102660660 Prevencion de Reventones y Control de Pozos Datalog

DATALOG

PREVENCION DE REVENTONESY

CONTROL DE POZOS

Versión 2.1 Marzo 2001

Dave Hawker

M is ió n C o rp o ra tiv aSer una com pañía líder en el m undo en brindar soluciones de perforación y m onitoreo geo lóg ico a la

industria petrolera y de gas, mediante la utilización de una tecnología innovadora y un servicio al clienteexcepcional.

DATALOG: MANUAL DE BOP Y CONTROL DE POZOS. Versión 2.1, emitida Marzo. 2001

CONTENIDO

2 GRADIENTES DE PRESIÓN...........................................................................................................................................................4

2.1 Presiones Relacionadas con las Form aciones........................................................................................................... 42.2 Presiones de Balanceo del Pozo........................................................................................................................................ 5

2.2.1 Hidroslática del L od o ..........................................................................................................................................................62.2.2 Densidad equivalente de Circulación............................................................................................................................... 72.2.3 Presiones de Surgeneia (Surge Pressurcs)...................................................................................................................... 82.2.4 Presiones de Pistoneo(Swab pressurcs).......................................................................................................................... 9

3 ARREMETIDAS Y REVENTONES........................................................................................................................................... 10

3.1 D efiniciones...............................................................................................................................................................................103.2 Causas de las A rrem etidas...............................................................................................................................................113.3 Señales de advertencia de una arrem etida ..............................................................................................................123.4 Indicadores de A rremetidas D urante la Perforación.........................................................................................13

3.4.1 Gas de Conexión..............................................................................................................................................................143.5 Indicadores Durante UN Via je ....................................................................................................................................... 16

3.5.1 Margen del V ia je ............................................................................................................................................................... 173.6 Expansión de Ga s ................................................................................................................................................................... 193.7 REVISION DEL FLUJO......................................................................................................................................................... 20

4 EQUIPO PARA CONTROL DE ARREMETIDAS................................................................................................................. 21

4.1 El Sistema de Prevensión de A rrem etidas................................................................................................................. 214.2 PREVENTORES Y ARIETES.............................................................................................................................................. 22

4.2.1 Preventor de anular............................................................................................................................................................224.2.2 Ariete preventor................................................................................................................................................................. 23

4.3 ConfiguraCcion de afilam iento ..................................................................................................................................... 244.4 Equipo subm arino ...................................................................................................................................................................25

4.4.1 Paquete Submarino Elcvablc...........................................................................................................................................264.5 ESTRANGULADOR MULTIPLE..................i .................................................................................................................. 27

4.5.1 Líneas de Estrangulación y de M atado......................................................................................................................... 284.6 CERRANDO los PREVENTORES.......................................................................................................................................29

4.6.1 Fuente de presión...............................................................................................................................................................294.6.2 Acumuladores.....................................................................................................................................................................294.6.3 Línea Múltiple de Control.................................................................................................................................................30

4.7 DIVERSIFICADORES............................................................................................................................................................324.8 Preventor de Reventones INTERNO..............................................................................................................................33

4.8.1 Taladros con sistema rotacional de Kelly......................................................................................................................334.8.2 Taladros con sistema de Control rotacional de Tope (Top D rivc)........................................................................334.8.3 Prcventores Adicionales...................................................................................................................................................34

4.9 PREVENTORES ROTATORIOS.........................................................................................................................................35

5 CALCULOS DE FRACTURA...................................................................................................................................................... 36

5.1 Prueba de Fuga (LEAK OFF TEST)................................................................................................................................. 365.2 Presión de Fractura .............................................................................................................................................................385.3 MAXIMA PRESION DE ANULAR PREMITIDA EN SUPERFICIE.........................................................................415.4 Tolerancia de ARREMETIDA (KICK TOLERANCE)................................................................................................43

6 PRINCIPIOS DE CONTROL DE POZOS Y CALCULOS...............................................................................................48

6.1 BALANCEANDO PRESIONES DE FONDO DE POZO.............................................................................................. 48

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6.2 Formulas PARA cierre........................................................................................................................................................ 516.3 AFLUENCIA DE POZO. A lt u r a y T ip o ..........................................................................................................................516.4 E s t a b il iz a n d o pr esio n es d e c ie r r e ...................................................................................................................................... 536.5 ARREMETIDAS INDUCIDAS............................................................................................................................................ 546.6 F lo ta d o r e s d e una v í a .................................................................................................................................................................546.7 V el o c id a d es de C ir c u la c ió n L e n t a ...................................................................................................................................... 556.8 P eso d e l L o d o de D o m in io DE POZO(M ATADO)...........................................................................................................556.9 C ir c u la n d o el L o d o d e D o m in io DE POZO (MAT A D O )......................................................................................... 566.10 R e d u c c ió n d e P resió n GRADUAL ....................................................................................................................................586.11 C o n sid er a c io n es EN OPERACINOES COSTA AFUERA ............................................................................................596.12 C o n sid er a c io n es EN POZOS HORIZONTALES............................................................................................................ 59

7 METODOS DE CONTROL DE POZO.......................................................................................................................................60

7.1 T iem po d e E s p e ra y P e s o ............................................................................................................................................................ 607.2 M étodo deL PERFORADOR...............................................................................................................................................627.3 M étodo Ac t u a l ...................................................................................................................................................................... 647.4 M éto d o V o l u m é t r ic o .................................................................................................................................................................. 65

8 PROGRAMA (SOFTWARE) Q LOG...........................................................................................................................................67

8.1 P rogram a de F u g a s ................................................................................ ............................................................................. 678.2 P rogram a de In flu jo (ARREMETIDA) /Dominio (MATADO)............................................................................... 68

9 EJERCICIOS.......................................................................................................................................................................................70

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1 INTRODUCCIÓN

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M uchos problem as pueden ser encontrados durante la perforación de pozos, especialm ente en áreas que no han sido exploradas anteriorm ente, los cuales pueden ser considerados grandes inconvenientes cuya solución requiere del em pleo de m ucho tiem po operativo, y por consiguiente de dinero.

Las arrem etidas y los Reventones tam bién son costosos desde el punto de vista del tiem po que se em plea en controlarlos pero, a diferencia de los dem ás problem as que puedan surgir, estos se caracterizan por ser una am enaza directa para la seguridad de la plataform a de perforación y su personal.

Por lo tanto, es de suma importancia que todo empleado que trabaje en el m onitoreo del pozo esté en total capacidad de reconocer cualquier indicio de que una arrem etida este sucediendo dentro de éste. El poder identificar dicho suceso en su fase inicial perm ite al perforador cerrar el pozo lo antes posible, poniendo en práctica un procedim iento de control del pozo más seguro y reduciendo el riesgo tanto para el taladro com o para su personal.

A dic ionalm ente , el Ingen iero de R egistro de Lodos debe com prender las teo rías y proced im ien tos a seguirse en uno evento de control del pozo con el fin de asistir y dar soporte a la operación .



2 GRADIENTES DE PRESIÓN

Sin tom ar en cuenta lo que la causa, una arrem etida ocurre cuando la presión del fluido de la form ación excede a la presión h id rostá toca equilib ran te en el espacio anular. E sto puede cau sa r un influ jo de los fluidos de la formación al espacio anular, y por ende, produce una arrem etida que debe ser controlada. Por lo tanto, el control del pozo consiste, en esencia, en elim inar el influ jo y restaurar el balance en el pozo para que la presión anular sea m ayor a la p resión de la form ación.

D urante este proceso es de vital im portancia asegurar que, m ientras el pozo esté cerrado, la presión en el espacio anular no llegue a fracturar la form ación más débil en hueco abierto. Si esto sucede durante una arrem etida es porque se ha producido un reventón, lo cual se considera com o el problem a m ás difícil de resolver y peligroso de todos los problem as que surgen en una perforación, ya que se puede llegar incluso a la pérdida del taladro y de su personal.

Por lo tanto, para lograr un control de pozo efectivo es m uy im portante tener un buen entendim iento de las presiones de form ación que intervienen y de la presión anular que actúa contra estas.

2.1 Presiones Relacionadas con las Formaciones

P resión de S obrecarga La presión ejercida, a determ inada profundidad, por el peso acum ulado de sedim entos superpuestos. Es por consecuencia una función tanto de la m atriz de roca com o de fluido de poro.

Presión de F orm ación La presión ejercida por el fluido contenido en los espacios porosos de las rocas. Por lo tanto es equivalen te a la presión h idrostática del fluido de form ación en la región; la p resión e je rc id a p o r la co lum na vertical del fluido (o fluidos) de la formación.

P resión d e F rac tu ra

Presión de Fractura

La presión m áxim a que puede soportal- una form ación sin que se produzca la falla. El plano más débil de la form ación es siem prehorizontal

ESFUERZO DE SOBRECARGA

Poro de Formación Presión de Fluido

Presión Hidrostática del Lodo

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2.2 Presiones de Balanceo del Pozo

Presión H idrostática de Lodo La presión ejercida por el peso de una co lum na vertical de fluido de perforación estático o lodo.

D ensidad E quivalen te de C ircu lación A pesar de expresarse en térm inos de peso de lodo equivalen te ,es en realidad un aum ento en la presión anular- p roducido por las pérdidas de presión de fricción que resultan de la circulación del lodo.

P resión de P istoneo E sta e s una red u cc ió n en la p resió n an u la r p rod u c id a p o r las pérd idas de p resión de fricción resu ltan tes del m ovim ien to de lodos que se produce al re tira r la sarta. S i la p resión anu lar es m enor a la p resión de la fo rm ación se p ro d u c irá un influ jo .

P resión de S u rgencia A um en to en la p resió n an u la r d eb id o a los in crem en to s de la p resión de fricción cuando se in serta la sarta de tubería en el pozo. Si la presión de surgencia excede a la presión de la fricción se puede producir un derrum bam iento de la formación.

ProfundidadVertical

> Presión

Sobrecarga (SBC)

Fractura (Pfrac)

Hidrostática del lodo

Formación (PF)

ECD

Si la presión de la formación excede a la presión anular de balance » > ARREM ETID A Si la

presión anular excede la presión de fractura > » F R A C T U R A



Por esta razón se debe seleccionar el peso del lodo para que sea tan alto com o se requiera para equilibrar la presión de la form ación y prevenir la arrem etida, pero tam poco puede ser m uy elevado porque puede producir la fractura en una form ación m enos profunda y débil.

Esto puede llevar a la pérdida de circulación de los fluidos a poca profundidad, m ientras se produce la arrem etida en las form aciones más profundas, lo que se denom ina un reventón subterráneo.

La "Presión Anular” es en consecuencia de suma importancia para el balance y control del pozo. Depende del peso del lodo aun cuando ésta presión “estática” puede incrementarse o disminuirse en ciertas situaciones:

• Subir la tubería causa pistoneo lo que reduce la presión anular.• Insertar la tubería causa presión de Surgencia, lo cual increm enta la presión anular.• La circulación también produce aum entos en la presión anular.

Por lo general se denom ina a las presiones relacionadas con la F orm ación com o “peso equivalente de lodo” (E M W ), ya que de esta form a se puede “v isualizar” convenien tem ente las presiones ejercidas dentro del pozo.

2.2.1 Hidrostática del Lodo

La Presión H idrostática se define com o aquella presión que ejerce el peso de una co lum na estática de fluido a de term inada profundidad .

Es po r esto que se p u ed e co n sta ta r que cuando un determ inado flu ido de perfo rac ión , o lodo, llena el anulo, la p resión e je rc ida a cualqu ier p ro fundidad equivale a la P resión H idrostá tica del Lodo.

A cualquier profundidad: -

HYDm ud (P re s ió n H id ro s tá tic a ) = peso de lo d o x T V D x g

PSI = PPG x pie x 0.052

KPa = kg/m3 x m x 0.00981

PSI = SG x pie x 0.433

I^ I = libras por pulgada al cuadradoppg = libras por galónKPa = kilo PascalSG = gravedad específica (gm/cc)

Esto da com o resultado la presión de balanceo dentro del pozo cuando no se esté perforando y la colum na de lodo se encuentre estática.

Al iniciarse los m ovim ientos del lodo, las pérdidas de presión por la fricción producirán ya sea aum entos o dism inuciones en la presión de balance, dependiendo de la actividad que se realice al momento.

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Es necesario conocer, en todo momento, el valor de la presión de balance del anulo y su relación con las presiones “ litológicas” que actúan en su contra: -

• Si se perm ite que la presión de la form ación exceda al valor de la presión del pozo, esto puede orig inar un influjo de fluidos de la form ación al pozo, lo que resu ltaría en una arrem etida.

• Al perm itir que la presión del pozo exceda al valor de la presión de fractura se puede producir unafractura, lo que provocaría a su vez la pérdida de circulación y posiblem ente un reventón.

2.2.2 Densidad Equivalente de Circulación.

D urante la c irculación, la p resión ejercida por la colum na de fluido “ d inám ico” en el fondo del pozo aumenta (al igual que la presión equivalente en cualquier punto del anulo), lo que increm enta los resultados de las fuerzas de fricción y las pérdidas de p resión anular originadas por el m ovim iento del Huido.

Es de vital im portancia conocer el valor de dicha presión m ientras se ejecuten los trabajos de perforación ya que la presión de balance en el pozo al m om ento es m ayor que la presión producida por la colum na estática de lodo.

El aumento de la presión de circulación originaría: -

• Un sobre balance en com paración a la presión de la formación.• Un aum ento del riesgo de invasión de la formación• Una invasión más severa de la formación• Un aum ento del riesgo de pega diferencial• Una m ayor carga sobre el equipo de superficie.

La presión increm entada se denom ina Presión Dinám ica o Presión de C irculación del Fondo del Pozo. (BHCP).

B H C P = H Y D m u d + PaA en donde Pa A es la sum atoria de las pérdidas de presiónanular

Al convertir dicha presión a su equivalente en peso de lodo se debe utilizar el término Densidad Equivalente de Circulación (ECD).

ECD = PL + PaA(g x T V D )

PPG = PPG + (PSI / (pies x 0.052))

KPa = kg/m3 + (K p a /(m x 0.00981))

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Al perforar tam bién debem os tom ar en cuenta el peso de los cortes perforados, ya que el peso de los cortes sobre el ánulo, adicional mente al peso del lodo, provocarán siem pre un increm ento de la presión en el fondo del pozo.

Los cam bios de presión, al igual que el incremento en la presión del fondo del pozo debido a la c ircu lac ió n (E C D ), son co n sid e rad o s com o el resu ltado del m ov im ien to inducido del lodo , y de las p resiones de fricc ión resu ltan tes , al in tro d u c ir o re tira r la tub ería del pozo .

2.2.3 Presiones Subientes

Las presiones subientes son el resultado de la inm ersión de la tubería en el pozo, lo que produce un m ovim iento ascendente del lodo dentro del anulo al ser éste desplazado por la sarta de perforación (tal com o se observa con el lodo desplazado en la superficie dentro del sistem a de pozos), y que resulta en presión de fricción.

A l in tro d u c ir la tu b e ría al pozo , la p resión de fr icc ió n p ro d u ce un aum ento, o subida, de la presión. El valor del aum ento en la presión depende de varios factores tales com o la d im ensión de la tubería, la v e lo c id ad de inm ersió n de la tubería , el d esfo g u e del án u lo y si la tu b e ría se en cu en tra a b ie rta o ce rrad a .

A dem ás de la p resión de fricción, la cual puede calcu larse , es necesario considerar que un m ovim iento dem asiado acelerado de inm ersión de la tubería provocaría una ola de reacción que viajaría por el lodo y sería peijudicial para el pozo.

L a P resión de S u rgencia po r lo genera l o casiona dañ o s en la form ación, tales como invasiones de lodo en form aciones perm eables, condiciones de inestabilidad del pozo, etc.

Sin em bargo, el verdadero peligro que representa la presión de surgencia es que al ser excesiva puede ser m ayor que el va lo r de la presión de fractura de las form aciones m ás débiles o no conso lidadas, lo que p roduciría un colapso.

Por lo general se m aneja el concepto equivocado de que si la sarta se encuentra dentro de la tubería de revestim iento (casing, el pozo abierto estará libre de sufrir presiones de surgencia. ¡D efinitivam ente eso no sucede! Sin importar la profundidad de la broca durante la inserción, la presión de surgencia producida por el m ovimiento del lodo a d icha profundidad también ejercerá presión en el fondo del pozo.

