Manual Fluidos de Perforación

Introduccin

Origen, Migracin y Entrampamiento del Petrleo yProspeccin Petrolera

Introduccin 1.1 N de Revisin: A-1 / Fecha de Revisin: 14-02-01

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...la palabrapetrleo sederiva delLatnpetra, roca,y oleum,aceite...

EL ORIGEN DEL PETRLEODurante ciertas pocas geolgicas

caracterizadas por condiciones climticasfavorables, el petrleo se componainicialmente de materias orgnicasprovenientes de plantas y animales quecrecan y se reproducan en abundancia. Amedida que estos organismos pasaban porsus ciclos de crecimiento y extincin, lamateria orgnica enterrada se descomponalentamente, convirtindose en loscombustibles fsiles que tenemos hoy enda: petrleo, gas, carbn y bitumen. Elpetrleo, gas y bitumen estabandiseminados en los sedimentos(generalmente lutitas ricas en arcilla). A lolargo de millones de aos, estas lutitascargadas de materias orgnicas expulsaron elpetrleo y el gas que contenan, bajo laaccin de las tremendas presiones queejercan las sobrecapas. El petrleo y el gasmigraron dentro de los estratos permeablessobreyacentes o subyacentes, y luegomigraron nuevamente dentro de trampasque ahora llamamos yacimientos. Resultainteresante notar que la palabra petrleose deriva del Latn petra, roca, y oleum,aceite, indicando que tiene su origen en lasrocas que constituyen la corteza terrestre.

Estos antiguos hidrocarburos de petrleoson mezclas complejas y existen en unavariedad de formas fsicas - mezclas de gas,aceites que varan de ligeros a viscosos,semislidos y slidos. Los gases puedenhallarse por separado o mezclados con losaceites. El color de los lquidos (aceites)puede variar de claro a negro. Loshidrocarburos semislidos son pegajosos ynegros (breas). Las formas slidas explotadasconsisten generalmente en carbn, arenaimpregnada de brea o asfalto natural, talcomo la gilsonita.

Como lo sugiere el nombrehidrocarburo, el petrleo se compone detomos de carbono enlazados con tomosde hidrgeno; el carbono tiene cuatroenlaces y el hidrgeno tiene uno. Elhidrocarburo ms simple es el metano(CH4). Los hidrocarburos ms complejostienen estructuras intrincadas, compuestasde mltiples anillos (cadenas cerradas) decarbono-hidrgeno, con cadenas laterales decarbono-hidrgeno. La estructura de loshidrocarburos ms pesados suele contener

trazas de azufre, nitrgeno y otroselementos.

LA MIGRACIN Y EL ENTRAMPAMIENTO DELPETRLEO

Rocas Sedimentarias. Es raro que seencuentre petrleo en cantidadescomerciales dentro de la roca madredonde fue formado. Ms bien seencontrar cerca de la roca madre, en laroca de la formacin productiva.Normalmente se trata de rocassedimentarias - cuerpos rocososestratificados, formados en antiguosmares poco profundos por el limo y laarena de los ros. La arenisca es el tipoms comn de rocas sedimentarias. Entrelos granos de arena que forman uncuerpo rocoso de arenisca, existe unespacio que originariamente estaba llenode agua salada. Cuando los poros estninterconectados, la roca es permeable y losfluidos pueden fluir a travs del cuerporocoso bajo el efecto de la gravedad o dela presin. El agua salada que llenaba elespacio poral es parcialmente desplazadapor el petrleo y el gas que fueronexpulsados fuera de la roca madre hacia laarenisca. Una pequea cantidad de aguapermanece dentro del espacio poral,cubriendo los granos de arena. sta sellama agua irreductible del yacimiento. Elpetrleo y el gas pueden migrar a travsde los poros, siempre que la gravedad opresin existente sea suficiente paradesplazarlos, o hasta que se bloquee latrayectoria de flujo. A dicho bloqueo se leasigna el nombre de trampa.

Las rocas carbonticas, las calizas(carbonato de calcio) y las dolomitas(carbonato de calcio-magnesio) son rocassedimentarias y constituyen algunos delos yacimientos petrolferos mscomunes. Los yacimientos de carbonatose formaron a partir de antiguos arrecifescoralinos y montculos algceos que sedesarrollaron en antiguos mares pocoprofundos. Las rocas madres ricas enmaterias orgnicas tambin estabanubicadas en las proximidades parasuministrar petrleo y gas a estas rocasproductivas. La mayora de los estratos decaliza no tienen una matriz que lesproporcione una permeabilidad suficientepara permitir la migracin del petrleo y

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del gas a travs de estos estratos. Sinembargo, muchos yacimientos de calizacontienen sistemas de fracturas y/o fisurasinterconectadas (cavidades formadascuando el agua cida disolvi parte delcarbonato). Estas fracturas y fisuras,creadas despus de la deposicin,proporcionan la porosidad y lapermeabilidad que son imprescindiblespara permitir la migracin y elentrampamiento del petrleo. Otra rocacarbontica, la dolomita, presenta lapermeabilidad de la matriz que permite lamigracin y el entrampamiento delfluido. Las dolomitas tambin puedentener una porosidad de fractura ysecundaria, lo cual hace que lasestructuras de dolomita constituyan muybuenos candidatos para depsitos depetrleo.

Domos salinos. Una porcin importantede la produccin de petrleo y gas serelaciona con los domos de sal que estnprincipalmente clasificados comointrusiones salinas de tipo penetrante y quesuelen ser fungiformes. Los domospenetrantes fueron formados por elmovimiento plstico de la sal que ascendaa travs de sedimentos ms densos, bajo laaccin de las fuerzas de flotacin causadas

por la diferencia de densidad. Los estratoscolindantes (arena, lutita y carbonato)fueron deformados por esta intrusinascendente de sal, formando trampasestratigrficas y estructurales (ver la Figura2c). Estas trampas se formaron alrededor delos flancos y por debajo de la protuberanciade los domos salinos en las capas dearenisca falladas y plegadas por elmovimiento de la sal. Siendo impermeableal petrleo y al gas, la sal forma unaexcelente barrera para la acumulacin dehidrocarburos.

Estratos de sal. En los ltimos aos, sehan descubierto importantes yacimientosde petrleo y gas por debajo de estratoshorizontales de sal. Hasta hace poco, lo queexista por debajo de estos estratosextruidos de sal, llamados capas intrusivas,mantos y lentes de sal, constitua unmisterio. Estos estratos no podan serexplorados de manera econmica mediantela perforacin, y la interpretacin ssmica atravs de la sal plstica no era confiable.Hoy en da, las formaciones subsalinaspueden ser evaluadas mediante el anlisismoderno de datos ssmicostridimensionales para identificar losyacimientos potenciales. Una vezlocalizadas las formaciones probables, seperforan pozos a travs del estrato de salpara determinar si existe algn depsito depetrleo y gas.

Trampas. El petrleo, el gas y el aguamigran lentamente a travs de las rocaspermeables, empujados por las fuerzasnaturales producidas por los gradientes degravedad (flotabilidad) y de presin.Cuando se encuentran con una barreraimpermeable, estas sustancias no pueden irms lejos, resultando en la acumulacin delpetrleo y del gas. En general, a esta barrerase le asigna el nombre de trampa. Lasdiferentes densidades hacen subir la fasegaseosa, mientras que el agua se deposita enel punto ms bajo y el petrleo permaneceen el medio. Las trampas se categorizancomo trampas estructurales o estratigrficas.

Las trampas estructurales resultan de unadeformacin local tal como el plegamientoy/o fallamiento de los estratos rocosos. Losejemplos de barreras estructurales incluyenlas trampas anticlinales, las trampas porfalla y las trampas relacionadas con domossalinos (ver las Figuras 1a, 1b y 2c).

Las trampas estratigrficas son formadaspor procesos geolgicos distintos de ladeformacin estructural, y estnrelacionadas con las variaciones en las

Trampas Estructurales

Figura 1a: Trampa anticlinal..

Figura 1b: Trampa por falla.

...el petrleoy el gas seacumulan entrampas...

Formacinque contieneagua salada


Formacinque contienepetrleo

Arena Arena o Caliza Petrleo Gas Agua saladalutita


Formacinque contienegas

Formacinque contienegas


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propiedades de las rocas (litologa). Unejemplo sera los restos de un antiguoarrecife coralino de caliza o dolomitaenterrado por debajo de sedimentosimpermeables. Un antiguo lecho lleno dearena que ha sido llenado de limo conarcilla constituye otro tipo de trampaestratigrfica. Los estratos sedimentariospueden variar lateralmente en litologa odesaparecer gradualmente y reaparecer enotro lugar como otro tipo de roca. Estoscambios pueden producir una reduccinlateral de la porosidad y permeabilidad,creando una trampa (ver la Figura 2a). Otrotipo de trampa estratigrfica es ladiscordancia. Las discordancias ocurrencuando una sucesin de estratos rocosos,incluyendo el futuro yacimiento depetrleo, han sido levantados, inclinados,desgastados y son subsiguientementerecubiertos por sedimentos que forman unabarrera impermeable. Una discordanciarepresenta una interrupcin en la escalageolgica de tiempo (ver la Figura 2b).

PROSPECCIN PETROLERALocalizacin del petrleo: Una cosa essaber que existen trampas de petrleo yotra muy distinta localizar con exactitudlas trampas que estn ubicadas muy pordebajo de la superficie terrestre. Luego,determinar la probabilidad de que hayapetrleo y gas en la regin deentrampamiento constituye otroproblema ms. Se han usado muchosmtodos para localizar las trampas depetrleo, pero los ms importantes son loslevantamientos areos, la exploracingeolgica, la exploracin geofsica(ssmica) y la perforacin exploratoria.

