Indice
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PISONEO .................................. ................. ................................... ................................... .................................. ................................... .................................... ........................ ...... 1 1.1
PISTONEO MECÁNICO. .................................................................................................. 1
1.2
PISTONEO HIDRÁULICO: ................................................................................................ 2
Problemas Problem as en el Pozo según el punto de vista del Lodo .................................. ................ .................................... ..................... ... 2 2.1
Perdida de Circulación ................................................................................................... 2
2.2
SOLUCIONES PARA PERDIDAS DE CIRCULACIÓN ........................................................... 2
2.3
Densidad Insuficiente .................................................................................................... 3
2.4
Llenado deficiente en maniobras .................................................................................. 4
2.5
Pistoneo y Compresión ................................................................................................. 4
2.6
Espaciamiento ............................................................................................................... 5
Bibliografía Bibliog rafía ................................. ................ .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ..................... ... 5
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PISONEO
La presión total que actúa en el pozo es afectada por los movimientos para bajar y para sacar la columna del pozo. En la sacada se genera una presión de pistoneo (swab pressure), la cual reduce la presión en el fondo del pozo. El pistoneo ocurre porque el fluido en el pozo no baja tan rápido como la columna es subida. Esto crea una fuerza de succión y reduce la presión debajo de la columna. Esta fuerza puede ser comparada con el efecto del embolo de una jeringa, la que aspira fluido de la formación hacia el pozo. Cuando se baja la columna muy rápido, se crea una fuerza de compresión, porque el fluido no tiene tiempo de desplazarse hacia arriba. Como el fluido es mínimamente compresible, la presión en el pozo puede aumentar y producir una admisión o una fractura. Los dos fenómenos están afectados por la velocidad de movimiento de la columna, el espacio entre la columna y la pared del pozo y por las propiedades del fluido. Si bien es casi imposible eliminar esas presiones, pueden ser minimizadas reduciendo la velocidad de la maniobra. Se pueden hacer cálculos para estimar la velocidad máxima de la maniobra así como las presiones de compresión (surge) y de pistoneo (swab), sin embargo esos cálculos están fuera del alcance de este manual. El pistoneo se refiere a la acción de pistón de la columna de perforación en el pozo. Se pueden producir dos tipos de pistoneo durante la maniobra de la columna de perforación: pistoneo hidráulico y pistoneo mecánico. PISTONEO MECÁNICO. El pistoneo mecánico seria la remoción de lodo a partir de un determinado punto del pozo debido al embolamiento de la broca o los estabilizadores, reduciéndose de esta manera la hidrostática al interior de la columna, debido a una reducción de la altura de la misma. Una vez detectado, se debe volver con la columna al fondo del pozo e circular tentando desobstruir el embolamiento.
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Con la finalidad de evitar el efecto del pistoneo mecánico se deben observar algunos cuidados:
Retirar la columna con cuidado, observando si hay flujo ascendente de lodo. En caso que haya tal flujo, circular tentando eliminar los detritos de la formación que esta embolando la broca. Mantener el lodo debidamente acondicionada, de modo que se tenga el peso especifico, la viscosidad plástica y el punto de cedencia adecuados. Si no se consigue desembolar, retirar la columna lubricándola, esto es retirarla con circulación.
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1.2
PISTONEO HIDRÁULICO: Cuando la columna de perforación va siendo retirada del pozo, el lodo tiende a acompañarla ascensión de los tubos creando una especie de pérdida carga ascendente, que reduce la presión hidrostática en el pozo. Este efecto es el pistoneo hidráulico.
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Problemas en el Pozo según el punto de vista del Lodo
Perdida de Circulación Densidad Insuficiente Llenado deficiente el maniobras Pistoneo y Compresion Operaciones de maniobra Exceso de Densificación Lutitas Masivas
2.1
Perdida de Circulación Este problema es uno de los más comunes y costosos que se presentan durante las Operaciones de Perforación, se entiende como la pérdida del lodo de perforación hacia la formación. La pérdida puede ser parcial o total, es decir, se puede perder una pequeña fracción de fluido generalmente manifestada por una disminución gradual del nivel del fluido de perforación en los tanques o se puede perder el fluido de perforación que se encuentra en el hoyo, al desplazarse en su totalidad hacia la formación.