En consecuencia, aún cuando la sarta se encuentre dentro de la tubería de revestim iento, si el valor de la presión de surgencia resultante es lo suficientem ente elevado, podría causar el colapso de una formación en un pozo abierto. Esto es extrem adam ente pertinente cuando la profundidad del pozo no sobrepasa con m ucho al últim o punto de la tubería de revestimiento.

La introducción de la tubería de revestim iento es un m om ento m uy vulnerable para experim entar presiones de surgencia, debido al m ínim o espacio anular entre la parte externa del revestim iento y las paredes del hoyo, y a que el extrem o de la tubería de revestim iento se encuentra cerrado. Es por esto que



la tubería de revestim ien to siem pre se sum erge a m uy baja velocidad y el desp lazam ien to de lodo se m onitorea constan tem ente.

2.2.4 Presiones de Pistoneo

De igual m anera las presiones de pistoneo son un resultado de la fricción causada por el m ovim iento del lodo, pero a d iferencia de la anterior, se producen al retirar la tubería del pozo. Las pérdidas de presión de fricción, con m ovim iento ascendente de tubería, producen una reducción en la presión hidrostática del lodo.

El m ovim iento del lodo es el resultado de dos procesos principalmente: -

1. Con un m ovim iento lento de la tubería se puede producir un m ovim iento inicial ascendente del lodo que rodea a la tubería. D ebido a la viscosidad del lodo, éste tiende a “adherirse” a la tubería y puede ser llevado hacia arriba al subir la tubería.

2. M ás importante aún, al continuar el ascenso de la tubería, y especialm ente si se lo hace con m ovim ientos rápidos, se dejará un espacio vacío justo debajo de la broca y, lógicam ente, el lodo del anulo descenderá para llenar este vacío.

Esta pérdida de presión de fricción origina una reducción en la presión hidrostática del lodo. Si el valor de la presión se reduce hasta ser m enor al valor de la presión de flu ido den tro del poro de la form ación , dos s ituac io n es p u ed en ocurrir: -

1. Con form aciones de lutita im perm eable, la situación de desequilibrio produce que la form ación se desm orone y ceda la pared del pozo.Esto da origen a los ya conocidos derrum bes de formación que llegan a sobrecargar el anulo y conducen al em paquetam iento de la sarta de perforación.

2. Con formaciones perm eables la situación se vuelve más crítica aún y, sim plem ente, la situación de desequilibrio originará la invasión de los fluidos de la form ación, lo que puede originar un reventón.

A dem ás de estas pérdidas de presión de fricción, un proceso tipo pistón puede producir m ás influjo de fluido proveniente de las form aciones perm eables. Al arrastrar herram ientas cuyo diám etro se ajusta al diám etro del pozo, tales com o estabilizadores, a través de formaciones permeables, la falta de desalojo del anulo puede causar un efecto de jeringa, inyectando fluidos en el pozo.

• M ás del 25% de los reventones son producidos por la reducción de la presión hidrostática, causada por el pistoneo.

• A d em ás de a fec ta r al a sp ec to de seg u rid ad del pozo , lo s H uidos q u e ing resan al p o zo d eb id o al p is to n eo p ueden p ro d u c ir la co n tam in ac ió n del lodo y llev a r a la co s to sa lab o r d e re e m p la z a r el

lodo.

• L os cam bios de presión experim en tados al cam biar la d irección de la tubería , com o p o r e jem plo duran te las conex iones, pueden ser m uy dañinas para el pozo porque pueden cau sa r el en lodam ien to

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de las arcillas o lutitas, form ando puentes o salientes de rocas, y pueden inducir a rellenar el pozo con lodo y rim arlo (repasarlo).

3 ARREMETIDAS Y REVENTONES

3.1 Definiciones

¿Qué es una arrem etida? Es un influjo de líquido de form ación al pozo, el cual puede sercontrolado desde la superficie.

¿Qué circunstancias deben existir para que suceda un reventón?

1. La presión de la form ación debe ser m ayor que la presión anular o del pozo. Los líquidos Huyen en la dirección de la presión decreciente o de la presión m ás pequeña.

2. La formación debe ser perm eable para que los fluidos de la formación circulen.

¿Qué es un reventón? Es un flujo de los fluidos de la formación que no puede ser controladodesde la superficie.

¿Qué es un reventón subterráneo?

Un reventón subterráneo ocurre cuando se produce un flujo no controlable de fluidos entre dos formaciones. En otras palabras, una formación está sufriendo una arrem etida mientras que, al m ism o tiempo, la otra pierde circulación.

¿Qué es un reventón en superficie? Se produce un reventón en superficie cuando no es posible cerrarel pozo para prevenir el flujo de fluidos en la superficie.

¡Es de vital importancia para el control del pozo el prevenir que una arremetida se convierta en un reventón !



3.2 Causas de las Arremetidas

N o m an ten e r el p o zo lleno al re tira r la tubería

A l re tirar la tubería del pozo es necesario bom bear lodo al pozo para reem plazar el volum en del acero re tirado . Si no se s ig u e este p ro c e d im ie n to , el nivel del lodo en el p o zo c a e rá lo que p ro d u c iría un descenso en la presión hidrostática del lodo. Es muy im portante m antener el pozo lleno al retirar los lastra barrenas de perforación debido a que contienen m ayor volumen de acero.

R educción de la presión anu lar deb ido al p istoneo .

Las fuerzas de ficc ión p ro d u c id as p o r el m ovim ien to del lodo al re tira r la tu b e ría reducen la p resión anular y esto resulta más crítico al m om ento de iniciar un viaje cuando el pozo está equilibrado gracias a la hidrostática del lodo y cuando las presiones de pistoneo son m ayores.

P érd ida de C ircu lac ió n

Si se pierde el Huido de perforación a través de una form ación esto puede producir un descenso del nivel del lodo en el pozo y una reducción de la presión hidrostática.

R O P excesivo al perfo rar a través de arenas gaseosas

Si se perm ite el ingreso de gas al espacio anular en grandes can tidades, especialm ente m ientras éste se e leva y em pieza a expandirse, se p roducirá una reducción en la presión anular.

F o rm ac io n es su bpresu rizadas

Pueden ser propensas a la fractura y a la pérdida de circulación, lo que llevaría a una pérdida de la cabeza hidrostática en el anular.

F o rm ac io n es sobre p resu rizad as

Es natural que si la presión de la formación es superior a la presión del anular, se producirá una arremetida.



3.3 Señales de advertencia de una arremetida

A ntes de que se produzca un influjo o arrem etida, se pueden observar varias señales e indicaciones que logran ad v ertir sob re la po sib ilid ad d e que esto s sucesos o cu rrirán o q u e , d e hecho , estén a p u n to de ocurrir.

Z on as de p é rd id a de circulación

Z onas de T ransición

Aparece el gas de conexión.

S eñales de inestab ilidad en e l p o zo , p o zo ap re tad o , to rque de p erfo rac ió n , so b re tensión y arrastre .

Temperatura del lodo en aumento.

Incremento en el volumen de cortes, dernim bes, reducción de la densidad de la lutita.

Con altas presiones de surgencia es necesario prestar atención a posibles signos de fractura y de pérdida de circulación.

Las form aciones más débiles y fracturadas pueden ser identificadas por experim entar R O P’s y un torque errático m ás elevados.

Los retom os reducidos de lodo, los cuales se identifican por una reducción en el flujo del lodo y un descenso en el volum en del pozo, indican una pérd ida de flu idos de la form ación .

Increm ento en ROP y descenso de la tendencia del exponente de perforación.

Incremento en los niveles de aas.

C uerpos sellados sobre presurizados

C am bios bruscos en la rata de penetración, com o consecuencia de las presiones d iferenciales y de alta porosidad.

Cuando ocurre un cambio brusco en la rata de penetración, revisar el flujo de retorno, para poder determinar si se encuentra asociado con una zona sobre presurizada y con un

posible influjo.



3.4 Indicadores de Arremetidas Durante la Perforación

Los siguientes indicadores de influjo han sido enlistados en el orden que por lo general son detectados en la superficie.

• D escenso gradual de la Presión de B om beo

Podría ser relacionado o asociado a un incremento en la rata de Bombeo.

C aída de la presión de bom beo com o resultado directo del ingreso de fluidos de form ación de baja densidad al pozo, lo que reduce la presión hidrostática del lodo en general.

El descenso de la presión será más significativo por la presencia de gas y podría em peorar debido a la expansión de los gases.

La caída de la presión será lenta y gradual al inicio, pero m ientras m ás tiem po tarde en detectarse la arremetida, el descenso será “exponencial” .

• A um ento del flujo de lodo desde el anular, seguido p o r ......

• Un increm ento en los niveles del lodo en los tanques del sistem a.

M ientras que los fluidos de la form ación ingresan a la boca del pozo, un volumen equivalente de lodo será, necesariam ente, desplazado del anulo a la superficie, el cual será adicional al volumen del lodo que circula y m ostrará un increm ento en el valor del flujo del lodo.

En caso de experimental- un influjo de gas, el desplazam iento del lodo se increm entará de forma dram ática mientras se produce la expansión del gas.

M ientras continúa el influjo.........

• V ariaciones en la carg a del gancho / Peso en la B roca

Al pesar de no ser un indicador primario, estas señales pueden ser observadas mientras se modifica el efecto de fluctuación en la sarta.

Si el influjo llega a la superficie....

• Lodo contam inado, especialm ente lodo “cortado” con gas

Densidad del lodo reducida.Cam bio en el contenido o concentración de cloruro (por lo general aumenta).Respuesta de gas asociada al evento.Indicadores de presión com o desmoronamientos, temperatura del lodo elevada.

¡¡Siempre debe detectarse la arremetida antes de que el influjo llegue a la superficie!!

DETECCIÓN TEM PRANA......REVISIÓN DEL FLUJO......CIERRE DEL POZO SI FLUYE



3.4.1 Gas de Conexión

Los gases de conexión son un indicador exacto del aum ento en la form ación (y por lo tanto una advertencia de que un reventón podría suceder) com o consecuencia de un desequilib rio tem poral en el pozo.

L os gases d e co n ex ió n ap a recerán com o una respuesta claram ente defin ida y de corta duración, con una respuesta de gas abrupta, la duración de un tiempo “ fondo - arriba” luego de reencender las bom bas después de la conexión.

Este desequilibrio tem poral puede resultar de la siguiente manera:

• Una reducción de presión (en la ECD) debido al p istoneo p roducido po r el levan tam ien to de la tubería.

• Una reducción de la hidrostática del lodo cuando se detiene el bom beo y se coloca la sarta en los soportes o cuñas.

• U na succión tipo pistón ejercida por las herram ientas de d ián e tro sim ilar al diám etro del pozo, tales com o los estabilizadores y las brocas, mientras se arrastran a través de formaciones permeables.

El p is toneo es el resu ltad o del arrastre in icial del lodo junto con la sarta debido a su viscosidad. El m ovim iento del lodo produce pérdidas de presión de fricc ión q u e d ism in u y en la p resión del anu lo . E sto ocu rre a lo largo de to d a la tubería . A dem ás, el m ovim iento del lodo también ocurre hacia abajo, como resultado de la llenada de lodo a través de la sarta para cubrir el espacio dejado por la tubería.

Si la Presión Anular < la Presión de la Formación, se producirá un influjo

La reducción en la presión originada por el pistoneo aumenta con:

• La velocidad de subida de la tubería• La longitud de la sarta de perforación• La viscosidad del lodo• Espacio anular reducido

Un influjo puede originarse en cualquier punto en el pozo abierto si la formación es perm eable y el pozo sea llevado a una condición de desbalance o desequilibrio.

DATALOG: MANUAL DE BOP Y CONTROL DE POZOS, Versión 2.1, emitida Marzo, 2001 14


En todo caso, es más probable que aparezcan los gases de conexión desde el fondo del pozo:

• A quí es cuando la caída de presión es m ayor• A quí ocurre que el espacio anular en la zona donde están ubicados las herram ientas de ensam blaje de

fondo y lastra barrenas es reducido. Lo contrario ocurre con la tubería de perforación.• N o ex istirá ninguna costra para pro tección con tra pequeños influ jos desde las form aciones

perm eables.

L as a rc illas im p erm eab les tam bién están en capacidad de p ro d u c ir gas de co nex ión a través de las fracturas y los deslizam ientos (izquierda) y no del influjo com o sucede con las form aciones perm eables. Cuando las paredes del pozo producen derrum bes se llega a exponer la porosidad y, durante este proceso, se liberan los gases.

Por lo tanto, los gases de conexión indican claram ente que se ha producido un influjo de los Huidos de la formación al reducirse tem poralm ente la presión anular. Una vez que se ha registrado el gas de conexión, se deberá observar detenidam ente las conexiones subsiguientes para determ inar señales de aum ento de

presión y/o de pistoneo. Una tendencia al alza indicará que el pozo se acerca cada vez

más al equilibrio y que una arrem etida podría ocurrir eventualm ente en lugar de un influjo temporal.

Esta reducción en la p resión diferencial podría originarse por:

• El aum ento de la presión de la form ación a través de una zona de transición,

O

• Una reducción en la p resión del anu lo al perm itir el ingreso de m ás gas al anu lar debido al incremento en el pistoneo.

DATALOG: MANUAL DE BOP Y CONTROL DE POZOS, Versión 2.1. emitida Marzo. 2001 15


Si los gases del entorno y los de conexión van en aum ento, el peso del lodo tam bién debe ser increm entado para que el pozo vuelva al equilibrio.

3.5 Indicadores Durante el Viaje

• Relleno insuficiente del fluido de perforación al pozo

Al retirar la tubería del pozo, el pozo no recibe el suficiente lodo de relleno para com pensar el volum en de la tubería retirada. Esto indica que:

Una arrem etida ha sido succionada de alguna formación a la boca del pozo, o q u e ... Se

está perdiendo el lodo a través de la formación

• Un “ v ia je h ú m ed o ”

En el cual el in flu jo y la presión bajo la sarta p rev ienen que el lodo se escurra desde la sarta, m ientras ésta se retira.

• P istoneo

El pistoneo excesivo se puede identificar en el cam bio en el volumen del tanque de viaje al retirar distintas paradas de la tubería. Se podrá conservar que el tanque de viaje aum enta su volum en de lodo antes de que el nivel del lodo descienda al pozo para el proceso de llenado.

• A um ento en el pozo

Un increm ento continuo en el nivel del tanque de viaje m uestra claram ente que una arrem etida está sucediendo.

• G anancia de volum en en los tanque s de lodo

De igual manera, el lodo que fluye a la superficie revela un influjo.

El flujo tam bién puede resultar de los Huidos de pistoneo que m igran y se expanden en el anulo. Este proceso por si m ism o puede ser suficien te para reduc ir la h id rostá tica hasta el punto de producir un influjo.

• Relleno del pozo

Un relleno excesivo del pozo (en el fondo del pozo) luego de un viaje puede presentar derrum bes en un pozo sobre presurizado o inestable.

• Broca apretada

Esto es m ás una advertencia que un indicador, una broca apretada es una señal de estar trabajando en un pozo apretado com o resultado de altas presiones.



Cada precaución (es decir, el observar el pozo antes de sacar la tubería, el minimizar el pistoneo, las revisiones del flujo de retomo) debe ser tomada para evitar el riesgo de una arremetida durante el viaje:

• El control del pozo será más difícil si la broca se encuentra fuera del pozo o sobre la profundidad del influjo.

• N o se puede c e n a r el pozo (los ram ales de la tubería o del anulo) si los collares (lastra barrenas) de perforación están pasando a través de los B O P’s.

3.5.1 Margen del Viaje

La reducción de la presión durante el pistoneo es de vital im portancia durante el viaje (a diferencia de lo expuesto sobre las conexiones), debido a que:

• La presión de equilibrio es la hidrostática en lugar de una ECD m ás alta.

• Al retirar cada parada de la sarta se produce un pistoneo recurrente.

• El efecto “pistón” afecta a todas las formaciones perm eables dentro del pozo.

Para m inim izar la reducción en la presión es necesario:

• Retirar lentam ente la sarta de la tubería.

• M an tener la viscosidad del lodo lo m ás baja posible (siem pre ten iendo en cuen ta que se debem antener las propiedades de lim pieza y de levantam iento de cortes del lodo durante la perforación).