Levantamientos areos y por satlite.Los levantamientos realizados desde

...determinar laprobabilidad de que hayapetrleo y gas en la regin deentrampamiento...

Figura 2c: Desarrollo de estructura salina tpica(de Geology of Petroleum, A. I. Levorson).

Trampas Estratigrficas

Figura 2a: Trampa estratigrfica. Arrecife orgnicoempotrado en lutita y arena acuada

Figura 2b. Trampa por discordancia

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Formacin quecontiene agua salada

Formacin quecontiene petrleo










Superficie

Sal

Superficie

Sal

Superficie

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Arena Arena o Caliza Petrleo Gas Agua salada lutita


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grandes altitudes proporcionan unaperspectiva general del rea geogrficaestudiada. Las principales estructurassuperficiales como los anticlinales y lasregiones falladas pueden ser observadasclaramente con estos mtodos. Estainformacin ayuda a localizar las reasque merecen una investigacin msdetallada. Durante los primeros aos de laprospeccin petrolera, la visualizacindesde una aeronave y el levantamiento demapas de los patrones de drenaje de ros yarroyos constituan mtodos eficaces delevantamiento. Los levantamientos areosy por satlite modernos son mscomplejos, permitiendo la evaluacin denumerosas caractersticas, incluyendo lasanomalas trmicas, las variaciones dedensidad, la composicin mineral, lafiltracin de petrleo y muchas otras.

Exploracin geolgica superficial. Laobservacin de los afloramientos de rocas(donde los estratos subterrneos llegan ala superficie), trincheras y paredes decaones por gelogos capacitados permiteidentificar la litologa y evaluar lasposibilidades de rocas petrolferas, estratosde calidad productiva y mecanismos deentrampamiento en el rea que se estestudiando. Por ejemplo, se ha aprendidomucho sobre los antiguos depsitos apartir del estudio de los deltas de rosmodernos. Los mapas geolgicosdetallados que fueron preparados a partirde estas observaciones muestran la

posicin y la forma de las estructurasgeolgicas y proporcionan descripcionesde las caractersticas fsicas y de los fsilescontenidos en los estratos.

Exploracin geofsica. Mediante el usode equipos sensibles y la aplicacin detcnicas analticas, los geofsicos adquierenmuchos conocimientos sobre el subsuelo.La ms importante de estas tcnicas es laexploracin ssmica, segn la cual las ondasde choque generadas en la superficie ydirigidas hacia abajo se reflejan en losestratos subyacentes y regresan a lasuperficie como ecos de dichos estratos.Como las rocas de diferentes densidades ydureza reflejan las ondas de choque adiferentes velocidades, el sismlogo puededeterminar la profundidad, el espesor y eltipo de roca, registrando con exactitud lasvariaciones en el tiempo que las ondastardan en regresar a la superficie. La ssmicatridimensional moderna ha mejorado elporcentaje de xito del proceso deexploracin, especialmente en las reasrecubiertas de sal descritas anteriormente.Las mejoras constantes de las medicionesssmicas y de los mtodos matemticos(algoritmos) usados para interpretar lasseales, ahora pueden proporcionar unaperspectiva ms clara de las formacionessubterrneas. Otros mtodos geofsicosusan variaciones de la gravedad y de laspropiedades magnticas de la tierra paradetectar las caractersticas generales de lasformaciones subterrneas.

...exploracinssmica,segn la cuallas ondas dechoque...

MTODOS DE PERFORACINUna vez que se ha determinado que existeprobablemente un yacimiento petrolfero,la nica manera de averiguarlo esperforando. La perforacin en busca derecursos naturales no es un conceptonuevo. En el ao 1100 dC ya seperforaban pozos de salmuera en Chinacon profundidades de hasta 3.500 pies,usando mtodos similares a la perforacinpor percusin

Perforacin por percusin. ste es elmtodo que usaron los primerosexploradores de petrleo (wildcatters)en el siglo XIX y a principios del siglo XX,y an se usa hoy para algunos pozossomeros. El mtodo emplea una tubera deperforacin pesada de acero con unabarrena en la parte inferior, suspendida deun cable. El mtodo consiste en levantar y

soltar la herramienta repetidamente. Lamasa metlica que cae sobre la barrenaproporciona la energa requerida pararomper la roca, abriendo un agujero atravs de sta. El agujero permanece vaco,excepto una pequea cantidad de agua enel fondo. Despus de perforar unoscuantos pies, se sube la tubera deperforacin (con su barrena) y se retira losrecortes con un achicador (un tuboabierto con una vlvula en el fondo). Elmtodo de perforacin por percusin essimple, pero slo es eficaz en los pozossomeros. El avance de la obra es muylento debido a la ineficiencia de la barrenay a la necesidad de retirar las herramientascon frecuencia para extraer los recortes.

Perforacin rotatoria. Los equipos deperforacin rotatoria se usan para distintospropsitos - perforacin de pozos de

Perforacin en Busca de Petrleo_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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Sistema de Circulacin11. Tanques de lodo12. Bombas de lodo13. Tubo vertical14. Manguera de perforacin15. Almacenamiento de lodo a

granel16. Lnea de retorno de lodo17. Zaranda18. Deslimador19. Desarenador10. Desgasificador11. Tanques de reserva

Equipo Rotatorio12. Unin giratoria13. Kelly14. Buje de junta kelly15. Mesa rotatoria

Sistema de Levantamiento16. Bloque de corona17. Plataforma del torrero18. Bloque viajero19. Gancho20. Malacate21. Subestructura22. Cable de perforacin

Equipo de Control de Pozo23. Preventor anular24. Preventores de reventones

de ariete25. Unidad de acumulacin26. Mltiple de

estrangulamiento27. Separador de lodo-gas

Sistema de Energa28. Generadores

Tuberas y Equipo de Manejode Tuberas29. Tarimas para tuberas30. Planchada31. Puerta central32. Ratonera

Varios33. Caseta34. Stano35. Cable de levantamiento36. Poste gra

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Figura 3: Perspectiva esquemtica de un equipo de perforacin rotatoria (segn Petex).

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Componentes delEquipo de Perforacin

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petrleo, gas, agua, geotrmicos y dealmacenamiento de petrleo; extraccin dencleos para anlisis de minerales; yproyectos de minera y construccin. Sinembargo, la aplicacin ms importante esla perforacin de pozos de petrleo y gas.Segn el mtodo rotatorio (introducido enla industria de perforacin de pozos depetrleo y gas alrededor de 1900), labarrena queda suspendida de la extremidadde una columna de perforacin tubular(tubera de perforacin) sostenida por unsistema de cable/bloques que, a su vez, estsostenido por una torre de perforacin (verla Figura 3). La perforacin ocurre cuandose hace girar la columna de perforacin y labarrena, mientras que los lastrabarrenas yla barrena imponen peso sobre la roca.

Para enfriar y lubricar continuamente labarrena y retirar los recortes del agujero, sebombea un fluido de perforacin (lodo)dentro de la columna de perforacin. Alalcanzar la barrena, este lodo pasa a travsde las toberas de la barrena, choca contra elfondo del agujero y luego sube en elespacio anular (el espacio entre la columnade perforacin y la pared del pozo),acarreando los recortes que estnsuspendidos en l. En la superficie, se filtrael lodo con zarandas y otros dispositivosque eliminan los recortes, y luego sebombea de nuevo dentro del pozo. Lacirculacin del lodo de perforacin leproporciona a la perforacin rotatoria laeficacia que no se poda conseguir con laperforacin por percusin - la capacidad deretirar los recortes del pozo sin sacar latubera a la superficie.

Los equipos usados en la perforacinrotatoria estn ilustrados en la Figura 3.

BARRENASPara describir los equipos de perforacin

rotatoria, conviene empezar por la partedonde se desarrolla la accin - es decir labarrena. Al girar bajo el peso de lacolumna de perforacin, la barrena rompeo raspa la roca que est por debajo. Lasprimeras barrenas rotatorias eranbarrenas de arrastre porque raspaban laroca. Como se parecan a la cola de unpez, recibieron el nombre de barrenascola de pescado. Estas barrenas eraneficaces para perforar formacionesblandas, pero sus aletas se desgastabanrpidamente en rocas duras. Por lo tantose necesitaba una mejor barrena rotatoria,y a principios de 1900 se introdujo labarrena de rodillos.

Barrenas de rodillos (para rocas). Unabarrena de rodillos - tambin llamadabarrena para rocas - tiene dos o tres fresas

cnicas que ruedan a medida que se hacegirar la barrena. La superficie del rodillocnico tiene dientes que entran encontacto con la mayor parte del fondo delagujero a medida que los conos ruedansobre la superficie (ver la Figura 4a). Estasbarrenas perforan fracturando las rocasduras y ranurando las rocas ms blandas.Tambin se produce una accin deraspado, porque los ejes de los conos estndescentrados en relacin con el eje derotacin. El peso sobre la barrena, lavelocidad de rotacin, la dureza de la roca,la presin diferencial, y la velocidad yviscosidad del fluido de perforacinafectan la velocidad de penetracin de lasbarrenas. Las toberas contenidas dentrodel cuerpo de la barrena aumentan lavelocidad del lodo, produciendo unchorro cuando el lodo sale de la barrena.Esto contribuye a una perforacin msrpida.

