.
3.6. Hueco por debajo del calibre Causas
Al perforar formaciones duras y abrasivas estas desgastan excesivamente la protección del calibre del trepano y los estabilizadores, dejando secciones corazonadas por debajo del calibre del agujero abierto.
Al meter un trepano nuevo y estabilizadores en calibre quedan atascados por debajo del calibre del hueco.
Indicaciones y advertencias
Cuando se pronostican la perforación de formaciones abrasivas
Trepanos y estabilizadores con desgastes por debajo del calibre del agujero abierto
Ocurre solamente cuando se baja herramienta
Repentino peso de asentamiento
Herramienta aprisionada con el trepano cerca de fondo pozo o en el tope donde empieza sección acorazonada
Circulación no restringida o pequeña restricción
Acciones preventivas
Calibrar el calibre del trepano y estabilizadores una vez se saquen del pozo
Nunca forzar el trepano a través de un punto apretado
Disminuir velocidad de bajada antes de q entre el trepano a la zona sospechosa
De comprobarse perdida de calibre del trepano y estabilizadores, repasar a la menor resistencia encontrada hasta fondo pozo
Primeras acciones a tomar
Maniobrar con golpes de tijera hacia arriba con máxima carga de viaje
No aplicar torque
Conclusiones para prevenir un aprisionamiento debido a geometría del pozo
Optimizar el diseño del arreglo del fondo y en lo posible minimizar la rigidez del mismo
Planear viajes de repaso si se cambia el arreglo de fondo pozo y se sospecha de problemas con la geometría del pozo
Disminuir velocidad de viajes antes de q el arreglo de fondo entre al intervalo sospechoso
Minimizar la severidad de la pata de perro y las horas de rotación mas debajo de la pata de perro aguda sin antes haber hecho un viaje de repaso
No se debe comenzar con las operaciones de construcción de angulo demasiado cerca del zapato de la cañería
Minimizar cambios agudos y frecuentes en la trayectoria del pozo
Evitar circulaciones prolongadas en seccio nes sospechosas de micro patas de perro para evitar erosionar el pozo y permitir la formación de peldaños
Utilizar siempre estabilizadores con protección al calibre y seleccionar trepanos con protección extra al calibre cuando se va a perforar rocas duras y abrasivas.
Calibrar estabilizadores y trepano q son sacados del pozo
Comenzar a repasar antes de llegar a la zona acorazonada y hasta fondo pozo
Considerar la utilización de estabilizadores de al etas fijas y rectos, si se sospecha la formación de chiveteros. CONJUNTO DE FONDO POZO (BHA)
Introducción En este capitulo trataremos todo lo concerniente a los conjuntos de fondo pozo utilizados durante la etapa de perforación de un pozo en busca de reservas hidrocarburiferas; es decir, todos los componentes situados entre el trepano l a tubería de perforación. Trataremos de simplificar las complejidades de esas herramientas, explicaremos la finalidad de cada una de ellas e indicaremos como seleccionar y armar el conjunto para lograr máxima efectividad con minimo de contratiempos. La experiencia nos demuestra q es prác ticamente imposible perforar un pozo perfectamente recto, debido principalmente a la inclinación de las capas atravesadas y la tendencia de la sarta de perforación a doblarse. En general es mas fácil perforar en formaciones blandas (suaves) q en formaciones duras. El efecto del doblamiento de la sarta de perforación es menor cuando se perfora formaciones blandas; ya q, las duras requieren aplicar altos pesos sobre el trepano. Los métodos para prevenir tales tendencias se denominan: métodos de pozo empacado, métodos de apoyo en la pared o métodos de estabilización del trepano y la eficiencia de estos métodos depende de la optimización de los 4 elementos de diseño: 1. Máxima rigidez, un PM de 8” es casi el doble de rigido q un PM 7”, por ejemplo si un PM de 8” de diámetro se dobla 1” bajo cierta carga un PM de 4” se dobla 16” bajo la misma carga.