Para asegurarse que la reducción en la presión no p rovocará un desequilib rio , es posib le ca lcu lar un m argen de seguridad o viaje:

a rra s tre



Podem os crear un gráfico que dem uestre, para un determ inado perfil del pozo, sistem a del lodo, etc., las caídas de presión (Y) resultantes para determ inado tram o de tubería, siendo levantada a varias velocidades de viaje (X).

Para este gráfico:

• Para una velocidad determ inada, es posible calcular el peso del lodo adicional que proporcione un m argen de viaje específico sobre la presión de la formación.

• Para una situación de sobre equilibrio, es posible calcular la velocidad m áxim a de funcionam iento con el fin de evitar la creación de un desequilibrio.

Ejemplo:

Se an tic ipa un cam bio en la form ación a 3400m , ¿cuál es el peso del lodo requerido para ob tener un m argen de v iaje de 500K pa? La presión estim ada de la form ación es de 1045 kg/m 3 (em w ).

Presión de la Formación = 1045 x 3400 x 0.00981 = 34855 KPa

BHP requerido = 34855 + 500 = 35355 KPa

M W = 35355 / (3400*0.00981) = 1060 kg/m3

Si se conoce que el va lo r actual del peso del lodo se estab ilizó en 1060 kg/m 3, es posib le u tilizar el Programa Swab/Surge (P istoneo /S urgenc ia ) para determ inar la velocidad m áxim a de arrastre de la tubería y no sobrepasar el límite de 500KPa de caída de presión.

De este m odo, aún cuando se produzca el pistoneo, la presión anular nunca podrá descender debajo del valor de la presión de la formación.



3.6 Expansión de Gas

Según la ley de Boyle, la relación entre la presión, el volumen y la tem peratura (PV/T) es una constante.

Las burbujas de gas se expanden m ientras suben por el ánulo y la p resión h idrostática del lodo (la cual actúa en con tra de las burbujas) dism inuye.

Al d ividir en dos la profundidad vertical, la presión hidrostática tam bién se divide en la m ism a proporción. Por lo tanto, de acuerdo con la Ley de Boyle, las burbujas de gas duplican su tam año.

Al u tilizar sistem as de lodos con base de agua, el gas m etano por lo general se presen tará com o un gas libre, en lugar de aparecer com o un gas d isuelto (A condiciones norm ales, m áxim a cantidad de C 1 en solución es 3%).

Por lo tanto, cuando un influjo de gas suba por el ánulo se podrá observar una expansión incrementada:

p r o f u n d id a d

Para ilustrar cuan im portante puede ser la expansión de gas, asum am os que V2 m3 (500 litros) de gas ingresan al pozo a 4000m .

A .... 2000m V = 1 m3lOOOm V = 2 m3500m V = 4 m3250m V = 8 m3125m V = 16 m360m V = 32 m3



Por el contrario , los lodos con base en aceite (aprox. 10% de C l so luble a C ondiciones norm ales), y peo r aún , en aceites m inerales (-15% ), tienen puntos de burbujas más elevados y es posible que las burbujas de gas no aparezcan

h asta q u e el in flu jo se e n cu en tre m uy ce rc a de la superficie.

Es por esto que SPP, M FO y los indicadores del nivel de tanques pueden no ser sign ificativos hasta que el influjo esté cerca, o y a en la su p erfic ie , en d o n d e la expansión sería casi inm ediata al liberarse el gas de la solución.

Es verdaderam ente im portante tratar de identificar el influ jo p rop iam en te d icho en una pequeña variación de volumen.

Existen dos form as de realizar un análisis de fluido que determ ine si el pozo se encuentra estático o está fluyendo:

• M irar debajo de la m esa rotaría en la cabeza del pozo, determ inar visualm ente si hay Alujo dentro del pozo.

• D irigir el flujo del pozo hacia el tanque de viaje y m onitorear el nivel para observar si ha sufrido cambios.

Estos métodos por lo general se realizan en los siguientes casos:

• Cuando existen cam bios significantes en la rata de penetración (drilling breaks)• C undo se observa cualqu ier ind icador de reventón duran te la perfo rac ión , especia lm en te los

cam bios en el flujo de re to rno del lodo.• Antes de lim piar la tubería en su parte interna antes de retirarla del pozo.• D espués de retirar las prim eras paradas de tubería para verificar que el pistoneo no haya

provocado un flujo.• Cuando la broca se encuentra al nivel de la zapara del revestidor.• Antes de sacar los collares o lasüa barrenas de perforación a través de los Sistem as de Prevención

de A rrem etidas ( BOP).• M onitoreo constante (tanque de viaje) mientras se encuentre fuera del pozo.

Si el pozo fluye, debe cerrarse.

3.7 Análisis de Fluido



4 EQUIPO PARA CONTROL DE ARREMETIDAS

4.1 El Sistema de Prevención de Arremetidas

Para prevenir una arrem etida es necesario contar con un sistem a para cerrar o sellar el pozo que perm ita m antener bajo control el flujo de Huidos de la form ación. Esto se logra a través del sistem a de Prevención de A rrem etidas (BO P), un arreglo o conjunto de preventores, válvulas y bobinas colocados a la cabeza del pozo.

Com únm ente se lo conoce com o el arreglo apilado (stack), y su propósito es: -

• Sellar el pozo para m antener bajo control el flujo de Huidos de la formación.• Evitar que los Huidos escapen hacia la superficie.• Perm itir el desalojo de fluidos del pozo de una m anera controlada.• Perm itir de una m anera controlada el bom beo de fluido de perforación al pozo para equilib rar la

presión de la form ación y prevenir influjos posteriores.• Permitir el m ovim iento de ingreso o salida de la tubería en el pozo.

La distribución y el tam año del sistem a de preventores (BO P) se determ inan de acuerdo con el peligro esperado y la protección requerida, adem ás del tipo y tam año de la tubería a utilizarse. Existen varios rangos de presión de trabajo para Prevención de Arrem etidas establecidas por el Instituto A m ericano de Petróleo (API), las cuales se basan en el rango más bajo de presión de uno de los artículos instalados en el sistem a de arreglo de preventores, los cuales pueden ser, los preventores en si, el cabezal del revestidor, u otro acople. Dependiendo del rango de la tubería de revestimiento y las presiones de formación esperadas debajo del punto de asentam iento del revestidor se puede instalar un BO P graduado apropiadam ente. Por lo general los B O P ’s tienen graduaciones de 5,000, 10,000, o 20,000 psi.

Los requerim ientos para un sistem a de arreglo de preventores son:

• Debe existir la tubería de revestim iento suficiente para asegurar un anclaje firme para el arreglo apilado de preventores.

• Debe ser capaz de cerrar y sellar el pozo com pletam ente, con o sin sarta en el pozo.

• Debe contar con un procedim iento de cierre simple y rápido.

• Debe contar con líneas controlables para desfogar la presión.

• Debe facilitar la circulación de fluidos tanto a través de la sarta como del anular.

• Debe contar con la habilidad de colgar o cortar la tubería, ser cerrardo en caso de que lainstalación sea submarina, desm ontar el elevador y abandonar el sitio.

• L as in sta lac iones su b m arin as no deben ser a fec tados p o r el m o v im ien to lateral del e lev ad o rprovocado por el m ovim iento existente y las variaciones de la marea. Esto se logra a través de una conexión de bola.



4.2 Preventores y arietes

Se aplica estos nom bres a varias “em pacaduras” que pueden ser cenadas para sellar la cabeza del pozo. A continuación se m uestra un arreglo pequeño de BOP para un pozo poco profundo en tierra.

C ierre m anual posible en

tierra

P rev en to r de anu lar

A riete

4.2.1 Preventor de anular

Este gráfico m uestra un em paquetador reforzado (sello de caucho) que rodea al pozo.

Al aplicar presión puede cerrarse alrededor de una tubería de cu a lq u ie r tam añ o y, de este m odo , c e rra r el anu la r. Con el aum ento de presión tam bién puede cerrar tubería de mayor diám etro incluyendo a la tubería de perforación, tubería pesada no m uy rígida (collares) y el kelly.

S in em bargo no se lo puede u tilizar en tubería de form a irreg u la r o en h erram ien tas ta les co m o co lla res de perforación espirales o estabilizadores.

Este sistem a perm ite reducir la velocidad de la rotación y el m ovim iento vertical de la tubería m ientras que el pozo se encuentre sellado.

A l v ia je q u e se re a liz a en el p o z o c u a n d o se tie n e un preventor anular cen ado se lo conoce com o <snubbing>.

Se conoce com o <stripping> al proceso de retirar la tubería del pozo cuando el preventor anular se encuentre

cerrado.


T am b ién se puede c e rra r un p o zo ab ierto con un p rev en to r an u la r cuando no h ay a tu b ería d en tro del m ism o.

4.2.2 Preventores de Ariete

Los preventores de ariete tienen un sello de caucho más rígido que calza alrededor de form as específicas y pre diseñadas.


A rietes de tubería/ revest. En este caso el sello de caucho coincide, exactam ente, con el diám etroespecífico de la tubería para que el anu lar se encuentre com pletam ente sellado cuando la tubería se encuentre dentro del pozo.

Es p o r esto que el arreglo de BO Ps debe inclu ir arietes de tubería para cada tamaño de tubería que ingrese en el pozo.

A rietes C iego/de Corte Se utiliza arietes ciego o de Corte para cerrar un anulo abierto, es decir,cuando no hay tubería dentro del pozo.

Si hay tub ería dentro del pozo, los arietes c iegos co rtarán la tu b ería al cen ar el pozo.

Si está equipado con hojas m etálicas cortantes, la tubería se cortará. Este tipo es m ás com ún en aneg los m arinos porque perm ite que la tubería se soporte en los arietes de tubería y se corte por m edio de las hojas cortantes, lo que pennite que el taladro desaloje el sitio.



4.3 Configuración de apilamiento

El preventor anular sim ple irá posicionado sobre el apilam iento de los BOP.

L a ub icac ión de las d istin to s a rie te s y líneas depende del tip o de las operac iones. A co n tin u ac ió n se detallan los beneficios o desventajas que brinda el colocar los arietes ciegos o de corte sobre o debajo de los arietes de tubería.

• A rie tes c iegos in feriores

Se puede cerrar el pozo con el fin de perm itir la reparación o el reem plazo de otros arietes, es decir, funcionaría com o una válvula maestra.

La sarta no puede ser suspendida sobre arietes de tubería.

• A rie tes c iegos superio res

La sarta puede ser suspendida en los arietes de tubería y retirada y posteriorm ente se podrá cen ar el pozo con el ariete ciego.



Los arietes de tubería pueden cerrarse cuando la tubería se encuen tre dentro del pozo y los arietes ciegos pueden ser reem plazados con los arietes de tubería. Esto m inim iza el desgaste y perm ite que se pueda efectuar la operación <stripping> de la tubería.

4.4 Equipo Submarino

t Tubería de elevación marina. Válvula y línea de dominio

I i

Bases Guías

Tunen

hlcvaci Líneas flexibles o anillos (válvula +

Preventor anular, generalmente dos

Tubería y Arietes empaquetadores de protección

Temporales y Permanentes



4.4.1 Paquete submarino Elevable

DATALOG: MANUAL DE BOP Y CONTROL DE POZOS, Versión 2.1. emitida Marzo, 2001


4.5 Estrangulador Múltiple

Se a p lic a u n a p re s ió n d e re to rn o lu eg o de un in flu jo y c ie rre de p o z o , p a ra a s í lo g ra r b a la n c e a rlo , cam biando la ru ta del flujo a través de válvulas ajustables (estrangu ladores m últip les). E ntonces, se puede con tro lar la fuga de fluidos y p resión en form a segura.

Un cierre suave se realiza cuando una válvula se abre antes de que se cierren los arietes, para m inim izar el choque o impacto sobre la formación.

Un cierre fuerte ocurre cuando la válvula se ajusta antes del cierre.

Las v á lvu las se conectan a la base del B O P a través de una serie de líneas y válvulas que proveen un núm ero diferente de rutas de fluido así com o la habilidad de detener com pletam ente el flujo de fluidos. Este arreglo se lo conoce com o estrangulador m últiple (choke m anifold).

Nuevam ente, la línea de estrangulación m últiple debe cum plir con requerim ientos específicos:

• La línea tiene una capacidad de presión igual a la velocidad de la presión de la operación de la base BO P (igual al com ponente m ás débil).

• L a línea de válvulas que conectan el m últiple al arreg lo de p reven to res deben esta r tan rectas com o sea posible y ancladas firm em ente.

• D eben ex istir rutas de fluido y teas alternativas en la parte baja de la línea de válvulas para así aislar el equ ipo que requiera reparación.



4.5.1 Líneas de estrangulación y de matado

Las líneas de estrangulación se utilizan generalm ente para dejar escapar fluidos del anular.

Las líneas de m atado se utilizan generalm ente para bom bear lodo al pozo si no se lo puede hacer a través de la sarta de perforación.

La colocación o configuración de los arietes apilados determ inan la posición de las líneas de matado. Se localizarán d irectam ente bajo uno o m ás arietes para que cuando se c ierren , el fluido y la p resión se mantengan bajo control (línea de estrangulación). El estrangulado!" tiene una ruta hacia el m últiple, sitio donde pueden ser m onitoreadas las presiones. Un estrangulado!' ajustable perm ite que la “presión de retorno” que se aplica al pozo se ajuste para m antener el control.

Tam bién perm iten una vía alterna para el bom beo del lodo de perforación o cem ento dentro del pozo, si no es posible que circule a través de la barra o de la sarta de perforación (línea de m atado). La línea de m atado se alineará generalm ente con las bom bas del taladro pero, m uchas veces se puede utilizar una línea de m atado rem ota com o una bom ba auxiliar de alta presión.

Aun cuando los preventores pudiesen tener salidas para adjuntar el estrangulador y las líneas de matado, se usa bobinas para perforación separadas. Esto es un acople de ruptura que se fija entre los preventores creando un espacio extra (el cual sería requerido para para colgar la tubería y tener suficiente espacio para las uniones entre arietes ) para pennitir anexar las líneas de matado.

En taladros flotantes, cuando la base del BOP está en el fondo marino, el múltiple y la línea de m atado se adhieren en el lado opuesto al elevador subm arino. Las líneas deben ser flexibles en la parte superior e inferior del elevador para perm itir m ovim ientos y levantamientos.



4.6 Cerrando los Preventores

Los preventores se cierran hidráulicam ente, con un fluido que se suple bajo presión. El cierre m anual es posible solo si el arreglo de preventores es accessible.

Hay tres com ponentes principales en el sistem a para cerrar los preventers:-

1. Fuente de presión2. A cum uladores3. M últiple de Control

4.6.1 Fuente de presión

• El flu ido h idráu lico debe ser adm in istrado bajo una p resión suficien te para que se cierren los arietes.

• L as b o m b as e léc tricas y n eu m áticas se u tilizan p a ra ad m in is tra r el flu ido h id ráu lico bajo la p resión an tes m encionada.

• A dicionalm ente, siem pre deben haber bombas de repuesto y fuentes de electricidad alternativas o aire para prenderlas.

4.6.2 Acumuladores

Las botellas de acumulación son una serie de botellas precargadas de nitrógeno que alm acenan y administran Huido hidráulico bajo presión, necesaria para cerrar los preventores.

Los d iversos tipos de p reven to res tienen un am plio rango de presiones opera tivas y requieren volúm enes d iferentes de flu ido h id ráu lico para su funcionam iento .

• Se debe conocer el volum en total de Huido hidráulico requerido para operar todo el conjunto de arreglos apilados de preventores.

• Las botellas de acum ulación están unidas para alm acenar el volumen necesario.

• Las botellas están cargadas previam ente de nitrógeno (generalm ente entre 750 - 1000 psi)

• El Huido hidráulico se bom bea hacia adentro de las botellas, com prim iendo el nitrógeno eincrem entando la presión en la botella.

• La presión operativa (m ínim a requerida 1200 psi, m áxim a generalm ente 3000 psi) determ ina lacantidad de Huido hidráulico disponible de cada botella y por lo tanto, el núm ero total de botellas requerido.

Por ejemplo: -



A Pre-cargadas P = 1 OOOpsi V = 401itros

B Cargo de Fluido M áxim o P = 3000psi N2 volum en = (1000*40)/3000 = 13.331itros

C Presión M ínim a O perativa P = 1200psi N2 volum en = (1000*40)/1200 = 33.331itros

Por lo tanto, el fluido hidráulico utilizable, por cada botella, es de 20 litros.