Las barrenas para rocas se clasificansegn los tipos de cojinetes y dientes quetienen. Los tipos de cojinetes incluyen (1)cojinetes de rodillos no sellados, (2)cojinetes de rodillos sellados y (3)cojinetes lisos. Cuando se hace referenciaa las barrenas en base a los tipos dedientes que tienen, se usan los siguientestrminos: (1) dientes de inserto y (2)barrenas de carburo de tungsteno (TCI -Tungsten Carbide Insert). El diseo delcojinete es importante para la vida til deuna barrena; los cojinetes sellados y loscojinetes lisos proporcionan una vida tilms larga que los cojinetes no sellados,pero son ms costosos. Los dientes de unabarrena para rocas - su forma, tamao,nmero y colocacin - son importantespara asegurar la eficacia de la perforacinen diferentes formaciones. Las barrenas dedientes fresados tienen dientes que sonmaquinados a partir del mismo lingotemetlico que el cono (ver la Figura 4c). Enalgunos casos, los dientes son revestidoscon metal duro para aumentar la vida til.Este tipo est diseado para formacionessuaves a medianamente duras donde losdientes largos pueden ranurar la roca. Losdientes de las barrenas de dientes deinsertos son en realidad esprragos decarburo de tungsteno insertados enagujeros perforados dentro de los conos(ver la Figura 4a). Las barrenas TCIperforan generando una accin detrituracin para formaciones ms duras yms abrasivas. Algunas barrenas de dientesde insertos son mejoradas con insertosespeciales caracterizados por la aplicacinde una capa de diamante policristalino

...enfriar ylubricarcontinuamentela barrena yretirar losrecortes delagujero...

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sobre el carburo de tungsteno. Esto lesproporciona una vida til an ms largaque el carburo de tungsteno solo.

Barrenas de diamante y PDC. Lasbarrenas de cortadores fijos con superficiescortantes de diamante son usadas para laperforacin de formacionesmedianamente duras a duras, cuando serequiere una vida til extra larga de labarrena, o para operaciones especiales deextraccin de ncleos. Las barrenas decortadores fijos de una pieza usan

fragmentos de diamante natural o pastillasde diamante sinttico como cortadores.Las barrenas de diamante natural usandiamantes naturales de calidad industrialdispuestos en una matriz de acero, de lamanera indicada en la barrenasacancleos de diamantes naturales de laFigura 4d. Durante la rotacin, losdiamantes naturales expuestos raspan ytrituran el pozo. Los cortadores dediamantes sintticos, llamados Cortadoresde Diamantes Policristalinos (PDC), estn

Tipos de Barrenas

Figura 4a: Barrena para rocas (tipo TCI).

Figura 4b: Barrena de PDC (cortadores de diamante policristalino).

Figura 4c: Barrena para rocas de dientes fresados. Figura 4d: Barrena sacancleos de diamantes naturales.

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configurados de manera que loscortadores rompan por esfuerzo cortantela roca que est por debajo de la barrena,produciendo recortes de gran tamao ygrandes velocidades de penetracin (ver laFigura 4b). Las barrenas de PDC tienengran demanda para perforar en muchostipos de rocas, pero especialmente enlargas secciones de formacionesmedianamente duras a duras. Las barrenasde PDC son muy durables y eficaces,ofreciendo mayores velocidades depenetracin y una larga vida til. Sefabrican barrenas de PDC de distintosdiseos para optimizar la perforacin enformaciones particulares. Tpicamente, lasbarrenas de PDC perforan con mayorrapidez en las lutitas que en las areniscas,y se usan con mayor frecuencia paraperforar largas secciones de lutita. Ambostipos de barrenas de diamante funcionande una manera similar a las antiguasbarrenas de arrastre cola de pescado,porque perforan raspando la roca.LA COLUMNA DE PERFORACIN

Comenzando en el fondo, una columnade perforacin bsica para la perforacinrotatoria consta de (1) la barrena, (2)portamechas y Conjuntos de Fondo (BHA

- Bottom-Hole Assembly), y (3) tuberasde perforacin (ver la Figura 5).

El Conjunto de Fondo est ubicadojusto encima de la barrena y se componede portamechas combinados con uno ovarios estabilizadores de aletas (paramantener el Conjunto de Fondo y labarrena concntricos), posiblemente unensanchador (para evitar el ahusamientodel pozo a medida que el dimetro de labarrena se desgasta) y otras herramientas.Las herramientas de MWD (medicin alperforar) y los motores de fondo estngeneralmente ubicados en la parteinferior del Conjunto de Fondo, justoencima de la barrena. A veces se colocaun juego de martillos cerca de la partesuperior del Conjunto de Fondo. Losmartillos pueden soltar la tubera atascadagenerando una accin de martilleocuando son activados por un fuerteesfuerzo de traccin.

Los portamechas son tubos pesados depared gruesa que se usan en el Conjuntode Fondo para proporcionar peso a labarrena. En general, uno de losportamechas es de metal no magntico,de manera que se pueda usar unaherramienta de comps magntico(herramienta de levantamiento) paradeterminar la inclinacin del Conjuntode Fondo inferior y de la barrena sinsufrir las interferencias producidas por losmetales magnticos.

Cada tramo de tubera de perforacintiene una longitud de aproximadamente30 pies, con una conexin hembrasoldada en un extremo y una conexinmacho en el otro extremo. Estosacoplamientos roscados (junta de tuberade perforacin) deben ser fuertes, fiables,resistentes y seguros. Deben ser fciles deenroscar (conectar) y desenroscar(desconectar). Los dimetros exteriores delas tuberas de perforacin estncomprendidos entre 2 3/8 y 6 5/8pulgadas.

La columna de perforacin huecaproporciona un medio para la circulacincontinua y para bombear el lodo deperforacin a gran presin a travs de lastoberas de la barrena, produciendo unchorro de fluido. El chorro de lododespeja el rea debajo de la barrena derecortes, ofreciendo una nueva superficiede roca a los cortadores, e inicia elretorno de los recortes de perforacinhacia la superficie. Esta transmisin depotencia hidrulica de las bombas de lodoa la barrena constituye una funcin muyimportante del lodo.

Perforacin con tubera flexible. Estemtodo emplea una columna continua de

Las barrenasde PDC sonmuydurables yeficaces...

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tubera flexible y un equipo de perforacinespecializado para perforacin con tuberaflexible. En vez de perforar con diferentesjuntas de tubera de perforacintradicional rgida de gran dimetro, lacolumna de perforacin consta de unatubera flexible de dimetro ms pequeo.A diferencia de la tubera de perforacinque se debe enroscar para formar lacolumna de perforacin y que debe serdesconectada en haces de tubera en pie,colocados en la torre de perforacindurante las maniobras (ascenso y descensode la tubera), la tubera viene enrollada enun carrete que se desenrolla a medida quela perforacin va avanzando, y luego sevuelve a enrollar en su carrete durante lasmaniobras. El mtodo de tubera flexiblefacilita considerablemente el descenso y larecuperacin del conjunto de perforacin.

Tradicionalmente, los equipos deperforacin con tubera flexible se usabanen operaciones de rehabilitacin ycompletacin donde la movilidad y los

tamaos compactos eran importantes. Trasel desarrollo de motores de fondo en elfondo del pozo, los cuales no requieren eluso de una columna de perforacinrotatoria para hacer girar la barrena, lasunidades de tubera flexible ahora estnfuncionando como verdaderos equipos deperforacin.

ROTACIN DE LA BARRENACualquiera que sea el tipo de barrena, sernecesario hacerla girar para perforar la roca.Se usan tres mtodos para hacer girar labarrena en el fondo del pozo1. La mesa rotatoria y el kelly hacen girar la

columna de perforacin y la barrena.2. Un motor de rotaria viajera (top-

drive) hace girar la columna deperforacin y la barrena.

3. Slo se hace girar la barrena con unmotor hidrulico de lodo en la columnade perforacin. (La columna deperforacin puede permanecer esttica ogirar mientras se usa un motor de fondo,de la manera deseada.)Mesa rotatoria y kelly. Una mesa

rotatoria es una placa giratoria accionadapor engranajes y cadenas, montada en elpiso del equipo de perforacin, que tieneuna gran abertura central para la barrena yla columna de perforacin. El buje de juntakelly de la mesa rotatoria es un grandonut metlico con un agujerocuadrilateral, hexagonal u octogonal en sucentro. Este buje puede aceptar una tuberaespecial cuadrilateral, hexagonal uoctogonal, llamada kelly. El buje de juntakelly en la mesa rotatoria hace girar el kelly,cuya longitud es de aproximadamente 40pies, de la misma manera que se hace giraruna tuerca hexagonal con una llave. El kellypuede deslizarse libremente hacia arriba yhacia abajo en el buje de junta kelly, demanera que pueda ser levantado mientrasque se conecta un tramo de tubera deperforacin de 30 pies (la junta ms alta dela columna de perforacin) en su parteinferior. Luego se baja la tubera deperforacin dentro del pozo, hasta que labarrena haga contacto con el fondo, y sepuede hacer girar el kelly. El perforador poneen marcha la mesa rotatoria, y a medida quela barrena va perforando, el kelly tambin sedesliza hacia abajo. Cuando el extremosuperior del kelly alcanza el nivel del buje (alnivel del piso del equipo), el kelly esdesconectado de la tubera de perforacin ylevantado mientras que se aade otro tramo,despus de lo cual se repite el proceso deperforacin. De manera que el lodo deperforacin pueda entrar en la columna deperforacin, se conecta una manguera deperforacin y una unin giratoria en la parte

Cualquieraque sea eltipo debarrena, sernecesariohacerlagirar...

Tubera derevestimiento

Salida del lodo

Entrada del lodo

Cemento

Espacioanular

Pozo abierto

Barrena

Kelly

Junta de tuberade perforacin

Tubera deperforacin

PortamechasLo

do

Conj

unto

de

fond

o

Uninsubstituta

intermediaria

Estabilizador

Motor defondo

MWD/LWD

Estabilizador

Figura 5: Componentes de la columna de perforacin.

IntroduccinCAPTULO

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superior del kelly, para abastecer el lodo apartir de las bombas de lodo. La uningiratoria es un dispositivo hueco que recibeel lodo del tubo vertical y de la manguera deperforacin, transmitindolo a travs de unsello rotatorio al kelly y dentro de lacolumna de perforacin. Un inconvenientede la configuracin del kelly/mesa rotatoriaes el hecho que mientras se est sacando latubera con el kelly desconectado, no sepuede bombear ningn lodo y la rotacinde la tubera es mnima.