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SOLUCIONES PARA PERDIDAS DE CIRCULACIÓN Si ocurre una pérdida de circulación, se pueden adoptar ciertos procedimientos para minimizar y eventualmente hasta evitar futuras pérdidas: • Reducir el peso del lodo
(pero manteniendo el balance con las otras formaciones). • Reducir la rata de circulación (esto reduce la densidad equivalente de
circulación, pero debe existir una velocidad anular suficiente para arrastrar los cortes y mantener limpio el hueco) • Incrementar la viscosidad del lodo (un lodo más viscoso reduce la rata de
pérdida). Estos parámetros, o la combinación de ellos pueden ser alterada sólo dentro de ciertos límites. Si estas modificaciones no detienen, o reducen suficientemente, la pérdida de circulación, puede añadirse al lodo material de control de pérdidas
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(Lost Circulation Material) (LCM) que es fibra de madera, cáscaras de nueces, cáscaras de semilla de algodón, de arroz, conchas marinas, celofán o asfalto. Este material es bombeado en píldoras, pues el LCM no sólo hace más espeso el lodo sino que tiende a taponar las fracturas que estén causando la pérdida del lodo. Si ninguno de estos procedimientos funciona suficientemente, un recurso final es el de bombear cemento en la zona fracturada. Se espera que esto selle la formación, evitando más pérdidas de circulación y se pueda continuar la perforación. Durante la prevención de la pérdida de circulación, la prioridad suma es la de evitar que se pierda cabeza hidrostática dentro del pozo, lo cual podría resultar en un reventón subterráneo. Si esto ocurriese, se bombearía agua dentro del anular con el fin de mantener un nivel suficiente. 2.3
Densidad Insuficiente Una causa común de las surgencias es la densidad insuficiente del fluido, o un fluido que no tiene la densidad suficiente para controlar la formación. El fluido en el pozo debe ejercer una presión hidrostática para equilibrar, como mínimo, la presión de formación. Si la presión hidrostática del fluido es menor que la presión de la formación el pozo puede fluir. Probablemente que la causa más común de densidad insuficiente del fluido es perforar inesperadamente dentro de formaciones con presiones anormalmente altas. Esta situación puede resultar cuando se encuentran condiciones geológicas impredecibles, tales como perforar cruzando una falla que cambia abruptamente la formación que se está perforando. La densidad insuficiente del fluido puede también ser resultado de la interpretación errónea de los parámetros de perforación (ROP, contenido de gas, densidad de las lutitas, etc.) utilizados como guía para densificar el lodo. (Esto generalmente significa que la zona de transición no ha sido reconocida y la primera formación permeable ha originado la surgencia.) Mal manipuleo del fluido en la superficie responde por muchas de las causas de la densidad insuficiente del fluido. El abrir una válvula equivocada en el múltiple de succión de la bomba que permita la entrada de un fluido de menor densidad al sistema; abriendo de golpe la válvula de agua de tal manera que se agrega más agua que la deseada; lavar las zaranda con un chorro muy grande de agua; inclusive operaciones de limpieza pueden todas afectar la densidad del fluido. 213 El ingreso de agua de la lluvia en el sistema de circulación, puede tener un gran efecto en la densidad y alterar severamente las propiedades del fluido. También es peligroso diluir el fluido para reducir su densidad puesto que se está agregando intencionalmente agua al sistema mientras está circulando. Si se agrega mucha agua, o la densidad del fluido baja mucho, el pozo podría comenzar a fluir. Sin embargo, si el personal está mezclando y agregando volumen a los tanques, una ganancia proveniente del pozo podrá ser difícil de detectar. Es buena práctica agregar volúmenes conocidos o medidos cuando se realizan mezclas. Si se diluye el lodo con agua, esta debe ser tomada de un tanque cuyo volumen es conocido, de tal manera que la cantidad de agua tomada de ese tanque deberá ser igual a la ganancia en el sistema activo. Si el incremento 3
resulta ser mayor, es posible que el pozo esté en surgencia. El responsable del control del volumen del sistema debe ser informado cada vez que se agregue o transfiera fluido en los taques. Otras causas que provocan una densidad incorrecta del fluido son, cambiar el fluido actual del pozo por fluidos de fractura o trabajos de acidificación, desplazamiento de tapones de gran volumen, o también el cambio por fluidos de terminación, completación o de empaque. 2.4 Llenado deficiente en maniobras Probablemente la causa más común de las surgencias resulta de las maniobras sacando tubos fuera del pozo. Muchos factores intervienen durante una maniobra. Simplemente considere que no se tiene un peso de fluido adecuado para mantener las presiones de formación, o la presión fue reducida en el pozo durante la maniobra permitiendo que el pozo fluya. Bajo condiciones normales si la circulación puede ser detenida antes de la maniobra sin tomar un influjo, entonces no debería ocurrir una surgencia durante la maniobra. Un factor que a menudo no es tomado en cuenta es la fuerza de fricción ejercida contra la formación por el fluido durante su circulación. Esta fuerza es llamada de pérdida de carga anular (ΔPL), y podría