Com únm ente, la operación neum ática se utiliza p a ra a b r ir y c e rra r el p re v e n to r, lo s estranguladores, y las líneas de matado y regula las presiones.

4.6.3 Múltiple de Control

E ste es b ásicam en te el cen tro de o p erac io n es p a ra el co n tro l del pozo.

El M últiple de control dirige el flujo del líquido hidráulico hacia el ariete o preventor correcto.

Los reguladores reducen la presión desde el valor de la presión operativa del acum ulador hasta la p resión operativa del preventor, generalm ente 5 0 0 -l5 0 0 p si.

El pan e l m aesü 'o d e co n tro l se s itú a generalm ente en la “caseta de perro” , con un segundo panel en o tra área segura.


Los arreglos de preventores subm arinos requieren de una operación un poco diferente desde el panel de control, por lo tanto:-

• Se requieren también líneas de señal o líneas piloto adicionales a las líneas de Huido hidráulico.

• Los reguladores bajo el agua y las válvulas controlan el flujo y presión del fluido hidráulico luego de recibir una señal desde la superficie.




4.7 Diversificadores

El d iversificador en un que trabaja a baja presión, instalado bajo el neplo de cam pana y la línea de flujo. Dirige el fluido del pozo para que no llegue al taladro y al personal.

C om únm ente se los utiliza antes de instalar el arreglo de BOPs para dar seguridad en el evento de que se encuentre gas en zonas superficiales.

Los d iversificadores son esencia les en la perforación costa afuera pero están d iseñados para m anejar presiones bajas. Está diseñado para em paquetar o encerrar el cuadrante o N elly, o la tubería de perforación y d irig ir el flu jo hacia o tro lugar. Si se qu iere con tro lar p resiones altas o cerrar co m p le tam en te el pozo , los re su ltad o s se rán u n a falla o un d esco n tro l en el flu jo , o cas io n an d o u n a frac tu ra en la fo rm ació n a lred ed o r d e l rev es tid o r superfic ia l o del tu b o co n d u c to r.

Generalm ente se instalan dos líneas de diversificadotes y en el caso de una arrem etida:-

• Se abrirán una o am bas líneas de diversificador

• Se cierra una em pacadura alrededor de la tubería de perforación, o cuadrante (Kelly) para aislar el espacio anular

• El gas se lo conduce en una dirección lejos del taladro hasta que pierda su presión

La respuesta debe ser ráp ida ya que con gas p o co p ro fu n d o la ca b e z a h id ro s tá tic a es m ín im a y el gas llegará rápidam ente a la superficie. Se debe abrir una línea de viento antes de cerrar el em paque para p revenir que el gas salga a través del tubo conductor.

E ste esquem a m uestra una instalación típica para barcazas de perforación y plataform as semi sumergibles.

Se lo ensam bla en la subestructura del piso de p erfo rac ió n sobre la tubería subm arina autoelevable.

El m ovim iento relativo entre el arreglo de p rev en to res y el ta lad ro se con tab iliza m ediante una unión flexible/circular ubicada bajo el arreglo.

U na segunda unión flexible se instala entre el d iversificador y la unión telescópica de la tubería autoelevable.

Estructura del taladro



4.8 Preventor de Reventones Interno

Esto se refiere al equipo que se puede u tilizar para aislar totalm ente la sarta de perforación con el fin deproveer control adicional.

Pueden ser válvulas de cierre manual que se insertan en la sarta de perforación en superficie o pueden serválvulas unidireccionales autom áticas ubicadas dentro de la sarta de perforación en el hoyo.

Hay ciertas diferencias en el equipo, dependiendo del sistem a rotatorio del taladro:-

4.8.1 Taladros con sistema rotacional de Kelly (Cuadrante)

Válvula o grifo superior parakelly Esta válvula se localiza entre el Kelly y la unión giratoria(sw ivel) para aislar el fluido de perforación en la sarta de perforación.

Valvula o grifo inferior para Nelly Esta se instala en la base del Kelly y generalm ente se utilizará si laválvula para Kelly superior está dañada o es inaccesible.

V álvula de seguridad Esta válvula es casi idéntica a la válvula inferior para kelly. En lugar dese r in s ta lad a c o m o p arte de la sarta , é s ta se m an tien e en el p iso del ta lad ro p a ra se r “co n e c ta d a ” en la p a rte su p e rio r de la tu b e ría de perforación por si hay una arrem etida durante el viaje m ientras el kelly está colgado.

4.8.2 Taladros con sistema de Control Rotacional de Tope (Top Drive)

Este tipo de ta lad ros utilizan una V álvu la S uperior de S eguridad R em ota y una V álvu la In ferio r de Seguridad , estando am bas conectadas en tre sí.

• La válvula superior se opera en base a control rem oto ya que la ubicación del control rotacional de tope es m uchas veces inaccesible (altura) en caso de una arrem etida.

La ventaja de este arreglo es que hay una protección inm ediata en caso de una arrem etida, si ésta llega a ocurrir durante un viaje.



4.8.3 Preventores Adicionales

B O P In te rn o Esta es una válvula de control unidireccional que se la utiliza para cerrarel tope de la tubería de perforación.

Permite que la sarta de perforación se m ueva en el pozo, bajo presión, en el caso de que ocurra una arrem etida m ientras la sarta no se encuentre en el fondo.

Físicam ente es difícil estabilizar la válvula contra el flujo de lodo proveniente de la tubería de perforación, así que generalm ente se instala primero la válvula de seguridad.

V álvula D escendente unidireccional

Esta válvula se bom bea o se deja caer dentro de la tubería de perforación, a sen tán d o se en la base s itu ad a en o ce rc a del en sa m b la je d e fondo (BHA).

A lgunos m odelos de este tipo de válvu la pueden ser recuperados con cab le ya que, de otra m anera, la sarta de perforación debe ser levantada para sacar la válvula.

G eneralm ente se los utiliza en operaciones de v iaje por m aniobra forzada.

Si se ab an d o n a una lo cac ión co s ta a fu era , se deben in sta la r an tes de cortar la tubería.

V álvula F lo tan te Esta válvula de control se instala en el acople entre la broca y el m otor de fondo (bit sub) para p reven ir el flu jo de re to rno del lodo a través de la sarta de perforación.

Los m odelos simples son válvulas de una vía que previenen que la p resió n se tran sm ita al p o zo m ien tras fluye el flu ido. Desafortunadam ente, esto tiene com o resultado una desventaja ya que no se conocerá la presión de la tubería de perforación al m om ento de cerrar el pozo.

Una válvula tipo “ranurada” o válvula “venteadora” m inim izan los reflujos pero permiten registrar la presión de c ieñe estable.



4.9 Preventores Rotatorios

Se los conoce tam bién com o cabezas rotatorias o BOPs rotartorios.

• Se encuentran ensam blados sobre los BO Pestándar y actúa com o un diversificador de flujo rotatorio.

• Esto perm ite m ovim ientos de rotación yverticales a la tubería de perforación al m ism o tiem po que los sellos de caucho se c ie rran a lre d e d o r y ro ta c o n la tu b e r ía o kelly.

• P o r lo tanto, se logra co n ten er el flu jo dellodo y ser dirigido hacia otro lugar a través de los ensam blajes del tazón y cojinete.

• Con este equipo se pueden contro lar laspresiones anulares hasta 3,500 lppc

• L as a p lic a c io n e s in c lu y en c a so s deperfo rac ión bajo balance y h asta facilitan la perforación en zonas de altas presiones mientras fluye el pozo.

M ientras que el sello de caucho contiene las presiones alrededor de la sarta o kelly de perforación, el flujo se lo dirige mediante el tazón y cojinete. El ensam blaje del cojinete permite que la parte interna rote con la sarta de perforación m ientras la parte extem a se mantiene estacionaria, jun to con el tazón.

Los sellos son generalm ente de dos tipos:-

1. Un caucho con fo rm a de cono que se sella alrededor de la sarta de perfo ración . El d iám etro in terno del se llo es m ás pequeño que el d iám etro ex terno de la tubería po r lo que el se llo se estrecha para lograr que se cierre perfectam ente alrededor de la tubería. No se requiere presión hidráulica adicional para com pletar el proceso de sellado ya que la presión real proviene de las presiones existentes en el pozo y que actúan sobre el caucho en forma de cono. Por lo tanto, el caucho se sella solo y m ientras m ayor sea la presión del pozo, m ejor será el sellado.

2. Un sellado tipo em paque que requiere presión hidráulica externa para inflar el caucho y lograr el sellado. Habrá sellado siem pre y cuando la presión hidráulica sea m ayor que la presión del pozo.

Cabeza de Kelly

Caucho superior

Ensamblaje de cojinete

Caucho inferior

Tazón



5 CÁLCULOS DE FRACTURA

5.1 Prueba de Fuga

E sta e s una p ru eb a de p resión q u e se la rea liza g en era lm en te lu eg o d e h ab er p e rfo rad o el zap a to de revestidor y cem ento y nueva form ación, antes se seguir perforando la siguiente sección del pozo. Esta prueba tiene dos razones principales.

Integridad del Cem ento Antes de perforar la siguiente sección del pozo, es crítico determ inar si laadhesión del cem ento es su fic ien tem ente fuerte para p reven ir que los flu idos de a lta p resión fluyan a fo rm acio n es m en o s p ro fu n d as o a la superficie

Presión de Fracturas Si, com o se supone, el cem ento retiene la presión que se ejerce durante laprueba, habrán fracturas en la fonnaciones, en condiciones controladas. A esta profundidad, se asum e que la form ación será m ás débil ya que es el punto m enos profundo jun to a la siguiente sección del pozo.

Por lo tanto, la presión de la form ación determ inada en la prueba será la presión m áxim a aplicable al pozo sin causar fracturas.

Se pueden realizar dos tipos de pruebas

M uchas veces se realiza una Prueba de Integridad de la Form ación cuando hay un buen conocim iento de las p resiones de fo rm ación y frac tu ra en una región determ inada. En lugar de in d u c ir fractu ras, la prueba de presiones se la tom a en una presión m áxim a pre-determ inada, considerada lo suficientem ente alta com o para perforar en form a segura la siguiente sección.

Una Prueba de Fuga com pleta lleva una fractura de la formación.

Procedim iento:-

• L uego de p e rfo ra r el rev es tim ien to del zap a to , se p e rfo ra u n a p eq u eñ a secc ió n de la n u ev a fo rm ación , a lred ed o r d e lOm.

• C errar el pozo• Bom bear el lodo a una velocidad constante, hacia dentro del pozo de m anera que la presión en el

anular se incremente.• M onitorear la presión por indicaciones de que el lodo ha sido inyectado a la form ación.

Primeramente se verá un incremento linear con una caída de presión que ocurre cuando se llega al punto de fu g a En este punto se detiene el bombeo.

El gráfico que representa la presión en función del tiem po o el volum en de lodo bom beado m uestra 3 etapas principales para una Prueba de Fuga com pleta. El operador debe decidir qué valor particular de la presión de fuga se to m a pero evidentemente, se tomará el valor menor. De esta manera este será el punto inicial de la Presión de Fuga, si el desarrollo de la prueba no causa una ruptura com pleta. Si hay una, la Presión de Propagación debe ser la m enor, indicando que la form ación se encuentra m ás débil com o resultado de la prueba.



Presión Superficial

de Cierre

P resión de R u p tu ra

Ha ocurrido una falla com pleta . / e irreversible con la caída de la

presión- parar el bom beo

P resión de Fuga Incremento lento de la presión - reducir la velocidad de bombeo mientras el lodo comienza a inyectarse en la formación

Presión de P ropagación Si para el bom beo en el punto de falla, la formación puede recuperarse pero estará más débil

Volumen de Lodo bombeado

Con una p rueba de fuga (L O T , Leak O ff T est) el lodo se inyecta en la form ación h asta que hay una fractura. Por lo tanto, la formación se debilitará permitiendo una tolerancia m enor en la siguiente sección del hoyo. U na fuga com pleta debe conducirse en pozos explo ra to rios donde no se tiene in form ación sobre la presión de fractura.

Si se co n o ce sob re la p res ió n reg iona l y los g rad ien tes de frac tu ra , se debe c o n d u c ir una P ru eb a de Integridad de la form ación (FIT, Fonnation Integrity Test) a una presión que se sabe se encuentra sobre la m áxim a requerida anticipada, durante la siguiente sección del pozo. Al no increm entar la presión hasta el punto de fuga, la F IT provee un crec im ien to en el m argen de seguridad seguro co n tra la fractura en la zona del zapato.



5.2 Presión de Fractura

Todos los m ateriales tienen una fortaleza finita. La Presión de Fractura se define com o la presión m áxim a que una form ación puede soportar' antes de que su resistencia a la tensión se exceda y falle.

Los factores que afectan a la presión de fractura incluyen:

Tipo de rocaEsfuerzos o Tensiones in-situ Debilidades tales com o fracturas, fallas Condiciones del pozoRelación entre la geom etría del pozo y la orientación de la formación Características del lodo

Si una roca se fractura existe una situación de peligro potencial en el pozo.

P rim eram ente, hab rá una pérd ida de lodo en la zona fracturada. D ependiendo del tipo de lodo y el volum en de pérdida, esto puede ser extrem adam ente costoso. L a pérdida de lodo puede reducirse o prevenirse reduciendo la p resión anu lar po r m edio de velocidades de bom beo reducidas, o, se puede necesitar una acción conectiva más costosa, utilizando una variedad de materiales para sellantes y “taponar” la zona fracturada y prevenir pérdidas futuras. Evidentem ente, todos estos tipos de tratamiento causan daños extrem os en la formación y deben evitarse, de ser posible.

S in em bargo , si la pérd ida de lodo es dem asiado severa , el nivel de lodo en el pozo puede bajar, reduciendo la presión hidrostática existente en el pozo. Esto puede dar por resultado una zona, en otro tram o del pozo, que se encuentre desequilibrada y fluyendo. Este es el caso de un reventón subterráneo!

Por lo tanto, es esencial conocer el

gradiente de fractura m ientras se planea y perfora el pozo.

La presión de fractura se determ ina en base a la prueba de fuga realizada al nivel del zapato del revestim iento. D urante la pnieba, una com binación de dos p resiones a rro ja una presión en el zapato que cau sa u n a fractura:

• L a p re s ió n h id ro s tá t ic a q u eejerce el fluido de perforación en el zapato.

• La presión de cierre ap licada

cuando se bom bea lodo a un pozo cerrado , es decir, la presión de fuga.

LOP

HYD

Fractura



Pfrac = HYDshoe + LOP donde Pfrac = presión de fractura

HYDshoe = hidrostática del lodo en el zapato

= M W x TVDshoe x constante

LOP = presión de cierre aplicada en la superficie, ya sea determ inada del LOT o FIT

Plrac (emw) = MW + LOPATVDshoe x g)

E jem plo - En U nidades de C am po

Un LO T se desarrolla con una profundidad de zapato a 4000ft TV D , con un peso de lodo de 10.5ppg. La fuga ocurre cuando hay una presión de cierre de ISOOpsi.

LO P = 1500psi

HYDshoe =10.5 x 4000 x 0.052 = 2184psi Pfrac

= 2184+1500 = 3684psi

Pfrac emw = 3 6 8 4 /(4 0 0 0 x 0.052) = 17 .71ppgem w

E jem plo - E n U n id ad es M étricas

Se realiza un FIT con una profundidad de zapato de 2500m TVD, con un peso de lodo de 1035 kg/m3. El

FIT se m antiene en la presión de cierre de superficie de 10500 Kpa.

LOP = 10500KPa

HYDshoe = 10 3 5 x 2500 x 0.00981 = 25383 KPa

Pfrac = 25383 + 10500 = 35883 KPa

Pfrac em w = 35883 / (2500 x 0.00981) = 1463 kg/m.3 emw

Sin em b arg o , es m uy im p o rtan te en te n d e r q u e , au n q u e la p ru e b a de p res ió n es la ú n ica m an era de determ inar la presión de la fractura (o tra q u e solo p e rd e r la c irc u la c ió n ex is ten te ) , hay a lg u n as circunstancias que pueden llevar a inexactitudes o falta de confiabilidad:-

• La Prueba de Integridad de Form ación no determ ina la presión de la fractura real, solo el m ínim o valor aceptable para la operación de perforación. Aun cuando no provee información precisa, esta prueba no provee márgenes de seguridad.