Rotaria viajera. Una unidad de rotariaviajera presenta considerables ventajassobre una unidad de mando porkelly/rotatorio. La unidad de rotariaviajera hace girar la columna deperforacin con un gran motor hidrulicomontado sobre un mecanismo corredizoen la parte superior de la torre deperforacin. En vez de perforar con untramo de 30 pies antes de hacer unaconexin, las rotarias viajeras usantriples de tubera de perforacin de 3juntas (90 pies) y reducenconsiderablemente el nmero deconexiones requeridas, as como eltiempo necesario para realizar unamaniobra. Una de las ventajas claves - elperforador puede hacer girar la tubera,subiendo y bajando sobre una distanciade 90 pies dentro del agujero, y hacercircular el lodo simultneamente. Estopermite ensanchar rpida y fcilmentelargos y estrechos tramos del agujero sinatascar la tubera. Debido a estas ventajas,se estn instalando unidades de rotariaviajera en la mayora de los equipos deperforacin profunda y de las plataformasde perforacin costafuera.

Motor de fondo. Mientras que los dosprimeros mtodos de rotacin suponen larotacin de la tubera de perforacin parahacer girar la barrena, este mtodo esdiferente. En este caso, se monta un motorhidrulico (motor de fondo accionado porturbina o de desplazamiento positivo) enel Conjunto de Fondo, cerca de la barrena.Durante la perforacin, la energahidrulica producida por el paso del lodo atravs del motor hace girar la barrena. Estose logra mediante el uso de mltipleselementos de rotor/estator dentro delmotor, los cuales hacen girar un eje al cualse ha conectado la barrena. Esto ofrecevarias ventajas. Los motores de fondopueden lograr velocidades rotacionales dela barrena mucho ms grandes que las quese pueden lograr haciendo girar toda lacolumna de perforacin. Se requieremenos energa para hacer girar solamentela barrena. El pozo y la tubera de

revestimiento permanecen en mejorescondiciones, as como la columna deperforacin, cuando slo se hace girar labarrena (y no la tubera). Las mayoresvelocidades rotacionales (RPM) de labarrena producen mejores Velocidades dePenetracin (ROP) y reducen losproblemas generados por las vibraciones.Los motores de fondo son de usoextendido en la perforacin direccionaldonde es crtico mantener la posicin de laherramienta de orientacin en la direccindeseada.

MEDICIN AL PERFORAR (MWD) YREGISTRO AL PERFORAR (LWD)En el pasado, cuando un perforador queraverificar el ngulo de un pozo direccional oregistrar el pozo para obtener ciertainformacin sobre el fondo del pozo o laformacin, slo le quedaba una opcin.Tena que interrumpir la perforacin eintroducir instrumentos especiales demedicin o registro dentro del pozo; a vecesesto supona retirar toda la columna deperforacin antes de poder realizar lamedicin.

Hoy en da contamos con instrumentoselectrnicos complejos que pueden ejecutarlas funciones de Medicin al Perforar

Las mayoresvelocidadesrotacionales(RPM) de labarrenaproducenmejoresVelocidadesdePenetracin(ROP)...

Introduccin


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(MWD) y Registro al Perforar (LWD)mientras que el proceso de perforacin siguesin interrupciones. Las medicionesejecutadas por estos instrumentos son varias,y aunque sean importantes para elperforador, existe otro factor que es an msimportante para los ingenieros de lodo. Setrata del hecho que los instrumentos deMWD y LWD transmiten sus resultados a lasuperficie generando ondas pulsatorias en lacolumna de lodo de perforacin ubicadadentro de la columna de perforacin. Por esemotivo, las condiciones del lodo (densidad,viscosidad, arrastre de gas, etc.) sernespecialmente importantes en los equipos deperforacin que estn usando instrumentosde MWD y LWD.

SISTEMA DE LEVANTAMIENTO DE LATORRE DE PERFORACIN

Los equipos de perforacin deben tenermucha potencia para levantar y suspenderel peso de largas columnas de perforaciny tuberas de revestimiento. Este sistemade levantamiento debe tener suficientecapacidad para superar cualquierresistencia causada por tramos estrechosdentro del agujero y sacudir o tirar de latubera atascada. Aunque el peso delequipo est suspendido de lo alto de latorre de perforacin, la potencia delevantamiento proviene de la mquina odel motor que acciona el malacate. Elmalacate controla un carrete de cable dealambre que pasa por un sistema debloques para reducir los esfuerzosmecnicos.

He aqu una perspectiva general. Unbloque estacionario (bloque de corona)est montado en la parte superior de latorre de perforacin y un bloque mvil(bloque viajero) est suspendido de uncable, tambin llamado cable de alambre.Un extremo de este cable de alambre, elcable del tambor, est enrollado alrededordel tambor del malacate y luego pasavarias veces entre las ranuras del bloquede corona y las ranuras del bloque viajero.El extremo muerto del cable de alambre,el cable muerto, est sujeto a la base de latorre de perforacin. Este polipasto demltiples bloques le proporciona una granventaja mecnica al sistema delevantamiento.

La parte inferior del bloque viajero tieneun gancho de gran tamao. Durante laperforacin, una unin giratoria quedasuspendida del gancho por un achique. Launin giratoria proporciona un sellorotatorio estanco a la presin, de manera

que el lodo pueda fluir bajo presindentro del kelly y de la columna deperforacin. El gancho tambin suspendela columna de perforacin girada por elkelly.

Malacates y tenazas. Durante lasmaniobras, se pone a un lado la uningiratoria (con el kelly conectado).Dispositivos llamados elevadores cuelgan delgancho para levantar la columna deperforacin fuera del agujero. Cuando seefecta una maniobra, haces de tubera enpie de tres juntas (triples) (aproximadamente90 pies de tubera de perforacin) sonretirados del pozo. Mientras que sedesenrosca y se vuelve a colocar un haz detubera en pie en la torre de perforacin, elresto del peso de la columna de perforacines sostenido a partir de la mesa rotatoria porcuas que agarran la tubera por debajo de lajunta de tubera de perforacin. Las juntas detubera de perforacin son apretadas odesapretadas usando tenazas para tuberas(llaves de tubos de gran tamao). Se usa unacadena enroscadora para enroscar ydesenroscar las juntas rpidamente. El tornomecnico es el dispositivo que tira de lacadena enroscadora y de las tenazas paratuberas. El torno de friccin, alrededor delcual se ha enrollado un cable, permite que lacuadrilla del equipo de perforacin ejecutevarias tareas, tales como las operaciones detraccin y levantamiento de pequeascargas. El torno de friccin y el tornomecnico son accionados por el eje delcabrestante auxiliar.

El malacate contiene un guinche detambor de gran tamao que se usa paraenrollar y tirar del cable de alambre (cable deperforacin), de la manera indicadaanteriormente. El tambor est provisto delfreno principal que tiene la capacidad deparar rpidamente y sostener el peso de lacolumna de perforacin. Cuando se bajancargas pesadas, el freno principal esrespaldado por un freno hidrulico oelctrico auxiliar llamado retardador(hidromatico), para absorber la gran cantidadde energa desarrollada por la masaconstituida por el bloque viajero, el conjuntode gancho y la columna de perforacin.

Consola del perforador. La consola demandos del perforador est ubicada allado del malacate. A partir de estaposicin estratgica, el perforador controlael freno, los tornos auxiliares, la mesarotatoria (o rotaria viajera), la velocidad ala cual se sube o se baja la columna deperforacin, la velocidad de la bomba delodo y otras funciones importantes.

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CIRCULACIN DEL LODO YELIMINACIN DE SLIDOS

En lo que se refiere a la descripcin de unsistema de circulacin de lodo, resultalgico comenzar con las bombas de lodo(ver la Figura 6). Estas bombas y los motoresque las accionan representan el corazndel sistema de lodo, de la misma maneraque el lodo en circulacin constituye elalma de la operacin de perforacin. Lasbombas de lodo son bombas dedesplazamiento positivo, algunas de lascuales producen hasta 5.000 psi (libras porpulgada cuadrada). Estas bombas sonaccionadas por motores diesel o elctricos.Para producir la presin y el caudalrequeridos para un conjunto especfico decondiciones de perforacin, ser necesarioseleccionar los tamaos correctos dembolo y camisa para las bombas, yespecificar los tamaos apropiados detobera para la barrena. Este proceso se llamaoptimizacin de la hidrulica y constituye unfactor clave en la perforacin eficaz.

Despus de salir de la bomba de lodo aalta presin, el fluido de perforacin subepor el tubo vertical, un largo tubo verticalatado al pie de la torre de perforacin, pasaa travs de la manguera del kelly (manguera

de perforacin) (cuello de cisne) y luegofluye hacia abajo dentro del kelly. Despus,el lodo viaja a travs de la columna deperforacin hasta alcanzar la barrena. Engeneral, una barrena tiene dos o mstoberas (chorros) que aceleran el lodo paraobtener un chorro de gran velocidad. Estechorro de lodo de gran velocidad lava elfondo del pozo para mantener limpios loscortadores de la barrena y proporcionar unanueva superficie de roca a la barrena. Apartir del fondo del pozo, el lodo sube porel espacio anular que existe entre lacolumna de perforacin y el pozo,transportando los recortes generados por labarrena.