representar una densidad equivalente de circulación (ECD) en exceso de más de 1 ppg (120 kg/m³) de material densificante. Una vez que las bombas han sido detenidas, la pérdida de presión por circulación desaparece y la presión en el fondo del pozo se reduce a la presión hidrostática de la columna de fluido en el anular. Esta reducción en la presión de fondo podría permitir que el pozo comience a surgir. Antes de iniciar una maniobra, siempre se debe observar el pozo para ver si está fluyendo después de haber detenido las bombas. La política de algunas empresas puede indicar un tiempo de observación de 5 a 30 minutos. Este tiempo es bien gastado si puede prevenirse una surgencia y las complicaciones que de ella pudieran surgir. Si se tomó el tiempo adecuado para observar y asegurarse que el pozo no está fluyendo, y luego hay una surgencia durante la maniobra, se asume que algo que ocurrió durante la maniobra de sacada provocó la surgencia. La gran mayoría de estas surgencias son debido al pistoneo / compresión. 2.5 Pistoneo y Compresión Toda vez que se mueven tubos a través de fluido, aparecen las fuerzas de pistoneo (swab) y compresión (surge). La dirección en que se mueve la tubería dicta cuál es la fuerza dominante, el pistoneo o la compresión. Cuando la tubería viaja ascensionalmente, (por ejemplo una maniobra para sacar la columna del pozo) la presión de pistoneo predomina. El fluido no llega a deslizarse para abajo entre la tubería y la pared del pozo tan rápido como la tubería esta siendo extraída. Por tanto una reducción de presión es creada debajo de la tubería permitiendo que fluido de formación alimente este vacío hasta que la falta de presión pare. Esto se llama pistoneo. Si es pistoneado suficiente fluido de formación, podrá aligerar la columna hidrostática lo suficiente para que el pozo comience a surgir. La analogía del pistoneo con un embolo de una jeringa ilustra este concepto.
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Las presiones de compresión también están presentes cuando la tubería es maniobrada para sacarla del pozo, pero generalmente su efecto es mínimo. El fluido que está alrededor de la tubería (especialmente encima del conjunto de fondo) debe salir del camino moviéndose hacia arriba alrededor de la tubería y para arriba del pozo. Si la tubería se mueve muy rápido, no todo el fluido puede salir del camino. Esto puede ocasionar un aumento de presión, llevando a pérdidas de fluido y pérdida de columna hidrostática. En la maniobra de sacada, tres cosas afectan a la compresión y el pistoneo: el espacio entre tubería y pozo, las propiedades del fluido y la velocidad de movimiento de la tubería. 2.6 Espaciamiento Uno de los factores más importantes en la generación del pistoneo es el espaciamiento entre la tubería (tubing, tubos de perforación, portamechas, estabilizadores u otras herramientas) con la pared del pozo (abierto o revestido). Cuanto menor el espaciamiento, mayor la restricción que el fluido encontrará para fluir. Los pozos con zonas angostas, formaciones hinchables, formaciones desmoronables, o pozos propicios al embolamiento de las herramientas disminuyen el espaciamiento aumentando la posibilidad de pistonear una surgencia. Como generalmente no es factible controlar estos factores, prácticas apropiadas durante las maniobras, tales como la reducción de la velocidad de la maniobra, minimizan la posibilidad de pistonear un influjo hacia el pozo. Los factores que complican reduciendo el espaciamiento son las que originan una restricción entre el la columna y las paredes del pozo, tales como las formaciones que se hinchan, casing colapsado, el embolamiento de la broca. Estos problemas no son reconocidos sino hasta que ya es demasiado tarde. Se debe tener en cuenta que el espaciamiento entre la columna y la pared del pozo podría ser menor de lo que se piensa. Esto aumenta la posibilidad de pistonear un influjo o de crear compresión en el pozo. 3 Bibliografía http://geologyanddrillingproblems.wikispaces.com/PERDIDAS+DE+CIRCULACIO N+DEL+LODO WCS. Well Control School - 2600 MOSS LANE • HARVEY, LOUISIANA 7OO58 Manual de Well Control Español
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