2. Minimo despejo de la pared del pozo en las áreas de contacto. Si 1/16” de despejo se considera bueno, entonces ¼” no es muy efectivo. Las herramientas q hacen contactos con la pared del pozo, tales como estabilizadores, escariadores, etc. Deben tener despejo tan cercano a cero como sea posible. Mientras mas cerca este la herramienta del trepano, mas rigurosos son los requisitos de despejo. En la actualidad se acostumbra bajar al pozo herramientas de apoyo con cero de despejo especialmente en pozos verticales. 3. Pared bien sustentada por las formaciones, en las áreas de contacto. Algunas formaciones dan apoyo y se derrumban. En formaciones duras, donde es mas fácil mantener el diámetro del pozo con áreas pequeñas de contacto (estabilizadores de rodillos) se pueden lograr buenos resultados. En formaciones mas blandas se necesitan áreas de contactos mas grandes, entonces se pueden utilizar estabilizadores de aletas fijas, estabilizadores no rotatorios de camisa de caucho. 4. Longitud substancial de contacto con la pared del pozo; la misma, esta en función del diámetro y la longitud del pozo. Efectos q causan la selección de un conjunto de fondo (BHA) en la perforación 1. Desviacion del pozo (mas efectivo el BHA mas resiste la tendencia a cambio de angulo). 2. Formacion de pata de perro (la formación temprana de estos pueden causar graves problemas posteriores). 3. Resalto (a menor estabilización del trepano mayor la posibilidad de resaltos y formaciones de espirales). 4. Rendimiento del trepano (es muy importante evitar q el trepano funcione o perfore de forma excéntrica e impedir la desalineación angular del eje) ¿Qué puede hacer un conjunto de fondo debidamente diseñado? 1. Limitar los cambios bruscos de angulo evitando la formación de patas de perro y ojos de llave. 2. Perforar pozos de pleno calibre y parejo. 3. Mejorar el rendimiento de los trepanos. 4. Minimizar los problemas de perforación vertical y direccional. 5. Reducir al minimo las dañinas vibraciones. 6. Minimizar problemas de aprisionamiento por presión diferencial. 7. Reducir problemas durante la producción. Tipos de conjunto de fondo pozo (BHA) 1. Pendular: este método tiene su principio fundamental en aprovechar la única fuerza q siempre tiende a la verticalidad; es decir, la fuerza de gravedad. La fuerza de retorno hacia la vertical q se ejerce el trepano es proporcional al efecto pendular. Uno de los pasos a seguir para controlar el incremento de la desviación, es aplicar menos peso al trepano; sin embargo, el resultado de esta practica reduce drásticamente los regímenes de penetración (avance).
Este método lo desarrollaron en la década de 1950, Henry Woods y Arthur Lubinski; en el cual, ayudan a escoger un arreglo de fondo q asegure máximo efecto pendular, máximo peso sobre el trepano sin ocasionar incremento del angulo de desviación y por consiguiente máximos regímenes de perforación. Las formaciones con fuerte tendencia a la desviación, desarrollan una fuerza q empuja lateralmente al trepano alejándolo de la vertical. Mientras mas peso se aplica sobre el trepano, mayor es la fuerza de la formación para distanciarlo de la verticalidad. Por ejemplo, si con cierto peso sobre el trepano se mantiene un determinado angulo es porque la fuerza de la formación y la pendular son iguales, entonces para incrementar la fuerza pendular se realiza los siguientes pasos:
Reducir la fuerza de la formación quitando peso del trepano.
Aumentar la fuerza pendular.
Aumentar fuerza pendular y aplicar mas peso, la desviación se mantiene.