El lodo y su carga de recortes fluyen fueradel niple de campana, pasando a travsde una tubera inclinada de gran dimetro(lnea de flujo) hasta llegar sobre una ovarias mallas vibratorias de tela metlicamontadas sobre la zaranda. Este conceptoconsiste en hacer caer el lodo a travs de lasmallas, separando la mayora de los recortes(de tamao ms grande que la apertura dela tela metlica de la malla) del sistema decirculacin. Despus de pasar a travs de lamalla, el lodo cae dentro de un tanque deasentamiento. stos son tanques metlicos

...elperforadorcontrola elfreno, losaparatosauxiliares...

Despus, ellodo viaja atravs de lacolumna deperforacinhastaalcanzar labarrena.

Tubo vertical Unin giratoria

Manguera del kelly

Lnea de succin

Tanques de lodo

Zaranda

Lnea de flujo

Bomba de lodoLnea dedescarga Tolva mezcladora (embudo) Kelly (vstago)

Tubera deperforacin

Portamechas(Lastrabarrena)

Barrena (mecha, trpano)

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_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Figura 6: Sistema de circulacin de lodo.

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rectangulares de gran tamao, conectadospor tuberas o canales. El tanque deasentamiento (trampa de arena) no esagitado, de manera que los slidosresiduales de gran tamao puedansedimentarse por separado del lodo. A partirdel tanque de asentamiento, el lodo pasadentro de fosos de lodo agitados, ubicadoscorriente abajo, donde se separa el gas, laarena y el limo. Despus de eso, el lodoentra en el tanque de succin, donde lasbombas lo extraen para hacerlo circular denuevo dentro del agujero. El tanque desuccin tambin se usa para agregarproductos qumicos de tratamiento yaditivos acondicionadores del lodo. En estetanque se usa una tolva de lodo provista deun medidor venturi para agregar aditivossecos tales como las arcillas y los agentesdensificantes.

PREVENTORES DE REVENTONESUn lodo de perforacin debera tener una

densidad suficiente (peso del lodo) paraevitar (hidrostticamente) que cualquier gas,petrleo o agua salada entre en el pozo demanera descontrolada. Sin embargo, estosfluidos de la formacin a veces entran en elpozo a presiones elevadas. Cuando estoocurre, se dice que un pozo est teniendo unamago de reventn. Esto es especialmentepeligroso cuando el fluido es gas o petrleo.

Para protegerse contra dichos peligros, losequipos de perforacin estn generalmenteprovistos de un conjunto de Preventores deReventones (BOPs). Segn la profundidaddel pozo y otras circunstancias, variasunidades de BOP pueden estar ensambladasunas a otras, y luego a la brida delrevestimiento de superficie. Se puedeaccionar uno o varios de estos BOPs paraobturar el agujero cuando ocurre algnamago de reventn. La presencia demltiples BOPs en el conjunto proporcionala flexibilidad y redundancia del sistema encaso de falla.

Un preventor anular (bag-typepreventer) comnmente conocido comoHydrilTM, est instalado en la parte superiordel conjunto de BOP. Esta unidad contieneun inserto elastomrico con aletas de aceroque puede ser ensanchado hidrulicamentepara obturar el espacio anular. Debajo de lospreventores anulares se instalan preventoresde reventones de ariete, los cuales estnprovistos de arietes accionadoshidrulicamente que se cierran contra latubera o contra s mismos, empujandohacia dentro, a partir de los lados opuestosde la tubera. Estos preventores puedenconstar de arietes anulares, arietes ciegos oarietes cortadores. Los arietes anulares tienencabezas de forma cncava para agarrar la

tubera y formar un sello alrededor de sta;estos preventores desempean la mismafuncin que los preventores anulares peroestn clasificados para presiones ms altas.Los arietes ciegos encajan unos en otrossobre el pozo, formando entre ellos un sellohermtico a los fluidos, en caso de que latubera no est en el pozo o que sedesprenda y caiga dentro de l. Los arietescortadores cortan la tubera antes de cerrarsepara formar un sello.

Debajo de los preventores de reventonesse encuentra el carrete de perforacin. stetiene un orificio en su lado para permitir elbombeo del lodo de perforacin y de losfluidos del amago de reventn. Una lnea deestrangular de alta presin est conectada alcarrete con una vlvula de contrapresinespecial (el estrangulador) en la lnea.Durante los procedimientos de control depozo, se usa el estrangulador para mantenerla contrapresin en el espacio anularmientras que se bombea lodo ms pesadodentro de la columna de perforacin paradominar el amago de reventn. Si el fluidoinvasor contiene gas, el gas debe serseparado del lodo que sale del pozo. Se envael lodo cortado por gas del estrangulador aun recipiente separador de lodo-gas. Sequema el gas por antorcha y se devuelve ellodo a los tanques para reacondicionarlo.

TUBERA DE REVESTIMIENTO Y TUBERADE REVESTIMIENTO CORTACuando se est perforando un pozo, lasformaciones expuestas deben estarcubiertas y protegidas peridicamente poruna tubera de acero. Esto se hace porvarios motivos - evitar que el pozo sederrumbe, proteger las formacionesperforadas y/o aislar las diferentes zonasgeolgicas. Estas tuberas protectoras sellaman tuberas de revestimiento y tuberas derevestimiento cortas. Tubera de revestimientose refiere a la tubera que empieza en lasuperficie o en la lnea de lodo y seextiende hacia abajo, dentro del pozo. Eltrmino tubera de revestimiento corta serefiere a la tubera cuyo extremo superiorno alcanza la superficie o la lnea de lodo,sino que se encuentra dentro del pozo yrecubre la parte inferior de la ltima tuberade revestimiento o de la ltima tubera derevestimiento corta. Las tuberas derevestimiento y las tuberas derevestimiento cortas estn total oparcialmente cementadas en su sitio.

Tubera de revestimiento. Dos, tres oms tuberas de revestimiento pueden serintroducidas en un pozo, con la tubera demenor tamao insertada dentro de lastuberas de mayor tamao, e introduciendolas ms pequeas hasta profundidades ms

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grandes que las tuberas de mayor tamao.Se introduce y cementa el revestimiento desuperficie a la profundidad requerida paraproteger las capas acuferas de agua dulce yevitar la filtracin del lodo dentro de lascapas poco profundas de arena y grava; stapuede ser colocada a una profundidad deaproximadamente 2.000 pies. La siguientetubera es la tubera de revestimientointermedia. sta es introducida ycementada cuando es necesario modificar ellodo a una densidad que no puede sertolerada por las formaciones expuestas opor el revestimiento de superficie. Se puedecolocar otra tubera de revestimiento o unatubera de revestimiento corta debajo de latubera de revestimiento intermedia.

Tuberas de revestimiento cortas.Puede que no sea necesario, econmico oprctico entubar la totalidad del pozopreviamente revestido, usando una tuberade revestimiento corta que se extiendahasta la superficie, simplemente paraproteger la parte inferior del pozo noentubado. Esto es especialmente cierto amedida que el pozo se aproxima a laprofundidad total y que su tamaodisminuye. Por lo tanto, se coloca unatubera de revestimiento corta desde elfondo del pozo, subiendo dentro la tuberade revestimiento, y recubrindola varioscientos de pies. Herramientas especialesllamadas sujetadores de tuberas derevestimiento cortas sujetan las tuberas derevestimiento cortas dentro de la tuberade revestimiento. La introduccin de unatubera de revestimiento corta protege elltimo intervalo no entubado del pozo, elcual incluye generalmente la seccin delyacimiento.

CEMENTACINDespus de colocar correctamente unatubera de revestimiento o una tubera derevestimiento corta dentro del pozo, semezcla y se bombea rpidamente unalechada de cemento dentro de la tuberade revestimiento (o tubera derevestimiento corta). La presin expulsala lechada del fondo y la hace subirdentro del espacio anular entre la tuberay la pared del pozo. Despus del cemento,se introduce en el fondo del pozo lacantidad precisa de fluido necesaria paraexpulsar todo menos la ltima parte delcemento fuera de la tubera derevestimiento o de la tubera derevestimiento corta. Una vez que todo elcemento se ha endurecido, se perfora atravs de dicha pequea cantidad decemento que permanece dentro de latubera de revestimiento o de la tuberade revestimiento corta, y se sigue

perforando el pozo sobre unos cuantospies de roca nueva, ms all del extremode la tubera de revestimiento. Luego seefecta la prueba de presin con el fin dedeterminar el peso de lodo que la tuberade revestimiento o la tubera derevestimiento corta podr soportar, parafuturas referencias. Si el resultado de laprueba es negativo, puede que seanecesario realizar una cementacincorrectiva (inyeccin de cemento). Unavez que la cementacin supera la pruebade presin, se puede continuar laperforacin.

REGISTRO DE LODOSDurante la perforacin de un pozo se usandistintos mtodos para identificar losestratos geolgicos segn la edad y el tipo, ypara buscar indicios de petrleo y gas. Elregistro de lodos constituye uno de estosmtodos. Este mtodo supone laobservacin de los recortes para determinarla litologa y la fluorescencia queconstituyen indicaciones de petrleollamadas indicios. Al analizar los gasescontenidos en el lodo que regresa del fondodel pozo, se puede determinar la presenciade hidrocarburos. La profundidad, lavelocidad de penetracin y otrosparmetros se correlacionan con los indiciosde petrleo y los cambios litolgicos.

EXTRACCIN Y ANLISIS DE NCLEOSUn mtodo valioso de evaluacin delyacimiento es el anlisis de ncleos. Unncleo es un fragmento de roca que fuetomado en el yacimiento que se estestudiando. Fragmentos cilndricos de roca(ncleos) de varios pies de largo puedenser obtenidos al perforar con una barrenasacancleos especial conectada a unsacancleos (tubo estuche para ncleos).La barrena slo corta la circunferenciaexterior de la formacin, y el cilindro deroca resultante queda capturado dentro delsacancleos. Pequeos ncleos de paredlateral pueden ser obtenidos con equiposde registro con cable despus que una zonahaya sido perforada. Los ncleos sonexaminados en cierta medida por ungelogo en el equipo de perforacin, perogeneralmente son enviados a unlaboratorio de anlisis de ncleos para unaevaluacin exhaustiva. Los laboratoriospueden medir directamente la porosidad,permeabilidad, contenido de arcilla,litologa, indicios de petrleo y otrosparmetros valiosos de la formacin. Laextraccin de ncleos constituye unaoperacin costosa y slo se realiza cuandoes necesario obtener los mejores datosdirectos sobre la formacin.