• G eneralm ente se seleccionan las form aciones consolidadas del pozo para asentar el zapato - estaform ación puede no ser la m ás débil si luego se encuentran form aciones no consolidadas o con dem asiada presión, en un intervalo corto desde el zapato.

• Puede haber una fuga aparente cuando existe una perm eabilidad alta, o form aciones yugulares altas, aún cuando no haya una fractura.

• Puede haber una m ala adhesión del cem ento que dé por resultado una fuga a través del cem ento en lugar de a través de la formación.

• Se puede registrar porosidad localizada o m icro fracturas en presiones de fractura bajas,registradas

• La g eo m etría del p o zo , en re lac ió n a los e sfu e rzo s h o rizo n ta les o v e rtica les , p u ed e lle v a r apresiones de fractura engañosas, produciendo resultados diferentes en la m ism a formación, entre pozos verticales y desviados.



5.3 Máxima Presión Anular Permitida en Superficie

C uando se requiere cerrar un pozo para con tro la r un reventón, es necesario que exista una presión de cierre para balancear la presión ex isten te en el fondo del pozo.

Existen dos presiones que actúan en el zapato al mom ento del cieñe:

® Presión hidrostática del lodo ® Presión de cieñe aplicada desde la superficie

La c o m b in ac ió n de am b as p re s io n e s no d eb e e x ced e r la p resió n d e la frac tu ra de la fo rm ación en el zapato , (la P frac se d e te rm in a en base a las p ru eb as d e fugas)

P fra c > H Y D shoe + P re s ió n de C ie rre

La presión M A A SP es la presión de c ie ñ e m áxim a que se puede aplicar sin que se fracture la zona m ás débil, asum iendo que sea el zapato:

Pfrac = H Y D shoe + M A A SP

M A A SP = Pfrac - H Y D shoe

Al m om ento del LOT, es evidente que la M A A SP es igual a la Presión de Fuga ya que la presión de cierre es la causa de la fractura.


Se realiza un LO T a una profundidad de zapato de 4000 pies TV D , con un peso de lodo de 10.5 ppg. La presión de fuga es de 1500 psi.

Pfrac = hyd + LOP = (10.5 x 4000 x 0.052) + 1500

Pfrac = 2184 + 1500 = 3684psi

P or lo tan to , la P resión M A A S, con un lodo de 10.5 ppg , tam b ién es igual a 1500 psi. U na p resión de c ie rre m ayor a este valor frac tu raría el zapato .

La Presión M A A SP cam biara so lo si cam bia el peso del lodo: -

La profundidad perforada no im porta ya que estam os tratando con la zona m ás débil, ubicada en el zapato.

De las dos presiones que actúan en el zapato:

La presión hidrostática del lodo cam bia solo si cam bia el peso el lodo.



Pfrac no varía, com o es evidente.

C alcular la M A A SP, para 6000 pies MD, si el peso del lodo se increm enta a 11.2ppg.

M AASP = Pfrac - HYDshoe

= 3684 -(11.2 x 4000 x 0.052) =

1354psi

Esta form a de calcular cam biará solo si se encuentra una zona débil a una m ayor profundidad.

E jem plo- en U nidades M étricas

Ya que Pfrac perm anece constante, si se increm ente el peso del lodo, la M A A SP debe bajar.

A l m o m en to de la p ru eb a d e fuga, se d eb e co n stru ir una ta b la co m p ara tiv a del p e so de lodo v ersus M A A S P .

Si se realiza una fuga en el zapato , T V D de 3000 m, el peso del lodo es de 1020 kg/m 3 y la presión de fuga reg istrada es 8000 Kpa.

Pfrac = (1020 x 3000 x 0.00981) + 8000 = 38019 Kpa

M AASP = Pfrac - HYDshoe

M AASP @ 1020kg/m3 = 8000 Kpa

M AASP @ 1030kg/m3 = 38019 - (1030 x 3000 x 0.00981) = 7706KPa

M AASP @ 1040kg/m3 = 38019 - (1040 x 3000 x 0.00981) = 7412KPa

M AASP @ 1050kg/m3 = 38019 - (1050 x 3000 x 0.00981) = 7117Kpa



5.4 Tolerancia de Arremetida (Kick tolerante)

El peso del lodo debe ser suficiente com o para ejercer presión y prevenir una arrem etida pero no debe ser tan elevado com o para que la presión resultante cause una fractura en la form ación, com o es evidente.

Esta form ación llevará a una pérd ida de c ircu lac ión (p é rd id a de lodo en la fo rm a c ió n ) en la z o n a fracturada. Esto, en cam bio, llevará a una caída en el nivel del lodo existente en la región anular, reduciendo la presión hidrostática del pozo. Por último, con una presión reducida en la región anular, puede com enzar a fluir otra form ación perm eable localizada en otro punto del pozo. A nte la pérdida de la circulación en un punto y un influjo o arrem etida en oiro, es indudable que pueda com enzar un reventón subterráneo!

En condiciones críticas, el pozo debe cerrarse.

D urante la perforación se puede balancear la presión a lta de las form aciones con el peso del lodo. Sin em bargo, si se produce una arrem tida (causada ya sea por un increm ento en la presión de la form ación o a través de una reducción de la presión causada por pistoneo), el pozo debe cerrarse. Si la presión causada por el peso del lodo es m uy alta, las form aciones más débiles, localizadas en el zapato, pueden fracturase cuando se cierre el pozo. Esta situación será peor si se requieren presiones de cierre m ás elevadas para balancear la baja densidad de los influjos, especialm ente con gas expansible!

La TO LER A N C IA DE A R R EM ETID A es el balance m áxim o en gradiente (es decir, peso de lodo) que puede ser m anejado por el pozo, con el T V D (Profundidad V ertical V erdadera) actual, sin frac tu rar el zapato , en caso de que el pozo deba ser cerrado.

TOLERANCIA DE INFLUJO = TVDshoe x (Pfrac - PL)

T V D h o le

Donde Pfrac = gradiente de fractura (peí) en el zapato PL = peso real del lodo

Si el peso de lodo requerido para b a lan cear las presiones de la fo rm ación m ien tras se perfo ra dan po r resultado una fractura en el zapato durante el cierre del pozo, se debe colocar un recubrim iento de zapato más profundo (a una presión de fractura mayor).

Para que el influjo del gas se considere, la form ula debe modificarse com o sigue:

KT = [TVDshoe x (Pfrac - PL)] - I influx height x (PL - densidad de gas)! TVDhole TVDhole



El método ilustrado se basa en tres criterios:

• Una altura y volum en de influjo m áxim os (no hay tolerancia de influjo) - Punto X

• Una densidad de gas típica o conocida (de pruebas previas de pozo, por ejem plo )

• La tolerancia m áxim a de influjo (influjo líquido y no gaseoso) - Punto Y

E sto define los lím ites en un plano gráfico , lo que provee de una referencia fácil para este im portante parám etro.

Los valores se determinan de la siguiente forma:

Altura M áxima = TVDshoe x (Pfrac - PL)i"L - üensiuad del gas

Si se desconoce la densidad del gas, se deba asumir 250 kg/m3 (0.25 SG o 2.08ppg)

V olum en M áxim o de Influ jo se determ ina en base a la capacidad de altura m áxim a y anular - que define el Punto Y del gráfico.

KT M áxim o, com o se m uestra anteriorm ente, = TVDshoe x (P frac - P L )T V D h o le

Esto define el Punto X en el gráfico, un influjo líquido sin gas.

Este gráfico se com pleta al dividirlo entre las diferentes secciones anulares cubiertas por el influjo, es decir, en caso de que existan secciones de perforación diferente o de que el influjo se encuentre por sobre la sección de perforación o, aún, si el influjo pasa del hueco abierto al hueco recubierto. Esto es necesario ya que el m ism o volum en de influjo va a tener diferentes alturas de colum na en cada sección anular.



T o leran c ia de Influjo, e jem p lo p rác tico

Utilizando la siguiente configuración de pozo:

Zapato de revestim iento Profundidad del pozo Pfrac en el zapato PL RealLongitud de Collares de Perforación Capacidad del A nular

Capacidad del A nular

Densidad del Gas

= 2000m = 3000m = 1500 kg/m3 peí = 1150 kg/m3 = 200m= 0.01526m 3/m (216mm hueco abierto, 165mm collares de perforación)= 0.ü2396m 3/m (216m m hueco abierto, 127mm collares de perforación)= 250 kg/m 3

A ltura M áxim a = TV D shoe x (Pfrac - PL) = 2 0 0 0 ( 1500- 1 150) = 777.8mP L - densidad del gas 1 1 5 0 -2 5 0

V olum en M áxim o, determ inado desde 200 m. alrededor de los collares de perforación y 577.8 m. a lrededor de la tubería de perforación:

DC = 2 0 0 x 0 .0 1 5 2 6 = 3 .0 5 m 3DP = 577.8 x 0.02396 = 13.84m 3

Vol M ax = 3.05 + 13.84 = 16.89m3

KT M áxim o = T V D sh o e x (P frac - P L ) = 2000 (1500 - 1 150) = 233.3 kg/m 3T V D h o le 3000

Por lo tanto, el Punto X = 16.7m3, Punto Y = 2 3 3 kg/m 3

Ahora, se debe determ inar el “punto de ruptura” del gráfico, para las secciones anulares de los collares de perforación y tubería de perforación:

Para hacerlo, se debe calcular el KT relacionado a un influjo de gas de 3.05m 3, que llegará hasta el tope de los collares de perforación cuya longitud es de 200 m:

K T = [T V D sh o e x (P frac - PL )] - [a ltu ra de in flu jo x (P L - d e n s id a d de l g a s )] T V D h o le T V D h o le

= 2 0 0 0 (1 5 0 0 - 1150) - 2 0 0 (1 1 5 0 -2 5 0 )3000 3000

= 173.3 kg/m3


Por lo tanto, el punto de ruptura del gráfico se encuentra en los 3.05ni3 y 173.3 kg/ni3.

El gráfico se lo dibuja de la siguiente manera:


K Tkg/m3

De éste gráfico se puede obtener la siguiente información:

Para el in flu jo de líqu ido , sin gas:

• La tolerancia de influjo es de 233 kg/m3 sobre el peso del lodo actual.

• Esto quiere decir que la presión m áxim a de la form ación que puede controlarse al c e n a r el pozo, sin causar fracturas es 1383 kg/m3 (1150 + 233).

• Cuando la presión de la form ación es m ayor que la anticipada, se debe asentar un nuevo zapato de revestimiento.

El gas ligero y expansible cam bia este escenario dram áticam ente:

• Si se perm ite m ás de 16.7 m 3 de gas en el anular, no hay tolerancia de influjo en pozo cerrado yel zapato se fracturará!

• Los operadores m uchas veces trabajan en el nivel m áxim o aceptable de influjo para determ inar la tolerancia.

• Por ejem plo, un gas con un influjo de 10m3 tendrá una tolerancia de influjo de 86 kg/m3 sobre el peso del lodo actual.



Esto puede verificarse con la siguiente formula:

De los 10m3, 6.95m 3 se encuentran alrededor de la sección anular de la tubería de perforación, ya que 3.05m 3 llenan la sección del cuello de perforación:

Altura alrededor de la T P = 6.95 / 0.02396 = 290m A ltura alrededor del C P = 200m Altura Total = 490m

KT = 2000 (1500 - 1150) - 490 (1150 - 250)3000

= 86.3 kg/m 3



6 PRINCIPIOS DE CONTROL DE POZOS Y CALCULOS

6.1 BALANCEANDO PRESIONES DE FONDO DE POZO

Si se asum e que hay un in flu jo o a rrem etid a en el fondo del pozo, d u ran te el co n tro l del m ism o, la presión de fondo del pozo (BHP) debe balancearse hacia am bos lados, tanto en la parte interna de la sarta de perforación com o en el espacio anular correspondiente. Se puede considerar que este pozo se com porta de acuerdo a los lincam ientos de un tubo en U.

En una situación de pozo norm al:

S1DP = 0 SICP = 0

BHP = HYDmud

Se asum e que el pozo se encuentra en balance norm al donde la presión hidrostática del lodo excede la p resión de la formación.

En una situación de perforación norm al, el tubo en U se abre hacia la superficie con la presión en el fondo del hueco igual a la hidrostática del lodo.

Esta presión será igual en am bos lados del tubo en U, para que el pozo esté balanceado.

Si el p o zo se c ie rra , las p re s io n es son las m ism as y n o se requiere presión superficial adicional para lograr un balance.

A hora, considerem os las p rofundidades y las presiones reales:

S1DP = 0 SICP = 0PL = I020kg/m 3 TV D = 1 OOOm

HYDmud = 1020 x 1000 x 0.00981 = 10006 KPa

Si esto es mayor que Pform, entonces el BHP = 10006 KPa.

Las presiones de cierre serán cero ya que el pozo se encuentra balanceado.

BHP= HYD = 10006KPa



A hora , si el anu lar es parc ia lm en te (la m itad en este caso) llenado con lodo m ás liv iano :

SIDP = 0 SICP = 98

1020

1000

* 4

5 00m

lOOOm

10006KPa 9908KPa

BHP = 10006KPa

La sarta se encuentra llena todavía con lodo de 1020 kg/m3 , y ejerce una presión BHP de 10006 KPa.

Sin em bargo , la h id ro stá tica en el an u la r se ha reducido:

H Y D 102ü = 1020 x 500 x 0.00981 = 5003KPa

H Y D IUoo = 1000 x 500 x 0.00981 = 4905 KPa

Presión A nular = 5003 + 4905 = 9908K Pa

E sto no b a la n c e a la B H P , p o r lo q u e si el p o z o se encontraba cerrado , se deb ía ad ic ionar 98K P a en la superficie.

(98 + 5003 + 4 9 0 5 = 10006)

R egresando a nuestro pozo con lodo de 1020 kg/m 3 :

SIDP=394KPa

influx

BHP = Pform = 10400Kpa

A los lOOOm, una form ación es penetrada con una presión de !0400K Pa. Con el influjo, el resultado será que el pozo se cierre.

La BHP es ahora igual a 10400KPa

En el lado de la sarta de perforación , se asum e que la afluencia no ingresa en la tubería:

HYDmud = 10006KPa

Una presión SID de 394K Pa balanceará el pozo:

10400 = 10006 + 394

En el anular, la hidrostática total se reduce por la afluencia por lo que se requerirá una presión SIC m ayor para balancear el pozo.



E jem plo :

Profundidad Perforada = 3500m TVD, PL = 1030kg/m3.

Influjos de fo rm ació n ....F P = 38000K Pa; petróleo cuya densidad es 850 kg/m 3 Huye hasta 500m de altura.

S ID P = 2 6 3 5 K P a S IC P = 3 5 18 K P a

H Y D m u d = 3 5 3 6 5 K P a

BHP = la FP m ás alta = 38000 KPa

HYD = 1030 X 3500 X 0.00981 = 35365KPa

Para balancear la parte interna de la sarta de perforación, SIDP = 38000 - 35365 = 2635KPa

Para balancear el espacio anular, SICP = 38000 - (H Y D m ud + HYDinflux)

= 38000 - [(1030 x 3000 x 0.00981) + (850 x 500 x 0.00981)]

3 8000-[30313 + 4169]

= 3518KPa

De estos principios del tubo en U se pueden determ inar las siguientes form ulas para el cierre:

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx



6.2 Formulas para cierre

P resión en el A n u la r o o sa rta de perfo rac ió n + P resión de C ierre = P resión de F o rm ac ió n

La Presión S1D provee una presión adicional a la hidrostática del lodo en la sarta de perforación, para así balancear la BHP que se increm entó corno resultado de la presión de la form ación.

H idrostática del Lodo + S ID P = Presión de la Form ación

El m ism o principio se aplica al lado anular del tubo en U, pero ahí, la colum na de lodo se contam ina por la afluencia o in flu jo . E sto reduce la h id rostá tica general en el anu lar y se requ iere una p resión CSI m ayor p a ra log rar un balance.