Nota: el estabilizador debe estar 203 piezas arriba del trepano. 2. Semi – empacado (semi – rigido, de dos puntos) Esta compuesto por lo general de dos estabilizadores; dependiendo de la posición de los estabilizadores, este método se lo puede aplicar para volver a la verticalidad, incrementando peso al trepano o para m antener angulo en formaciones con buzamientos no mayores a 45 grados. Este arreglo esta compuesto por: trepano, 1 PM, estabilizador, 1 PM, estabilizador. Con los dos puntos de estabilización, el conjunto estabiliza al trepano y reduce la tendencia a la desviación; sin embargo, no es el mejor de los conjuntos de fondo. 3. Empacado (rigido, de tres puntos) En la actualidad la mayoría de las compañías operadoras utilizan el conjunto empacado con el objetivo de contrarrestar los problemas de los pozos. El objetivo es seleccionar el conjunto de fondo pozo provisto de herramientas de contacto con la pared; deben situarse por encima del trepano para lograr la rigidez necesaria y siga la trayectoria predeterminada, con minimos cambios de la desviación y pozo de pleno calibre, de pared pareja, sin patas de perro, de llave, espirales ni resaltos, aptos para completarse y ponerse en producción. Este arreglo esta compuesto por: trepano, estabilizador, 1 PM, estabilizador, 1 PM, estabilizador. Factores a tener en cuenta al diseñar un conjunto empacado
Longitud del conjunto de fondo: es muy importante asegurar la alineación con el pozo previamente perforado mediante suficiente área de contacto con las paredes de
agujero abierto, asi con tres puntos de estabilización no hay forma de q toquen y sigan una línea curva pronunciada.
Rigidez: este factor talvez es el menos comprendido, q deben tenerse en cuenta los portamechas. Pocos se dan cuenta de la importancia del diámetro y de su relación con la rigidez. Si el diámetro del portamecha se duplica, la rigidez aumenta 16 veces. Los portamechas de mayor diámetro son los q suministran la máxima rigidez, de ahí la importancia de seleccionar los de mayor diámetro posible q se puedan bajar sin riesgo al pozo. Por ejemplo un PM de 9 ½” es cuatro veces mas rigido q uno de 7” y dos veces mas q uno de 8”.
Despejo: es necesario q entre las paredes del pozo y los estabilizadores haya un despejo minimo, mientras mas cerca este el primer estabilizador del trepano, mas rigurosos son los requisitos de despejo para mantener un pozo en calibre y vertical.
Apoyo de pared y longitud de herramientas de contacto: Los conjuntos de fondo (estabilizadores) deben hacer contacto con las paredes del agujero abierto a fin de estabilizar el trepano y centrar los portamechas. Cuando se tiene formaciones duras, uniforme y fuerte. Para asegurar la debida estabilización basta una pequeña superficie de contacto; sin embargo, si la formación es blanda y no consolidada tal vez sea necesaria utilizar estabilizadores de aletas mas largas.
Ultra rigido: compuesto por 3 o 4 estabilizadores en el conjunto de fondo pozo, su función principal es mantener la inclinación, permitiendo dar alto peso sobre el trepano para optimizar la rata de penetración. Esta compuesto por: trepano, estabilizador, 1 PM corto, estabilizador, 1 PM, estabilizador y demás componentes del arreglo de fondo (BHA).
Herramientas estabilizadoras Tenemos tres tipos de estabilizadores detallados a continuación:
Estabilizadores de aleta rotaria o fijas: Pueden ser de aletas rectas o en forma de espiral, siendo los mas comunes; camisa integral, camisa reemplazable, aleta soldada y patines reemplazables. Usados normalmente para formaciones blandas y tiene protección al calibre con materiales a base de carburo de tungsteno.
Estabilizadores de camisa no rotaria: Es menos propenso a los aprisionamientos, son mas efectivos en formaciones duras como caliza y dolomita u optimo en formaciones abrasivas.
Escariador de rodillos cortadores: Se los utilizan para escariar y dar mas estabilidad a ala sarta de perforación en formaciones duras y abrasivas. Su área de contacto con la pared del pozo es pequeña, pero l a única herramienta q efectivamente puede escariar roca dura.
Conclusión Un conjunto de fondo pozo bien diseñado con la debida selección de herramientas estabilizadoras en las tres zonas, debe producir un pozo optimo de pleno calibre y libre de patas de perro, ojos de llave, espirales ni resaltos y por tanto asegurarse de completarse y
ponerse en producción. La cuidadosa planificación suele producir la sarta de perforación mas indicada para cada tarea.