...se usandistintosmtodosparaidentificarlos estratosgeolgicos...

Introduccin


CAPTULO

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PRUEBA DE PRODUCTIVIDAD POTENCIALDE LA FORMACIN (DST) Y PRUEBA DEINTERVALO (FIT)

La Prueba de Productividad Potencial dela Formacin (DST - Drill-Stem Testing)y la Prueba de Intervalo (FIT -Formation-Interval Testing) son dosmtodos similares usados para medirdirectamente el potencial productivo deuna formacin, tomar muestras de losfluidos de la zona probada y obtenerdatos sobre la presin y la temperatura.

Una prueba DST es una completacinprovisional a travs de la tubera deperforacin, usando unempaque/herramienta de pruebarecuperable en la parte inferior de lacolumna de perforacin. Se instala elempaque para obturar el espacio anular yse abre la herramienta de prueba parapermitir el flujo de la zona abierta. Luegose cierra la herramienta de prueba, seretira el empaque y se saca la columna deperforacin fuera del agujero. Se tomauna muestra del fluido. Los instrumentoscontenidos en la herramienta registran lapresin y la temperatura.

La herramienta de FIT es introducida enel pozo usando un cable de alambre envez de la columna de perforacin. Laherramienta se asienta contra el lado delpozo. Se toma una muestra del fluido y semide la presin y la temperatura. Luegose retira del pozo la herramienta de FITpara capturar la muestra bajo presin. Lamuestra puede ser transferida bajopresin a otro contenedor para serenviada a un laboratorio donde serealizar el anlisis del fluido.

REGISTRO CON CABLEEl mtodo de mayor uso para laevaluacin de la formacin es el registrocon cable. Las herramientas especialesintroducidas dentro del agujero miden laspropiedades elctricas, acsticas y/oradioactivas de las formaciones. Un cableelctrico conecta la herramienta a unaunidad de registro ubicada en lasuperficie, donde las seales de laherramienta son amplificadas yregistradas o digitalizadas para el anlisiscomputarizado. Los registros pueden serusados para localizar e identificar lasformaciones en el pozo y para realizarcorrelaciones geolgicas con los pozos

adyacentes. Varios registros puedenindicar la litologa, porosidad,permeabilidad, tipo de fluido (petrleo,gas, agua dulce, agua salada), contactosde fluidos, y en cierta medida, dnde sepuede encontrar la mejor parte delyacimiento. Los registros miden laspresiones y temperaturas de fondo, ascomo el tamao del pozo. Los registrostambin verifican el desgaste de la tuberade revestimiento y la integridad de laadherencia del cemento detrs de latubera de revestimiento.

PERFORACIN DIRECCIONALHasta hace poco, la mayora de los pozos seperforaban verticalmente, pero cada vezms, las situaciones actuales requieren quese perfore un nmero creciente de pozos agrandes ngulos, o incluso horizontalmente(a 90 del plano vertical). Adems de losgrandes ngulos, ahora es posible cambiarradicalmente la orientacin (azimut) de laperforacin, hasta 180. Existen numerosasy variadas razones para hacer esto, pero lamayora son de carcter econmico,ambiental y/o tcnico. Los pozos desviadospueden tener acceso a una mayor parte delyacimiento que si se hubiera simplementeperforado pozos verticales. Los pozos dedrenaje horizontales se han convertido enun xito tcnico y siguen creciendo ennmero. En una aplicacin, el pozodireccional cruza varias fracturas verticalesadyacentes, pero aisladas y discretas, con unsolo pozo de drenaje (como en la Tiza deAustin). En otra, el pozo direccional exponeuna ms larga seccin productiva, tal comoen un yacimiento de estratificacin fina olenticular.Debido al enorme costo de la perforacincostafuera, una sola plataforma sirvegeneralmente de plataforma delanzamiento para varios pozos altamentedesviados de largo alcance, a fin de cubrir lamayor parte o la totalidad de un yacimientode gran tamao. Estos pozos constituyenun proyecto de perforacin de alcanceextendido, tal como los que se realizancomnmente en el Mar del Norte, el Golfode Mxico y otras regiones. En algunoscasos, el pozo desviado puede tenercambios de azimut, orientacin einclinacin, lo cual resulta en unaconfiguracin en forma de S o U.

...Losregistrosmiden laspropiedadeselctricas,acsticas y/oradioactivasde lasformaciones.

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COMPLETACIN DEL POZODespus de colocar las tuberas derevestimiento y las tuberas de revestimientocortas, la siguiente etapa es la fase decompletacin de un pozo. Completacinsignifica simplemente preparar el pozo paraproducir petrleo y gas a presiones ycaudales controlados. La Figura 7 ilustra lascuatro tcnicas comunes de completacin.En todas stas, la tubera de revestimientoimpide que las formaciones ubicadas encimade la zona productiva se derrumben dentrodel agujero. Si la formacin productiva es losuficientemente fuerte, como en el caso dela caliza, se puede cementar una longitud detubera de revestimiento directamenteencima de esta formacin, dejando laformacin productiva sin refuerzo. Esto sellama completacin en pozo abierto. Si la rocade la formacin productiva necesita unrefuerzo, se pueden usar otros mtodos:

Tubera de revestimiento o tubera derevestimiento corta perforada. Deconformidad con este mtodo, la tubera derevestimiento o la tubera de revestimientocorta es introducida a travs de toda la zona

productiva y cementada en su sitio. Luegose perforan pozos (mediante una cargaexplosiva) dentro de la formacin, a travsde la tubera de revestimiento y delcemento. Estas perforaciones son creadascon unas pistolas especiales que se bajandentro del pozo con un cable de alambre.Luego la pistola es disparada elctricamentey potentes cargas huecas perforan la tuberay la zona a intervalos predeterminados. Unavez realizadas las perforaciones, el petrleoy/o gas puede fluir dentro de la tubera derevestimiento.

Tubera de revestimiento cortaperforada o ranurada. En el segundomtodo, una tubera de revestimientocorta preperforada o ranurada (conagujeros o ranuras al nivel de la zonaproductiva) cuelga de la parte inferior dela ltima tubera de revestimiento. Si laformacin productiva es dbil o est malconsolidada, la arena y otros slidos serntransportados dentro del pozo a medidaque se produce petrleo y gas. Para evitaresta produccin de arena, la tubera derevestimiento corta ranurada o perforadapuede estar provista de una capaprotectora constituida por una malla dealambre o un filtro de grava, para impedirque la arena entre en el pozo.

Filtro de grava. Otro mtodo que resultatil cuando la formacin productiva esdbil (tal como la arena floja) y debe serreforzada o sostenida, es el filtro de gravaconvencional. Una operacin de relleno degrava consiste en hacer circular y colocargrava dimensionada cuidadosamentedentro del espacio anular, entre la tuberade revestimiento corta y la pared del pozo.El filtro forma una capa permeable paraexcluir del pozo cualesquier partculas quepuedan desprenderse de la formacindurante la produccin.

TUBERA DE PRODUCCINLa sarta de tubos (tubera) a travs de la cualse produce el petrleo y el gas constituyeuna sarta de tubera de produccin. Estatubera est colgada dentro de la tubera derevestimiento o de la tubera derevestimiento corta. Los dimetros de latubera de produccin varan entre 3/4 y 41/2 pulgadas, y los ms comunes son de 23/8, 2 7/8 y 3 1/2 pulgadas. Debido a larelacin relativamente alta del espesor depared al dimetro de la tubera de

Produccin del Petrleo

Figura 7: Configuracin de ciertos tipos decompletaciones en el fondo del pozo.

...la tubera derevestimientoimpide que lasformaciones sederrumben...

Formacinproductiva

Tubera derevestimientohasta lasuperficie

Cemento


Colgador detubera derevestimientocorta yempaque

Cemento


Colgador detubera derevestimientocorta yempaque

Cemento

Grava


Cemento

(a) Completacin en pozo abierto

(b) Completacin con perforacin a pistolas

(c) Completacin con revestidor auxiliar

(d) tubera de revestimiento cortacon filtro de grava

Formacinproductiva

Agujerosperforados

a pistolas

Formacinproductiva

tubera derevestimiento

corta ranurada

Formacinproductiva

tubera derevestimiento

cortaranurada

Introduccin


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produccin, sta puede soportar presionesconsiderablemente ms altas que la tuberade revestimiento, y por consiguiente,permite controlar y producir de manerasegura los yacimientos sometidos a altaspresiones. En una completacin de altapresin, el espacio anular de la tubera derevestimiento/tubera de produccin esobturado cerca del fondo con un empaquede la tubera de produccin. (Un empaquees un dispositivo que puede expandirse paraobturar un espacio anular entre dos tuberasconcntricas.)

Con un empaque colocado y sellado, elpetrleo y el gas fluyen dentro de la tuberade produccin y suben hasta la superficie,donde la presin y el caudal soncontrolados por vlvulas y estranguladoresde superficie. Si un pozo produce a partir dedos o ms zonas, se debe usar un empaquea zonas mltiples para acomodar laproduccin de diferentes zonas a una solasarta de tubera de produccin. Otraposibilidad sera terminar el pozo conmltiples sartas de tubera de produccin yusar obturadores mltiples para dirigir laproduccin de petrleo y gas de cada zonahacia distintas sartas de tubera deproduccin.