Si se asum e q u e la a flu en c ia se c o n cen tra en el fondo del pozo , la a ltu ra de la a flu en c ia se la puede d e te rm in a r de la s ig u ie n te m anera :

N uevo lodo H Y D + Influ joH Y D + S IC P = Presión de la Form ación

Donde la afluencia hidrostática = gradiente de la afluencia x altura de la afluencia

6.3 Afluencia De Pozo, Altura y Tipo

La SIC P no se utiliza para determ inar la presión de la formación pero puede ser utilizada en los estim ados tem pranos del tipo de afluencia que se necesita controlar. Esto sucede sin tom ar en cuenta la fórm ula que se m uestra anteriorm ente y es debido varios datos un tanto inciertos que pueden surgir.

Generalm ente, el volum en de afluencia se asum e que es igual al increm ento del volumen de líos tanques, es decir, al volum en de lodo desplazado a superficie com o resultado de la afluencia existente en el fondo del pozo.

A ltu ra de afluencia = increm ento en p iscinas * capacidad anu lar

Una vez que se cierra y se alinea el flujo hacia el tanque de viaje, el volumen de los tanques se incrementa debido al volum en de afluencia existente en el fondo del pozo.

Sin em bargo, antes de cerrar el pozo y m ientras circula, la afluencia debería haber sido dispersada hacia el anular, contam inando el lodo y reduciendo la altura debida a una m ayor capacidad anular.

M uchas v eces se ignoran estos p o sib les e rro re s y se asum e que la afluencia ocupa el fondo del pozo dejando una pequeña colum na de lodo en la parte superior.

Lodolimpio

Lodocontaminado

afluencia



La altura a la que llega la afluencia depende de:

• El diferencial de presión y la penneabilidad, es decir, la efectividad de Huido a fluir.• El tipo de fluido• El tiem po que se requiere para cerrar el pozo, perm itiendo las afluencias• Las capacidades anulares

Com o es evidente, m ientras m ayor sea la altura de afluencia, habrá una m ayor reducción de la presión hidrostática y por lo tanto, se requerirá una CS1P m ayor para balancear el pozo.

O ( ¡l

BHP = Pform

La expansión del gas reducirá aún más la hidrostática !

Con una información confiable, la gradiente de afluencia de la puede determ inar de la siguiente manera:

Gradiente del Huido (psi/ft) = (PLppg x 0.052) - (SICP - SIDP (psi))Altura de afluencia (ft)

Grad de Fluido (KPa/m) = (kg/m3 x 0.00981) - (SICP - SIDP (KPa))altura de afluencia (m)

G radiente del Fluido (psi/ft)

T ipo de Fluido G radiente del Fluido (K Pa/m )

0.05 - 0.15 Gas 1.131 - 3.3930.15 - 0.40 C ondensado -Aceite 3.393 - 9.048

0.433 A gua Fresca 9.7950.433 - 0.48 A gua Salada 9.795 - 10.858



6.4 Estabilizando presiones de cierre

C uando se cierra un pozo, las presiones CS1 y S1D se increm entan en form a continua hasta que el pozo se encuentra balanceado en am bos lados.

U na vez que se estab ilizan las p resio n es, las p resiones de c ierre refle jan una red u cc ió n en la p resión hidrostática (en la cadena de perforación y en el anular) y en la presión adicional requerida para balancear la formación.

A ntes de que se estabilicen las presiones, la BHP no logra un balance en la presión de la form ación por lo que podría haber afluencias.

Al m ism o tiem po , el gas sigue m igrando m ientras se c ierra el pozo , aún cuando no es posib le que se expanda ya que no hay lugar para desp lazar el lodo d esde el anular.

Si las presiones (CSIP) no se estabilizan pero siguen increm entándose gradualm ente, se puede asegurar que existe gas IS en el pozo y que está m igrando.

Para determ inar el grado de desbalance si las presiones no se estabilizan, se debe registrar la presión en función del tiem po, cada m inuto.

Se puede graficar el resultado en un cuadro en el que se represente la presión en función del tiempo. Si la velocidad del increm ento dism inuye, ésta será la cantidad de desbalance existente

T iem p o

En e s te caso , es m uy útil sab e r cuán ráp id o se in crem en ta el gas en el an u la r ce rrad o . E sto p u ed e ca lcu la rse d e p en d ien d o de la ve lo c id ad con la que in c rem en te la C S IP :

Velocidad de M igración = incremento de la presión en función del tiem po /gradiente de presión hidrostática

= (psi/h r) / (psi/ft) = f t/h r

ej. PL = 11.1 ppg; La presión se increm enta en 200 psi en un lapso de 30 m inutos

Velocidad de M igración = 400 / (11.1 *0.052) = 693 ft/hr



6.5 Arremetidas inducidas

Si com o resultado de que la presión de la form ación exceda a la presión hidrostática del lodo se ocasiona un influ jo o arrem etida, las p resiones de c ierre se presen tarán en am bos lados del tubo en U, S IC P > SID P.

Si se registra una SID P igual a cero, la h idrostática del lodo (dentro del lado de la sarta de perforación refiriéndonos al tubo en U) m antendrá en balance la presión de la form ación . Si el increm ento en la p resión de la fo rm ación no es la causa de un in flu jo , y la reducción de la p resión an u la r puede se r la causa, es ev iden te que el influ jo debe haber sido inducido p o r algún o tro m ecan ism o:

• Por pistoneo, reduciendo tem poralm ente la presión anular bajo la presión de la form ación, para perm itir una afluencia.

• C uando no se m antiene el pozo lleno durante un viaje, nuevam ente se reduce la presiónhidrostática del anular.

Todavía se puede registrar una C SIP ya que la afluencia reduce la hidrostática del lodo en el anular y la reducción se debe balancear por la presión de retom o que se aplica en la superficie.

En esta situación, el control requiere únicamente que se circule el influjo hacia fuera.

6.6 Flotadores de una vía

Los flotadores prevén la transm isión de fluidos y presión hacia an iba de la sarta a m enos que se utilice un diseño “plano o con escapes” .

Por lo tanto, no se transm itirá un increm ento en la presión de la form ación a la superficie a través de la sarta de perforación, y la SID P será igual a cero!

Si se desconoce la SID P, no se puede determ inar la presión de la form ación (y el peso m uerto del lodo aparecerá en poco tiempo).

Para determ inar la información requerida, se puede utilizar el siguiente procedimiento.-

Luego de cenar y estabilizar, registrar la SICPBom bear a la velocidad de m atado planeada (esto se basa en la Velocidad de Circulación Lenta y la presión conocida)M antener una SICP constante utilizando válvulasRegistrar la presión en la tubería de perforación mientras circulaParar el bom beo y cen ar la válvula

La presión de cien'e de tubería de perforación efectiva se la calcula de la siguiente manera:

SIDP = presión de la tubería de perforación - presión SCR



6.7 Velocidades de Circulación Lenta

El control del pozo se lo realiza siempre con una velocidad lenta de bombeo para m inim izar la presión de bom beo adicional existente en el anular. Es im portante saber qué presión resulta de esta velocidad de bom beo en una situación “norm al” .

Se deben registrar las presiones SCR para timbas bombas en un rango de velocidades de bombeo, es decir, 20, 30 y 40 em boladas por minuto. Generalmente se registran:-

• Al principio (o final) de cada tum o, si la profundidad de perforación ha variado• Si el peso del lodo cam bia significativam ente• Si el perfil del pozo/sarta ha cam biado• Antes de continuar perforando con otra broca

Las presiones SRC se utilizan para determinar lo siguiente:-

• Presiones de circulación inicial y final cuando se circula el lodo de m atado hacia la broca• La SIDP cuando se utiliza un flotador de una sola vía (explicado anteriorm ente)

6.8 Peso del Lodo de Dominio de Pozo (Matado)

C om o se lo vio previamente, la SID P es la presión adicional (a la presión hidrostática del lodo) requerida para balancear la BHP debido al increm ento en la presión de la formación:-

F P = H Y D m u d + S ID P

El peso del lodo de dom inio es el peso del lodo requerido para balancear la presión de la formación.

i.e. PL M u erto = P L Inicial + S ID P

(TVD x g)PPG = PPG + PSI

ft x 0.0052

kg/m3 = kg/m3 + KPam x 0.00981


Se ocasiona un influ jo al perforar a 800()ft con un peso de lodo de lO.óppg. Al m om ento de cierre se registra una SID P de 350psi:

KPL = 10.6 + 3508000 x 0.052

= 10.6 + 0.84 = 11.5ppg

FP = 1 1 .44ppg peí



= 11.44 x 8000 x 0.052 = 4759PS1

E jem plo - En U n idades M étricas

Al p e rfo ra r a 3700m con un p e so de lodo de 1045kg/m 3, se p resen ta un in flu jo con una S ID P de 2500KPa:

KPL = 1 0 4 5 + 25003700x0 .00981

= 1045 + 68.9 = 1114 kg/m3

FP = 1114kg /m 3eP L= 1 1 1 4 x 3 7 0 0 x 0 .0 0 9 8 1 = 40,435 KPa

6.9 Circulando el Lodo de Dominio de Pozo (Matado)

El lodo de m atado circula a una velocidad de bom beo constante, la Velocidad de Circulación Lenta.

Al iniciar el proceso de control de pozo, la sarta de perforación está llena del lodo original (nuevam ente, asum iendo que no ha encontrado afluencias en su cam ino hacia la parte superio r por el in terior de la sarta)

O

L a p resión de la bom ba reg is trad a será la p resió n S C R reg is trad a y la S ID P ad ic ional req u e rid a para b a lan cea r el pozo:

Por lo tanto, al iniciar la operación de dom inio del pozo:

ICP = SIDP + presión SCR

donde IC P = Presión de C ircu lación Inicial



M ientras se bom bea el lodo de m atado m ás pesado hacia la parte baja de la sarta, el lodo ligero original se desplaza de la sarta hacia el anular.

Ya que el lodo pesado rem plaza al lodo liviano, la presión hidrostática de la sarta se increm enta. Por

lo tanto, se requiere una SID P m enor para m antener la BHP en balance.

La velocidad de bom beo se mantiene en SCR

Entonces, la SIDP debe reducirse m anualm ente abriendo la válvula, y así, cada vez...

H Y D m ud + SID P = B H P (Presión de la Form ación)

C ontinuando con la circulación, vam os a asum ir que el lodo de m atado llegó a la broca, desplazando el lodo original de la sarta de perforación:

Y a que el lodo de m a tad o se h a ca lcu lad o p ara co n tro la r el p o zo , la p resió n h id ro s tá tica del lodo de m atad o ah o ra b a lan cea la B H P. P o r lo tan to , no se req u iere ap lica r desde la su p e rfic ie una p res ió n ad ic io n a l de re to rno .

La “ S ID P ” reg istrada es ahora equivalen te a la presión SC R pero no al lodo de m atado , que es m ás pesado. Esto se puede determ inar m ediante el método de las razones (ratios method), en base a la presión SCR registrada para el peso de lodo original:-

Presión Final de Circulación

FCP = SCRpress x ( KPL/PL)

La FCP balancea el lado de la sarta en el tubo en U y debe m antenerse para lo que resta de la operación de matado del pozo.



6.10 Reducción de Presión Gradual

D uran te la e tap a in icial del p ro c e d im ie n to de con tro l del p o zo , se debe m o stra r una red u cc ió n en la presión m ientras se circula el lodo de m atado al lodo. Se reduce gradualm ente la presión, de la presión de circulación inicial a la presión de circulación final

Una vez que el lodo de m atado se encuentra en la broca y la presión se encuentra en la FCP, sabem os que el lado de la sarta de perforación del tubo en U balancea la presión de la formación.

L a reducción de la presión se determ ina para las p resiones requeridas en in tervalos regulares determ inados por las em boladas totales de bom beo requeridas para llenar la sarta con el lodo de m atado (es decir, la capacidad de la carta y em boladas hacia abajo).

Los ajustes a la presión requeridos (por estrangulación) se determ inan en base al núm ero total de em boladas (de la superficie a la broca) y la diferencia entre la ICP y la FCP.

Por ejem plo:-

Emboladas hacia abajo = l üüü1 C P = H 0 0 P S IFCP = 700PSI

1

emboladas

presión0 100 -’<)() 300 4 0 0 50(i 600 700 800 900 1000

1100 1060 1020 980 940 900 860 820 780 740 700



6.11 Consideraciones en Operaciones Costa Afuera

Las Líneas de estrangulación y de m atado m uy largas deben correr ju n to a la longitud de la tubería auto elevable, dependiendo de la profundidad del agua.

Una pérdida m ayor de presión por la fricción en la línea de estrangulación puede ocasionar una variación en las p resiones p o r velocidad lenta de circu lación , p o r lo tan to , en la p resión de c ircu lac ión inicial y final.

El tubo auto elevab le subm arino se encuen tra aislado y los re to rnos de c ircu lación de regreso hacia el taladro se realizan a través de la línea de estrangulación. Esto tiene dos consecuencias:

• Usted debe tom ar en cuenta la capacidad actual y los cam bios de em boladas durante el procedim iento de m atado de pozo.

• Una vez que se ha logrado contro lar el pozo, en realidad solo se ha logrado desplazar el lodo dem atado hasta el lecho marino. El tubo auto elevable subm arino continúa lleno del lodo original y, por lo tanto, antes de con tinuar, ese lodo contenido en él, debe ser desp lazado con el lodo de m atado.

6.12 Consideraciones en Pozos Horizontales

M enos cabeza hidrostática para lograr el balance de las presiones de la formación

El gas no va a com enzar a expandirse hasta que llegue a la sección vertical del pozo. Por lo tanto, un influjo no puede ser detectado tem pranam ente y una vez que se encuentra en la sección vertical, el gas tiene una distancia/tiem po m enor para llegar a la superficie.

Las sartas con collares de perfo rac ión rasurados helico idalm ente, que proveen el peso en la sección vertical del pozo, dan com o resultado una capacidad anular menor y por lo tanto, la colum na de gas tendrá una altura mayor, dism inuyendo la presión hidrostática e incrementando la CSIP.



7 METODOS DE CONTROL DE POZO

7.1 Tiempo de Espera y Peso

Se cierra el pozo m ientras se increm enta el peso del lodo para m atar el pozo, se preparan los cálenlas en las respectivas ho jas de cá lcu la (K ill sheets). Se requiere una sola c ircu lación para lograr el dom inio o m atado del pozo.

V entajas

• Se im ponen presiones m ás bajas en el pozo• Este m étodo es generalm ente m ás rápido ya que el influjo está circulando hacia afuera y el pozo

ha sido controlado por lo m enos en una circulación.• M ayor seguridad• M enor utilización del equipo de gas en superfice y de estranguladores

D esventajas

• El proceso de control de pozo debe esperar hasta que esté listo el lodo de m atado• Se requieren m ás cálculos

Procedimiento

• C errar el pozo y increm entar el p eso del lodo y su volum en para m atar el pozo

• A brir el estrangulador y bom bear a la velocidad determ inada para lograr el m atado del pozo (determinado por la SCR).

• M antener una velocidad de matado constante mientras se bom bea el lodo de matado por la sarta.

Seguir el procedim iento de reducción de la “SID P” ajustando el estrangulador del anular (A)

Si el IC P estab ilizado actual no es el m ism o que el ICP calcu lado , se deben rea lizar los a justes necesarios a la secuencia de reducción.

Se observará una reducción de la C SIP m ientras la afluencia pasa desde los co llares o lastrabarrenas a la tubería de perforación (B), ya que la capacidad anu lar m ayor reduce la altura del afluente, increm entando la h idrostática general del anular.

• Cuando el lodo de m atado se encuentra en la broca, la presión de la tubería de perforación debe ser igual a la FCP calculada (C)

• A justar el estrangulador para m antener la presión durante el resto de la operación.

Se observará una reducción en la C SIP m ientras que el lodo de m atado ingresa al anular, increm entando la hidrostática en el anular (D)

• T raer el influjo a la superficie - m ientras se expande el gas tanto la C SIP com o los niveles de los tanques (E).



• El gas necesita ser liberado para m antener la presión de la tubería de perforación y para que la C SIP se encuentre dentro de los lím ites operacionales para que no se fracture la fo rm ación al nivel del zapato (F)

Lodo de matado Lodo de matado Afluente llegando Afluenteen la superficie en la broca ® .

a la superficie removido

Procedim iento post-m atado

• Cuando el lodo de matado llega a la superficie, el bom beo se detiene y el pozo se cierra.

• En este punto, la afluencia debe rem overse del anular y se logrará el dom inio del pozo. Si se halogrado registrar la CSIP. se continúa con la circulación hasta que la afluencia restante se remueva.