Un fluido empacador estable y nocorrosivo permanece estacionario dentrodel espacio anular encima del empaque yalrededor de la tubera de produccin. Estefluido permanecer en su sitio por variosaos. Los fluidos empacadores sonnecesarios para ayudar a equilibrar laspresiones y los esfuerzos mecnicossoportados por la tubera de revestimiento,la tubera de produccin y el empaque.

EQUIPOS DE PRODUCCINUna vez terminado, el pozo est listo

para ser conectado al sistema y puesto enproduccin. Una multitud de equiposentran en juego en la superficie, a estasalturas del proceso. Estos equipos sernvariables de un pozo a otro y cambiarn amedida que un pozo determinado se estagotando. Un factor crtico a tener encuenta es determinar si el yacimientotiene suficiente presin interna para fluirnaturalmente o si requiere mediosauxiliares para optimizar el flujo.

Si el pozo fluye sin asistencia, entoncesslo se requiere instalar un cabezal depozo. El cabezal de pozo (rbol de

navidad) consta de una serie de vlvulasreguladoras de flujo, estranguladores ymedidores montados sobre bridas defijacin. A partir del rbol de navidad, elpetrleo y el gas pasan a un separador, yquizs a un equipo calentador/tratadorpara descomponer cualquier emulsin ypreparar el petrleo para transferirlo a untanque de almacenamiento o a unoleoducto, y preparar el gas para eltransporte por gasoducto. Puede que seanecesario comprimir el gas antes detransferirlo al gasoducto.

MTODOS DE BOMBEOSi la presin del yacimiento es demasiado

baja para forzar el petrleo, gas y agua hastala superficie, ser necesario usar algn tipode extraccin artificial. El bombeoconstituye un mtodo econmico parahacer subir el petrleo hasta la superficie. Labomba propiamente dicha est ubicada enel fondo, por debajo del nivel de petrleoestancado. Una bomba alternativa (dembolo buzo) aspira el petrleo durante lacarrera ascendente y rellena la bombadurante la carrera descendente. Una varillade bombeo que va desde la bomba hasta lasuperficie est conectada a un caballete debombeo.

Las bombas elctricas de fondorepresentan otro mtodo usadocomnmente para hacer subir el petrleo yel agua hasta la superficie. Estas bombas seinstalan en el fondo del pozo y sonaccionadas por la energa elctricasuministrada mediante un cable.

Otro mtodo comn de extraccin depetrleo es la extraccin asistida por gas, osimplemente extraccin artificial por gas. Estemtodo usa el gas (del mismo pozo u otrafuente) inyectado dentro de la columna depetrleo al fondo del pozo para levantar losfluidos. El gas se inyecta bajo presin dentrodel espacio anular de la tubera derevestimiento/tubera de produccin, atravs de una serie de vlvulas de extraccinartificial por gas. Los fluidos (petrleo yagua) que se encuentran encima del orificiode inyeccin de gas son desplazados haciaarriba, hacindose menos densos a medidaque se acercan a la superficie, debido al gasque se ha inyectado dentro de ellos. El gas,petrleo y agua pueden ser extrados de estamanera hasta que este mtodo deje de sereconmico.

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El bombeoconstituyeun mtodoeconmicopara hacersubir elpetrleo...

Funciones

Funciones 2.1 N de Revisin: A-1 / Fecha de Revisin: 14-02-01

CAPTULO

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El objetivo de una operacin deperforacin es perforar, evaluar yterminar un pozo que producirpetrleo y/o gas eficazmente. Losfluidos de perforacin desempeannumerosas funciones que contribuyenal logro de dicho objetivo. Laresponsabilidad de la ejecucin de estasfunciones es asumida conjuntamentepor el ingeniero de lodo y las personasque dirigen la operacin de perforacin.El deber de las personas encargadas deperforar el agujero - incluyendo elrepresentante de la compaaoperadora, el contratista de perforaciny la cuadrilla del equipo de perforacines asegurar la aplicacin de losprocedimientos correctos deperforacin. La obligacin principal delingeniero de lodo es asegurarse que las

propiedades del lodo sean correctas parael ambiente de perforacin especfico. Elingeniero de lodo tambin deberarecomendar modificaciones de lasprcticas de perforacin que ayuden alograr los objetivos de la perforacin.

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El deber delas personasencargadasde perforar elpozo...

Introduccin

Las funciones del fluido de perforacindescriben las tareas que el fluido deperforacin es capaz de desempear,aunque algunas de stas no seanesenciales en cada pozo. La remocinde los recortes del pozo y el control delas presiones de la formacin sonfunciones sumamente importantes.Aunque el orden de importancia seadeterminado por las condiciones delpozo y las operaciones en curso, lasfunciones ms comunes del fluido deperforacin son las siguientes:

1. Retirar los recortes del pozo.

2. Controlar las presiones de laformacin.

3. Suspender y descargar los recortes.

4. Obturar las formacionespermeables.

5. Mantener la estabilidad delagujero.

6. Minimizar los daos alyacimiento.

7. Enfriar, lubricar y apoyar labarrena y el conjunto deperforacin.

8. Transmitir la energa hidrulica alas herramientas y a la barrena.

9. Asegurar una evaluacin adecuadade la formacin.

10. Controlar la corrosin.

11. Facilitar la cementacin y lacompletacin.

12. Minimizar el impacto al ambiente.

1. REMOCIN DE LOS RECORTES DELPOZO

Los recortes de perforacin deben serretirados del pozo a medida que songenerados por la barrena. A este fin,se hace circular un fluido deperforacin dentro de la columna deperforacin y a travs de la barrena, elcual arrastra y transporta los recorteshasta la superficie, subiendo por elespacio anular. La remocin de losrecortes (limpieza del agujero)depende del tamao, forma ydensidad de los recortes, unidos a laVelocidad de Penetracin (ROP); de larotacin de la columna deperforacin; y de la viscosidad,densidad y velocidad anular del fluidode perforacin.

Funciones del Fluido de Perforacin

FuncionesCAPTULO

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Viscosidad. La viscosidad y laspropiedades reolgicas de los fluidos deperforacin tienen un efectoimportante sobre la limpieza del pozo.Los recortes se sedimentanrpidamente en fluidos de bajaviscosidad (agua, por ejemplo) y sondifciles de circular fuera del pozo. Engeneral, los fluidos de mayor viscosidadmejoran el transporte de los recortes.

La mayora de los lodos deperforacin son tixotrpicos, es decirque se gelifican bajo condicionesestticas. Esta caracterstica puedesuspender los recortes mientras que seefectan las conexiones de tuberas yotras situaciones durante las cuales nose hace circular el lodo. Los fluidos quedisminuyen su viscosidad con elesfuerzo de corte y que tienen altasviscosidades a bajas velocidadesanulares han demostrado ser mejorespara una limpieza eficaz del pozo.

Velocidad. En general, la remocinde los recortes es mejorada por lasaltas velocidades anulares. Sinembargo, con los fluidos deperforacin ms diluidos, las altasvelocidades pueden causar un flujoturbulento que ayuda a limpiar elagujero, pero puede producir otrosproblemas de perforacin o en elagujero.

La velocidad a la cual un recorte sesedimenta en un fluido se llamavelocidad de cada. La velocidad decada de un recorte depende de sudensidad, tamao y forma, y de laviscosidad, densidad y velocidad delfluido de perforacin. Si la velocidadanular del fluido de perforacin esmayor que la velocidad de cada delrecorte, el recorte ser transportadohasta la superficie.

La velocidad neta a la cual unrecorte sube por el espacio anular sellama velocidad de transporte. En unpozo vertical:

Velocidad de transporte = Velocidadanular - velocidad de cada(Observacin: La velocidad de cada, la

velocidad de transporte y los efectos de lareologa y de las condiciones hidrulicassobre el transporte de los recortes sedescribirn detalladamente en otrocaptulo.)

El transporte de recortes en los pozosde alto ngulo y horizontales es msdifcil que en los pozos verticales. La

velocidad de transporte, tal como fuedefinida para los pozos verticales, no esaplicable en el caso de pozos desviados,visto que los recortes se sedimentan enla parte baja del pozo, en sentidoperpendicular a la trayectoria de flujodel fluido, y no en sentido contrario alflujo de fluido de perforacin. En lospozos horizontales, los recortes seacumulan a lo largo de la parte inferiordel pozo, formando camas de recortes.Estas camas restringen el flujo,aumentan el torque, y son difciles deeliminar.

Se usan dos mtodos diferentes paralas situaciones de limpieza difcil delpozo que suelen ser encontradas en lospozos de alto ngulo y horizontales:a) El uso de fluidos tixotrpicos que

disminuyen su viscosidad con elesfuerzo de corte y que tienen unaalta Viscosidad a Muy BajaVelocidad de Corte (LSRV) ycondiciones de flujo laminar.Ejemplos de estos tipos de fluidoincluyen los sistemas debiopolmeros como FLO-PRO, y laslechadas de bentonita floculadas talcomo el sistema DRILPLEXTM deHidrxido de Metales Mezclados(MMH). Dichos sistemas de fluidosde perforacin proporcionan unaalta viscosidad con un perfil develocidad anular relativamenteplano, limpiando una mayorporcin de la seccin transversaldel pozo. Este mtodo tiende asuspender los recortes en latrayectoria de flujo del lodo eimpide que los recortes sesedimenten en la parte baja delpozo. Con los lodos densificados, eltransporte de los recortes puede sermejorado aumentando lasindicaciones de 3 y 6 RPM delcuadrante de Fann (indicaciones deLSRV) de 1 a 1 1/2 veces el tamaodel pozo en pulgadas, y usando elms alto caudal laminar posible.

b) El uso de un alto caudal y de unlodo fluido para obtener un flujoturbulento. El flujo turbulentoproporcionar una buena limpiezadel pozo e impedir que los recortesse sedimenten durante lacirculacin, pero stos sesedimentarn rpidamente cuandose interrumpa la circulacin. Estemtodo funciona manteniendo los

La velocidada la cual unrecorte sesedimenta enun fluido...