P ara ta lad ros costa a fu era

• El lodo en el tubo auto elevable subm arino debe desplazarse con lodo de m atado

• A brir el diversificador y controlar el flujo de fluido de pozo

A través de la operación de m atado del pozo, se mantiene constante la BHP:-

Peso de lodo de matado constanteVelocidad de circulación de bom beo lenta y constantePresión de la tubería de perforación constante una vez que la sarta se llena con el lodo de m atado



7.2 Método del Perforador

En condiciones controladas, el lodo existente se circula para lograr que la afluencia salga del pozo.

D u ran te e s ta c ircu lac ió n se re a liz a n c á lc u lo s , se co m p le ta las h o jas de c á lc u lo p a ra el m a tad o y se in c re m e n ta el p eso del lodo h as ta que logre el p eso req u e rid o p a ra m a ta r el p ozo .

Una segunda circulación se realiza desplazando al pozo el lodo de matado, para m atar el pozo.

Este m étodo se lo utiliza generalm ente en situaciones tales com o cuando se circulan grandes cantidades de gas, g a se s de v ia je o in flu jo s q u e han sido p is toneados h a c ia el p ozo , ya que no se n ecesita un in c rem en to en el p eso del lodo.

V entajas

• La circulación com ienza inm ediatam ente• Es una técnica más sim ple, que requiere m enos cálculos

D esventajas

• Se requiere m ayor tiem po para ambas circulaciones• En el anular se im pone una presión m ayor• M ayor desgaste del estrangulador y del equipo de gas en superficie

P roced im ien to - C ircu lac ión 1

• A brir el estrangulador y bom bear hasta lograr la velocidad de circulación lenta deseada

• C ircu lar la afluencia hacia la superficie, con una velocidad de bom beo constante y m anteniendola presión de la tubería de perforación (A), ajustando el estrangulador; esto debe proveer una BHP suficiente para prevenir afluencias posteriores.

• Se debe perm itir la expansión del gas y que el lodo se desplace a la superficie.

• Por otro lado, la C SIP se increm enta (B). Esto ayudará a prevenir afluencias posteriores pero no debe exceder a las presiones de la fractura

• Una vez que la afluencia deja el pozo, cerrar el pozo y registrar las presiones (C).

Si SID P y SIC P son iguales a cero El pozo está m uerto y la densidad del lodo es suficientepara balancear el pozo

Si SID P y SIC P son iguales (>0) El peso del lodo se debe increm entar para balancear lapresión de la form ación



Si SICP > SID P Todavía existe una afluencia en el anular y puede haberun nuevo influjo o que la afluencia se m antenga durante la circulación inicial

Repetir este procedim iento hasta que se logre rem over com pletam ente el influjo.

P rocedim iento - C irculación 2

Se asum e que antes de la segunda circulación, todos los fluidos afluentes han sido rem ovidos del anular durante la prim era circulación.

• A brir el estrangulador y fijar la velocidad de circulación lenta de la bom ba

• B om bear el lodo de m atado a una velocidad constante, m anteniendo una C SIP constanteajustando el estrangulador (D). Esto perm itirá que descienda la presión de la tubería de perforación mientras se bombea el lodo de matado hacia la broca y se incrementa la hidrostática

• C u an d o el lodo de m atado llega a la b roca, el pozo es tá m uerto en los lados de la tu b e ría de perfo rac ió n . R eg is tra r la p resió n de la tubería de perfo rac ió n , F C P (E).

• C ontinuar con la circulación, desplazando el anular- con el lodo de m atado m ientras se m antieneconstante la presión de la tubería de perforación (F). La C ISP descenderá m ientras el lodo de m atado desplaza e l anular.

• Una vez que el lodo de m atado llega a la superficie, dejar de bom bear, cerrar el pozo y confirm ar que está muerto



7.3 Método Actual

C on este m étodo , la c ircu lac ión co m ien za inm ed ia tam en te y el lodo au m en ta g rad u a lm en te de peso m ientras hay circulación. Esto seguirá hasta que el lodo de m atado final llegue a la superficie y el pozo esté muerto.

D esventajas

• Se im ponen presiones m ayores en el anular• La mezcla de baritina y el peso del lodo pueden no ser consistente a lo largo del tiempo

Procedim iento

• Con el pozo cerrado, calcular la ICP, el peso del lodo de m atado y la FCP.

• En lugar de increm entar las em boladas desde la superficie hacia las brocas, determ inar lareducción de la presión en térm inos del peso del lodo increm ental hasta que se logra circular el lodo de m atado final. En varias circulaciones de increm entará el peso del lodo y reducirá la presión en la tubería de perforación.

• Al llev a r la b o m b a h as ta una velo c id ad de c ircu lac ió n lenta, aseg u rarse que la p resión de la tu b e ría d e p erfo rac ió n sea igual a la IC P, a justando la válvu la .

• M ientras la densidad del lodo alcanza el increm ento, la presión de la tubería de perforación se reduce a través del estrangulador, de acuerdo al gráfico.

• Cuando el lodo de m atado llega a la superficie, el pozo está muerto.

►

M W 10.0 10.2 10.4 10.6 10.8 11.0 11.2 11.4 1 1.6 11.8 12.0

p resión 1100 1060 1020 980 940 900 860 820 780 740 700

Para cada increm ento en el peso del lodo, se reduce la presión de la tubería de perforación. Cuando e lodo de matado llega a la broca, le presión de la tubería de perforación debe estar en la FCP.

E j. ICP = 1 1 OOpsi; FC P = 700psi; PL = 1 Ü.Oppg; KPL = 12.0ppg

DATALOG: MANUAL DE BOP Y CONTROL DE POZOS, Versión 2.1. emitida Marzo. 2001 64


7.4 Método Volumétrico

Esta técnica se utiliza cuando no se pueden utilizar los procedim ientos norm ales de m atado desde el fondo del pozo. Esto puede ocurrir por las siguientes razones: -

• Si la sarta de perforación se encuentra fuera del pozo y la presión de la tubería de perforación esinsignificante.

• Si la c ircu lación de m atado efec tiva no es posib le po rque la sarta de perfo rac ión tiene fuga o desenroscada, o si las boqu illas o je ts en la b roca están taponadas.

Durante este procedimiento se deben seguir dos principios:-

• Se m antiene una B H P constante al perm itir el escape de un volum en m edido de fluido deperforación desde el anular m ientras la afluencia se m ueve por el pozo.

• M ientras se expande el gas, la C SIP se increm enta. Se ev ita una presión excesiva al de jar fluiruna cantidad controlada de fluido de perforación, sin reducir la BHP, hasta un punto que permitiría una afluencia posterior.

In fo rm ación requerida

1. El grado de desbalance, lectura obtenida del m anóm etro C SIP - la presión C SIP obviam ente refleja la presión adicional requerida para balancear la presión de la form ación.

2. L a a ltu ra de la co lu m n a de lo d o , cu an d o se lo de ja flu ir d e sd e el anu lar, red u ce la p resió n h id ro stá tica en una can tid ad d ad a , ej. lOOpsi o 7 0 0 K pa.

altura (ft) = lOOpsi / (PLppg x 0.052)

altura (m) = 700KPa / (PLkg/m3 x 0.00981)

3. El volum en del lodo que producirá una caída de presión sim ilar cuando haya una fuga desde el anular.

volumen (bbls) = altura (ft) x capacidad del recubrimiento (bbls/ft)

volumen (m3) = altura (m) x capacidad del recubrimiento (m3/m)

Procedim iento - P aso I

El prim er paso es una fuga volum étrica de lodo desde el anular m ientras se m antiene el BHP, perm itiendo que la afluencia se increm ente y que el gas llegue a la superficie.

• Perm itir que la C SIP se increm ente desde 200psi sobre el des balance. Esto provee una BHP de 200psi sobre la presión de la form ación, previniendo afluencias posteriores.

• D ejar escapar despacio el volum en de lodo requerido para reducir la presión hidrostática en 100 psi. Esto se lo logra utilizando el estrangulador, m anteniendo una C SIP constante. La C SIP



todavía refleja un desbalance de + 200psi, m ientras la BH P, reducida en lOOpsi, provee ahora un m argen de 1 OOpsi sobre la presión de la formación.

• C errar el estrangu lado r y perm itir el increm ento de la p resión en lOOpsi m ás. La C S IP ahorarefleja un desbalance de + 300psi, m ientras la BHP provee un m argen de 200psi sobre la presión de la formación.

• Nuevam ente, m antener la C SIP constante, dejar escapar el volum en de lodo requerido parareducir la h idrostática en lOOpsi más. La CSIP todavía refleja un desbalance de + 300psi, m ientras la BH P nuevam ente provee un m argen de lOOpsi sobre la presión de la form ación.

• Repetir la operación hasta que el gas llegue a la superficie.

P > Desbalance

Procedim iento - P aso 2

Con el gas en la superficie, se necesita bom bear lodo al pozo a través de la línea de matado, rem plazando el gas y m anteniendo la BHP para balancear la presión de la formación. M ientras se realiza esta acción, el gas se com prim e, increm entando la CSIP.

• R egistrar la C SIP

• Bom bear lentam ente el volum en de lodo necesario para increm entar la hidrostática en lOOpsi, en el pozo

• Esperar para que el gas se separe del lodo (alrededor de 15 m inutos)

• Dejar escapar el gas del estrangulador, lentamente, dism inuyendo la C SIP al valor inicial

• C ontinuar con la fuga hasta que se registre una caída de lOOpsi para com pensar el increm ento delOOpsi en la presión hidrostática debido al lodo bom beado al pozo

• Repetir este procedim iento hasta que se haya removido todo el gas del anular.

• Revisar el flujo del pozo. Si se encuentra estático, correr la tubería hacia el fondo



8 PROGRAMA (SOFTWARE) QLOG

8.1 Programa de Fugas

Durante la prueba de fugas, este program a leerá y registrará los cam bios de presión en tiem po real y, al final de la prueba, calculará la presión de la fractura y el peso de lodo equivalente. Si no se especifica lo contrario, se m onitoreará el sensor de presión del anular para los registros de presión por lo que se debe asegurar que la prueba sea conducida en la m ism a línea principal m últiple donde esta ubicado el sensor.

Información requerida:-

In te rva lo d e m uestra

TVD

Densidad del Lodo

es decir, que tan segu ido se v a a reg is tra r la in fo rm ación . El usuario generalm ente la establece en 5 segundos.

se lo tom a de la profundidad del sistem a de pozo en tiem po real - seguram ente deberá ser editada con el valor de la profundidad a prueba.

T om ada del sistem a en tiem po real- ésta puede ser editada para m ostrar el va lo r de term inado por el ingen iero de lodos y por lo tan to el valor utilizado para realizar los cálculos

Bom ba de Lodo o bom ba auxiliar

N úm ero de Bom ba la inform ación de la bom ba se la puede determ inar del archivo de información de la bomba

Volumen o Tiem po El parám etro en base al cuál se gralicará la presión.

Si se selecciona la Bom ba de Lodo, se puede seleccionar el volum en o tiem po en base al cuál se g raficará el vo lum en de lodo bom beado o el tiem po utilizado.

Si se se lecc io n a el A u x ilia r, se debe se lecc io n ar el tiem p o y a que no h ab rá un in d icad o r de bom beo .

U na vez que se ha ingresado to d a la in fo rm ación , se debe p re s io n a r F3 p a ra co m en zar. El p rog ram a co m en zará a reco lec tar in fo rm ación b asán d o se en el in te rv a lo de m u estra seleccionado .

Una vez term inada la prueba, presione cualquier tecla para parar la adquisición de datos

Presione F7 para calcular.

El p rogram a determ inará la p resión m áxim a registrada y de ah í calcu lará la G radiente de Fractura en térm inos de la D ensidad Equivalente del Lodo. Se debe tener en cuenta que la “Presión de la Fractura” citada es la m áxim a Presión A plicada registrada durante la prueba y no la Presión de Fractura actual.

Utilice F2 o F8 para imprimir o graficar la prueba



8.2 Programa de Influjo (Arremetida) /Dominio (matado)

Este program a tom a inform ación del sistem a en tiem po real y de la inform ación ingresada por el usuario. C ualquier inform ación tom ada del sistem a puede editarse, si se lo requiere.

P ág ina I, In form ación

V elocidad de bom beo y presión para la V elocidad de C irculación Lenta. El perforador y el registrador de lodo deben realizar actualizaciones regularm ente cada vez que utilizan el p rogram a. L os datos de salida de la bom ba se calcularán autom áticam ente en base a la velocidad de bom beo y se registraran en la Inform ación de Bombeo en Tiem po Real. Utilice “intro (enter)” para actualizar los cálculos.

es decir, cual bom ba se utilizará para circular el lodo de matado

Calculadas autom áticam ente de los perfiles del pozo y tuberías

Tom ado del sistem a de tiempo real

Ingrese la presión requerida si se requiere un cierto desbalance en el peso del lodo de dom inio

C alculado en base a los perfiles actuales. Se actualizarán solo si el taladro está circulando y el sistem a registra las em boladas de la bomba.

Y a que cu an d o se co rre el p ro g ra m a el p o zo puede ce rra rse , ta lv és sea necesario ing resar m an u a lm en te las em b o lad as correctas.

Presión de Estallido de Revestim iento O btener este dato del ingeniero de perforación

Profundidad del Ultim o Zapato de T om ada del perfil del pozo pero recuerde que ésta será la R evestim iento profundidad m edida. Si el pozo es desviado de debe ingresar la

Profundidad Vertical Verdadera.

B om ba a u tilizar

C ap ac id ad de la tu b e ría de p e rfo rac ió n y an u la r

Peso del L odo O rig inal

M argen de V iaje

E m bo ladas hacia abajo y E m boladas de re to rno

G rad ien te de F ra c tu ra de la F o rm ació n

Ingresada manualm ente en base a la Prueba de Fuga o deIntegridad de la Formación

Página 2, Inform ación

P resión de C ierre T ubería de Perforación y Revestim iento - esta inform ación se laobtiene del sistema de tiem po real pero debe ser confirm ada con el perforador cuando se logran estabilizar las presiones.

Increm ento de Volum en de Tanques Esto se refiere a la ganancia en volum en en piscinas por elinflujo. Recuerde restar volumen de conecciones superficiales, si se aplica



V olum en Total de T anques

P ro fund idad V ertica l T otal

M étodo de M atado

Increm ento E m boladas/P eso

O pciones

F7 para calcular:

Este debe ser el volum en total de los tanques que se utilizarán p a ra h a c e r y c irc u la r el lodo d e m a tad o . E ste v o lu m en se lo requ iere para d e te rm in ar cu an ta b a ritin a se requ iere para incrementar el peso del lodo de matado.

Se la tom a del s is tem a (p ro fu n d id ad del pozo) p e ro debe ser editada si el influjo no ocune en el fondo del pozo.

1 para Perforador, 2 para Espera y Peso, 3 para C oncurrente

En los m étodos de Perforación y Espera y de Peso. E ste es el increm ento de las em boladas para la presión descendente cuando el lodo de m atado c ircu la hac ia la b ro ca (m ien tras el lodo de dom inio va de la superficie hacia la broca, la presión debe reducirse de la Presión de Circulación Inicial a la Final).

En el M étodo C oncurren te , se debe ingresar el increm ento del peso del lodo - el program a determ inará cuantas circulaciones se requieren.

Presión Inicial de C irculación Peso del Lodo de M atado Presión Final de Circulación M áxima Presión del Anular Permitida Requerimiento Tota de Baritina Sacos de Baritina a añadir Tipo de Invasión de Fluido

Peso del lodo en el m argen de viaje, es decir, peso del lodo de m atado + increm ento necesario para el desbalance de la presión defin ido

Sacos del margen de viaje (de baritina)

F3 p a ra T ab la :

En los m étodos de Perforación/Peso y Espera, esto será una tabla de em boladas versus presiones para la presión descendente (Inicial a Final ) m ientras el lodo de m atado circula hacia la broca.

Para el m étodo concurrente:- en cada circulación requerida con un increm ento del increm ental del peso de lodo, se m uestra la presión de circulación final.

F2 para Im prim ir:

F8 para Graficar:

Imprim e la tabla anterior

M uestra la reducción de la presión versus em boladas para el descenso anterior.