El uso defluidostixotrpicosquedisminuyensu viscosidadcon elesfuerzo decorte y quetienen unaaltaViscosidad aMuy BajaVelocidad deCorte...

recortes suspendidos bajo el efectode la turbulencia y de las altasvelocidades anulares. Es ms eficazcuando se usan fluidos nodensificados de baja densidad enformaciones competentes (que no sedesgastan fcilmente). La eficacia deesta tcnica puede ser limitada pordistintos factores, incluyendo unagujero de gran tamao, una bombade baja capacidad, una integridadinsuficiente de la formacin y el usode motores de fondo y herramientasde fondo que limitan el caudal.

Densidad. Los fluidos de altadensidad facilitan la limpieza del pozoaumentando las fuerzas de flotacinque actan sobre los recortes, lo cualcontribuye a su remocin del pozo. Encomparacin con los fluidos de menordensidad, los fluidos de alta densidadpueden limpiar el agujero de maneraadecuada, aun con velocidades anularesms bajas y propiedades reolgicasinferiores. Sin embargo, el peso del lodoen exceso del que se requiere paraequilibrar las presiones de la formacintiene un impacto negativo sobre laoperacin de perforacin; por lo tanto,este peso nunca debe ser aumentado aefectos de limpieza del agujero.

Rotacin de la columna deperforacin. Las altas velocidades derotacin tambin facilitan la limpiezadel pozo introduciendo uncomponente circular en la trayectoriadel flujo anular. Este flujo helicoidal(en forma de espiral o sacacorchos)alrededor de la columna deperforacin hace que los recortes deperforacin ubicados cerca de la pared

del pozo, donde existen condicionesde limpieza del pozo deficientes,regresen hacia las regiones del espacioanular que tienen mejorescaractersticas de transporte. Cuandoes posible, la rotacin de la columnade perforacin constituye uno de losmejores mtodos para retirar camasde recortes en pozos de alto ngulo ypozos horizontales.

2. CONTROL DE LAS PRESIONES DE LAFORMACIN

Como se mencion anteriormente,una funcin bsica del fluido deperforacin es controlar las presiones dela formacin para garantizar unaoperacin de perforacin segura.Tpicamente, a medida que la presinde la formacin aumenta, se aumenta ladensidad del fluido de perforacinagregando barita para equilibrar laspresiones y mantener la estabilidad delagujero. Esto impide que los fluidos deformacin fluyan hacia el pozo y quelos fluidos de formacin presurizadoscausen un reventn. La presin ejercidapor la columna de fluido de perforacinmientras est esttica (no circulando) sellama presin hidrosttica y depende dela densidad (peso del lodo) y de laProfundidad Vertical Verdadera (TVD)del pozo. Si la presin hidrosttica de lacolumna de fluido de perforacin esigual o superior a la presin de laformacin, los fluidos de la formacinno fluirn dentro del pozo.

Mantener un pozo bajo control sedescribe frecuentemente como unconjunto de condiciones bajo las cualesningn fluido de la formacin fluyedentro del pozo. Pero esto tambinincluye situaciones en las cuales sepermite que los fluidos de la formacinfluyan dentro del pozo bajocondiciones controladas. Dichascondiciones varan de los casos enque se toleran altos niveles de gas defondo durante la perforacin, asituaciones en que el pozo producecantidades comerciales de petrleo y gasmientras se est perforando. El controlde pozo (o control de presin) significaque no hay ningn flujo incontrolablede fluidos de la formacin dentro delpozo.

La presin hidrosttica tambincontrola los esfuerzos adyacentes al

Funciones


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Las altasvelocidadesde rotacintambinfacilitan lalimpieza delpozo

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pozo y que no son ejercidos por losfluidos de la formacin. En las regionesgeolgicamente activas, las fuerzastectnicas imponen esfuerzos sobre lasformaciones y pueden causar lainestabilidad de los pozos, aunque lapresin del fluido de la formacin estequilibrada. Los pozos ubicados enformaciones sometidas a esfuerzostectnicos pueden ser estabilizadosequilibrando estos esfuerzos con lapresin hidrosttica. Igualmente, laorientacin del pozo en los intervalosde alto ngulo y horizontales puedereducir la estabilidad del pozo, lo cualtambin se puede controlar con lapresin hidrosttica.

Las presiones normales de formacinvaran de un gradiente de presin de0,433 psi/pie (equivalente a 8,33 lb/galde agua dulce) en las reas ubicadastierra adentro, a 0,465 psi/pie(equivalente a 8,95 lb/gal) en lascuencas marinas. La elevacin,ubicacin, y varios procesos e historiasgeolgicas crean condiciones donde laspresiones de la formacin se desvanconsiderablemente de estos valoresnormales. La densidad del fluido deperforacin puede variar desde ladensidad del aire (bsicamente 0psi/pie) hasta ms de 20,0 lb/gal (1,04psi/pie).

Las formaciones con presiones pordebajo de lo normal se perforanfrecuentemente con aire, gas, niebla,espuma rgida, lodo aireado o fluidosespeciales de densidad ultrabaja(generalmente a base de petrleo).

El peso de lodo usado para perforarun pozo est limitado por el pesomnimo necesario para controlar laspresiones de la formacin y el pesomximo del lodo que no fracturar laformacin. En la prctica, convienelimitar el peso del lodo al mnimonecesario para asegurar el control delpozo y la estabilidad del pozo.

3. SUSPENSIN Y DESCARGA DERECORTES

Los lodos de perforacin debensuspender los recortes de perforacin,los materiales densificantes y losaditivos bajo una amplia variedad decondiciones, sin embargo debenpermitir la remocin de los recortespor el equipo de control de slidos.Los recortes de perforacin que se

sedimentan durante condicionesestticas pueden causar puentes yrellenos, los cuales, por su parte,pueden producir el atascamiento de latubera o la prdida de circulacin. Elmaterial densificante que se sedimentaconstituye un asentamiento y causagrandes variaciones de la densidad delfluido del pozo. El asentamientoocurre con mayor frecuencia bajocondiciones dinmicas en los pozos dealto ngulo donde el fluido estcirculando a bajas velocidadesanulares.

Las altas concentraciones de slidosde perforacin son perjudiciales paraprcticamente cada aspecto de laoperacin de perforacin,principalmente la eficacia de laperforacin y la velocidad depenetracin (ROP). Estasconcentraciones aumentan el peso y laviscosidad del lodo, produciendomayores costos de mantenimiento yuna mayor necesidad de dilucin.Tambin aumentan la potenciarequerida para la circulacin, el espesordel revoque, el torque y el arrastre, y laprobabilidad de pegadura por presindiferencial.

Se debe mantener un equilibrio entrelas propiedades del fluido deperforacin que suspenden los recortesy las propiedades que facilitan laremocin de los recortes por el equipode control de slidos. La suspensin delos recortes requiere fluidos de altaviscosidad que disminuyen suviscosidad con el esfuerzo de corte conpropiedades tixotrpicas, mientras queel equipo de remocin de slidos suelefuncionar ms eficazmente con fluidosde viscosidad ms baja. El equipo decontrol de slidos no es tan eficaz conlos fluidos de perforacin que nodisminuyen su viscosidad con elesfuerzo de corte, los cuales tienen unalto contenido de slidos y una altaviscosidad plstica.

Para lograr un control de slidoseficaz, los slidos de perforacin debenser extrados del fluido de perforacindurante la primera circulacinproveniente del pozo. Al ser circuladosde nuevo, los recortes se descomponenen partculas ms pequeas que sonms difciles de retirar. Un simplemtodo para confirmar la remocin de

Los lodos deperforacindebensuspender losrecortes deperforacin

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Funciones


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los slidos de perforacin consiste encomparar el porcentaje de arena en ellodo en la lnea de flujo y en el tanquede succin.

4. OBTURACIN DE LASFORMACIONES PERMEABLESLa permeabilidad se refiere a lacapacidad de los fluidos de fluir a travsde formaciones porosas; las formacionesdeben ser permeables para que loshidrocarburos puedan ser producidos.Cuando la presin de la columna delodo es ms alta que la presin de laformacin, el filtrado invade laformacin y un revoque se deposita enla pared del pozo. Los sistemas de fluidode perforacin deberan estar diseadospara depositar sobre la formacin undelgado revoque de baja permeabilidadcon el fin de limitar la invasin defiltrado. Esto mejora la estabilidad delpozo y evita numerosos problemas deperforacin y produccin. Los posiblesproblemas relacionados con un gruesorevoque y la filtracin excesiva incluyenlas condiciones de pozo reducido,registros de mala calidad, mayor torquey arrastre, tuberas atascadas, prdida decirculacin, y daos a la formacin.

En las formaciones muy permeablescon grandes gargantas de poros, el lodoentero puede invadir la formacin,segn el tamao de los slidos del lodo.Para estas situaciones, ser necesario usaragentes puenteantes para bloquear lasaberturas grandes, de manera que losslidos del lodo puedan formar un sello.Para ser eficaces, los agentes puenteantesdeben tener un tamaoaproximadamente igual a la mitad deltamao de la abertura ms grande. Losagentes puenteantes incluyen elcarbonato de calcio, la celulosa molida yuna gran variedad de materiales deprdida por infiltracin u otrosmateriales finos de prdida decirculacin.

Segn el sistema de fluido deperforacin que se use, varios aditivospueden ser aplicados para mejorar elrevoque, limitando la filtracin. Estosincluyen la bentonita, los polmerosnaturales y sint

Manual Fluidos de Perforación

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