9 EJERCICIOS

E JE R C IC IO 1 - G rad ien te de F rac tu ra y M áx im a P resió n A n u la r d e S u p erfic ie P e rm itid a

Se realizó una P rueba de la Integridad de la Form ación a una profundidad de zapato de 8800 ft (TV D 8502 ft)

El p e so d e lodo d u ran te la p ru eb a fue de 9 .6 ppg, y p ara el p ro p ó sito de la p ru eb a , la p resió n d e la su p erfic ie se m an tu v o a 3000psi.

1) C alcu lar la Presión H idrostática en el zapato

2) C alcular la Presión de Fractura en el zapato

3) C alcu lar la Gradiente de Fractura en el zapato

4) C alcular la Gradiente de Fractura Equivalente del Peso del Lodo

5) Cuál es el valor de la M A A SP tom ado de la prueba?

A 10000 ft (TV D 9620 ft), la densidad del lodo debe incrementarse a 10.2 ppg.

6) Cuál es la Presión H idrostática en el zapato?

7) Cuál es la M A A SP nueva?

E JE R C IC IO 2 - G rad ien te d e F rac tu ra y M A A S P

Se realiza un FIT at 4000m (3850m TV D ) con un peso de lodo de 1100 kg/m 3. La presión se m antiene a 20000 Kpa.

1. Calcular la presión hidrostática en el zapato.

2. Calcular la presión de fractura.

3. Calcular la gradiente de Fractura EPL.

4. Cuál es la M A A SP al momento del FIT?

4. Calcular la M A A SP con los siguientes increm éntales del peso del lodo:-

1150 kg/m 3

1200 kg/m 3

1250 kg/m 3



Ejercicio 3 Control de Pozos

Ocurre un influjo mientras se perfora un pozo de 12 lA” a 7500 pies (M D y TVD). El lodo presente pesa 10.2 ppg.

El zapato del revestidor de 13 V8” (ID 12.72”) se localiza a 4000 pies.

Se realiza una prueba de fuga con lodo de 9ppg y arroja una presión de fuga de 1500psi. La

capacidad de la bom ba es de 0.102 bbls/stroke

La sarta de perforación: tubería de perforación OD 5.0”, ID 4 .28”HW DP 500ft OD 5.0” , ID 3.0”DC 600ft OD 8.5” , ID 3.0”

La últim a SCR registrada fue de 220psi a 30 spm.

Hubo una ganancia en tanques de 8 bbls y las presiones de cierre son SIDPP 280psiSICP 330 psi

1) C alcular (bbls/ft) la capacidad de la tubería para cada sección

2) C alcular (bbls/ft) la capacidad anular para cada sección

3) C alcular la gradiente de Fractura en el zapato

4) A l m om ento del influjo , calcular' a) la presión hidrostática actualb) la M AASP actual

5) C alcular la densidad del lodo requerido para m atar el pozo

6) C alcular las presiones inicial y final de circulación

7) C alcular a) em boladas desde la superficie a la brocab) em boladas desde la broca al zapato revestidorc) em boladas desde el zapato a la superficie

8) Calcular la altura de la afluencia

9) C alcular la gradiente de la afluencia

10) Qué tipo de afluencia produce influjos?



Ejercicio 4 C ontrol de Pozos

Tamaño de la broca: 8.5”Tamaño del revestimiento: 9 5/8”

LOT: 2875psi realizado con lodo a lOppg

Capacidad de la Bomba: 0.119 bbls/stk

Drenado de conecciones de superficie: 23 bbls

Ultimo SCR @ 30spm = 400psi Pérdida de presión en anular de a 40psi cuando se mata un pozo a esta velocidad

Perforando @ 80spm = 2900psiAnn Ploss = 300 psi

Longitud de tubería: HWDP 490 ft DC 750 ft

Capacidad de tubería (bbls/ft):

DP 0.01776HWDP 0.0088 DC 0.008

Capacidad anular (bbls/ft)

DP/CSG 0.0562DP/OH 0.0505HWDP/OH 0.0505DC/OH 0.0292

El pozo se lo está perforando con un lodo que pesa 10.y ppg, y proveyendo un desbalance sobre la presión de la formación.

A 15670 ft M D se observa una ganancia en tanques. Las bom bas se detienen y la ganancia total en tanques es de 43bbl antes de cerrar el pozo. Las presiones de cierre se registran com o se m uestra en el gráfico.



1) Calcular las em boladas desde la superficie hasta la broca

2) Calcular las em boladas de la broca hasta el zapato

3) Calcular las em boladas desde el zapato hasta la superficie

4) Calcular la capacidad anular total

5) Calcular la capacidad de la sarta de perforación

6) C alcular la gradiente de Fractura (EPL) en el zapato

7) C alcular el ECD, antes de que haya un influjo

Una vez que se ha dado el influjo,

8) Calcular la altura de la afluencia

9) Calcular la gradiente de la afluencia

10) Que tipo de influjo es?

11) C alcular el peso del lodo de matado

12) C alcular la presión de la formación

13) Calcular la presión de circulación inicial

14) Calcular la presión de la circulación final

15) C alcular el ECD mientras se mata el pozo a 30 spm. A sum ir que el anular desplazó com pletam ente al lodo de matado.

16) A la velocidad de matado, calcular el tiem po entrebroca y zapato zapato y superficie

17) C alcular la M A A SP con lodo de m atado en el pozo

18) A n te s de se g u ir con la p e rfo rac ió n u tilizan d o el n u ev o p e so del lodo , c a lc u la r el p e so d e lodo req u erid o p a ra p ro d u c ir un m arg en d e v ia je de 500psi.

Verifique sus cálculos utilizando el program a de influjo/dominio QLOG

Es decir, confírm e lo siguiente Peso del lodo de m atadoPresiones de circulación inicial y final M A A SP con lodo de m atado Tipo de afluencia Margen de viaje



Necesitará ingresar los siguientes datos:-

Datos de SCR para la bom ba I Capacidad de la Tubería de Perforación (Q5) Capacidad Anular (Q4)Peso del lodoM argen de Viaje requeridoEmboladas de la Broca a la Superficie (Q2 + Q3)Emboladas de la Superficie a la Broca (Q l)Profundidad TV D del RevestimientoGradiente de Fractura de la Form ación (Q7)Presiones de CierreIncrem ento en el Volumen de tanquesTVD



Ejercicio 5 C ontrol de Pozos

Zapato lOOOm MD lOOOm TVD

Broca 3000m MD 2650m TVD

T am añ o de la B roca: 311 m m

T am añ o del R ecu b rim ien to : 3 3 9 m m FIT :

10000 K P a, co n lodo de 1020 kg /m 3 B om ba:

0 .016 m 3/stk

U ltim o S C R @ 4 0 sp m = 250 0 K P a

L ongitud de tubería: H W D P 250m D C 150m

C apacidad de tubería (m 3):

D PH W D PD C

23.821.130.68

C apacidad anu lar (m 3)

D P /C S G 7 0 .2 9D P /O H 101.28H W D P /O H 15.82D C /O H 6 .54

El p o zo se p e rfo ra co n un peso de lodo de 1045 kg/m3 cuando hay un increm ento de 5m3.

El pozo se cierra y las presiones se registran com o se m uesua anteriorm ente (Gráfico).

DATALOG: MANUAL DE BOP Y CONTROL DE POZOS, Versión 2.1. emitida Marzo. 2001

1. Calcular las em boladas de la superficie a la broca

2. Calcular las em boladas de la broca al zapato

3. Calcular las em boladas del zapato a la superficie

Desde el FIT...

4. Cuál es la presión de la fractura en el zapato?

5. Cuál es el peso del lodo m áxim o equivalente para evitar las fracturas en el zapato?

Cuando ha ocurrido el influjo......

6. Calcular el peso de lodo requerido para m atar el pozo

7. Calcular presión inicial de circulación

8. Calcular la presión finid de circulación

9. Calcular la M A A SP cuando el lodo de m atado se encuentra en el pozo

10. Calcular la altura de la afluencia

11. Calcular la gradiente de la afluencia

12. Cuál fluido causa el influjo?

13. Antes de continuar perforando con el lodo de matado, cuál es el peso de lodo que proveerá un margen de viaje de 2000 Kpa?




E jerc ic io 6 T o lerancia de arrem etida

Utilice los siguientes perfiles de pozo e información

Profundidad del pozo 3700m TVD Tam año del pozo 216m mPL Actual 13.5 ppg

Profundidad del zapato 3000m TVD Pfrac 15.5 ppg ePL

278m de collares de perforación de 165m m Capacidad A nular DC/OH = 0.0949 bbls/m Tubería de Perforación 127m m Capacidad Anular DP/OH = 0.1508 bbls/m

A fluencia de gas, densidad 2.08 ppg

1. C uál es la a ltu ra de afluencia m áx im a que se puede co n tro la r en form a segura sin frac tu rar el zapato?

2. Cuál es el volum en anular alrededor de los collares de perforación?

3. Cual es la altura de afluencia m áxim a, cuál es el volum en de afluencia m áxim o?

4. Cuál es la tolerancia de arrem etida, asum iendo una afluencia líquida?

5. Cuál es la tolerancia de arrem etida para que una afluencia de gas llegue al tope de los collares de perforación?

6. D ibujar un gráfico de la tolerancia de arrem etida contra el volum en de afluencia

7. A sum iendo un influ jo líquido, cuál es la presión m áxim a de la form ación (peí) que puede ser con tro lada en form a segura sin frac tu rar el zapato?

8. Del gráfico , si hay una afluencia de gas de 200bbls, cuál es la presión m áxim a de la form ación que puede controlarse en form a segura?

9. Determ ine la altura de una afluencia de 20bbls y verifique la respuesta a la pregunta 8 utilizando la fórmula.



E jercicio 7 T o lerancia de arrem etida

Utilice los siguientes perfiles de pozo e información

Profundidad del pozo 3200m TV DTam año del hueco 216m mPL Actual 1350 kg/m 3

Profundidad del Zapato 2000m TVDPfrac 1700 kg/ni3 peí

250m de collares de perforación de 165mm Tubería de perforación de 127mm

C apacidad A nular DC/OH = 0.01525 m3/m C apacidad A nular DP/OH = 0 .023% m 3/m

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

A fluencia de gas, densidad 250 kg/m 3

Cuál es la altura m áxim a de afluencia de gas que puede controlarse en form a segura sin fracturar el zapato?

Cuál es el volum en anular alrededor de la cadena de perforación?

Para una altura m áxim a de afluencia, cuál es el volum en m áxim o de afluencia?

Cuál es la tolerancia de influjo, asum iendo una afluencia líquida?

Cuál es la tolerancia de influjo para que una afluencia de gas llegue al tope de los collares de perforación?

D ibuje un gráfico que represente la tolerancia de influjo contra el volum en de afluencia

A sum iendo que hay un influjo líquido, cuál es la presión m áxim a de la form ación (peí) que puede controlarse de form a segura sin fracturar el zapato?

Del gráfico anterior, si hay una afluencia de gas de 5m 3, cuál es la presión m áxim a de la form ación que puede controlarse en form a segura?

D eterm ine la altura de una afluencia de 5m 3 y verifique su respuesta a la pregunta 8 utilizando la fórm ula



Ejercicio 8 Control de Pozos submarino

Pozo de 12 Va" : Profundidad Perforada = 8500 ft TVD PL Actual = 10.2 ppg

Zapato Revestidor de 13 3/8” = 6000 ft TVD. CSG ID = 12.87”

LOT realizado con un lodo de 9.5 ppg

Presión de Fuga = 2 lOOpsi

Bomba = 0.115 bis/embolada con una eficiencia del 97%

Ganancia en tanques = 20bbls

SIDP = 500psi; SICP = 800psi

Ultima presión SCR @ 30 SPM = 350psi

Hueco para aire = 80ft

Profundidad del Agua = 120 l't

Tubería auto elevable ID = 20” Línea de estrangulación = 200lt Estrangulador ID = 2 3A "

Longitud EXT = 200l t DC OD = 8”DC ID = 3 ”

Longitud HWDP — 300ft HWDP OD = 5”HWDP ID = 3”

DP OD/ID = 5” / 4.28”

1. Calcular las emboladas de la superficial a la broca2. Calcular las emboladas del fondo al zapato3. Calcular las emboladas del zapato al BOP

4. Calcular las emboladas, a través del estrangulador. del BOP al RT

5. Cuál es la presión de fractura en el zapato?

6. Antes del influjo, cual es la MAASP

7. Cuál es el peso del lodo de matado?

8. Cuál es la presión de la formación?

9. Cuáles son las presiones inicial y final de circulación?

10. Cuál es la MAASP con lodo de matado en el pozo?

11. Cuál es el peso del lodo requerido para proveer un margen de viaje de 150 psi sobre la presión de la formación?

12. Cuál será la nueva MAASP?

Tolerancia de arremetida, asumiendo una afluencia de gas de 2.1 ppg y utilizando un nuevo lodo de matado (+margen de viaje)

13. Cuál es la altura máxima de la afluencia?

14. Cuál es la presión máxima del influjo?

15. Cuál es el volumen de afluencia máximo permitido?

16. Cuál es la tolerancia de arremetida para un influjo de gas de 1 Obbls?



17. Una vez que se controla el pozo, qué volumen de lodo de matado se requiere para desplazar la tubería auto elevable?

Respuestas a Ejercicios

E jercicio I G radien te de F ractu ra y M A A SP.

1) 4244 psi2) 7244 psi3) 0.852 psi/ft4) 16.39 ppg EPL5) 3000 psi6) 4509 psi7) 2735 psi

E jercicio 2 G radien te de F ractura y M A A SP

1. 41545 Kpa2. 61545 Kpa3. 1630 kg/m 3 EPL4. 20000 Kpa

5. 18111 Kpa16223 Kpa 14334 K Pa


1) tubería de perforación 0.0178 bbls/ftHW DP 0.00874 bbls/ftDC 0.00874 bbls/ft

2) tubería de perforación/recubrim iento 0.13289 bbls/fttubería de perforación/pozo 0.12149 bbls/ftHW DP/pozo 0.12149 bbls/ftDC/pozo 0.07559 bbls/ft

3) hidrostática del lodo = 1872psi presión de la fractura = 3372 psi gradiente de la fractura = 0.843 psi/ft

E P L = 16.21 ppg

4) a) hidrostática = 3978 psib) M AASP = 1 2 5 0 psi

5) 10.92 ppg

6) ICP = 500psi FCP = 236psi



7) a) 1216b) 3902c) 5211

8) 106 pies9) 0.058 psi/pie10) gas


1) 22402) 21233) 48884) 834.3 bis5) 266.6 bis6) 0.813 psi/pie 15.64 ppg peí1) 11.1 ppg peí8) 685 pies9) 0.082 psi/pie10)11)

Gas11.63 ppg

12) 8923 psi13) 1110 psi14) 435 psi15) 11.68 ppg peí

16) 75 mins 71 mins 2 hrs 43 mins

17) 2044 psi18) 12.3 ppg


1. 16022. 77273. 43934. 20006 KPa5. 2039 kg/m36. 1 103 kg/m37. 4000 KPa8. 2639 KPa9. 9186 KPa10. 114.7m11. 7.636 KPa / m

DATALOG: MANUAL DE BOP Y CONTROL DE POZOS. Versión 2.1, emitida Marzo. 2001


12. Condensado o Aceite13. 1180 kg/m3

Ejercicio 6 T o lerancia de arrem etida

1. 525.4m2. 26.4 bis3. 63.7 bis4. 1.62 bis5. 0.76 bis

8. ~ 15.5 b lseP L9. 210.7m , 0.97 bis (M ax FP = 14.47 bis peí)

Ejercicio 7 Tolerancia de arrem etida

1. 636m2. 3.8125 m33. 13.06 m34. 218.75 kg/m35. 132.81 kg/m3



8. ~ 1470 kg/m 39. 299.6m , 1466kg/m 3

Ejercicio 8 Control de Pozos subm arino

1. 12812. 25753. 68904. 135. 5064psi, 16.23ppgpel6. 1882psi7. 1 1,4ppg8. 5008psi9. ICP=850psi, FC P=391 psi10. 1435psi11. 11.7ppg12. 1342psi

13. 2831 pies14. 3.2ppg15. 336.4bls16. 3.1 ppg

17. 72.9bls

DATALOG: MANUAL DE BOP Y CONTROL DE POZOS. Versión 2.1. emitida Marzo, 2001

102660660 Prevencion de Reventones y Control de Pozos Datalog

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