INTRODUCCINEste tema presenta los elementos conceptuales relacionados con las tuberas utilizadas en los pozos petroleros, con el fin de dar el mejor aprovechamiento sobre las mismas.Como parte de los insumos que demanda un pozo, las tuberas representan un alto porcentaje en el costo del mismo. Se tienen estimaciones generales de que vara del 15% al 30% de la inversin total. Por lo tanto, es importante considerar el costo de las tuberas.DEFINICION DE TUBERIAUna tubera es un elemento cilndrico hueco compuesto generalmente de acero, con una geometra definida por el dimetro y el espesor del cuerpo que lo conforma. Para fines prcticos, se define mediante una geometra homognea e idealizada, es decir un dimetro nominal y un espesor nominal constate en toda su longitud. Sin embargo, la realidad es que no existe una tubera perfecta geomtricamente.ACEROEl acero es un metal refinado. Se obtiene a partir de la fundicin de un lingote de hierro combinado al mismo tiempo con otros elementos qumicos.Los aceros se dividen en ordinarios y especiales:Ordinarios.- Los aceros ordinarios contienen tres elementos principales : hierro, carbono y manganeso. El carbono y el manganeso reunidos no representan mas del 1.5% del metal. Los aceros ordinarios con el 0.1 a 1.5% de carbono se clasifican como aceros de bajo contenido de carbono.Especiales.- Los aceros especiales se hacen como los ordinarios, pero se les agregan otros elementos tales como: nquel, cromo, molibdeno, cobre vanadio y tungsteno.Tanto los aceros ordinarios como los especiales ( aceros inoxidables, aceros resistentes a la corrosin y a las altas temperaturas), se producen en hornos elctricos.OTROS MATERIALES TUBULARESLa fabricacin de tuberas se ha diversificado y extendido para satisfacer la demanda de las diferentes industrias que las utilizan como insumo. Es por ello que en la actualidad obtenemos tuberas con diferentes calidades en los materiales que la componen. Tal es el caso de: tuberas de aluminio, tuberas de fibra de vidrio, tuberas de plstico, ect. Cada una de ellas tienen aplicaciones especficas y limitadas por las condiciones del material y de su respuesta en su manejo.TIPOS DE TUBERIASEl uso de tuberas en un pozo es de vital importancia. Constituyen el medio por el cual garantizan el control del mismo y se aseguran las instalaciones para el mejor aprovechamiento y mantenimiento del pozo.Con el fin de entrar en materia, es importante mencionar que dentro de la ingeniera de perforacin las tuberas juegan un papel fundamental y cumplen diversas funciones. Por ello, se ha manejado una clasificacin tanto por su objetivo como por la funcin que deben cumplir al ser utilizadas en el interior de un pozo.CLASIFICACION POR OBJETIVOUna clasificacin preliminar, pero importante, es la que permite definir en que se va a utilizar la tubera. Es decir, la funcin de operacin que debe cumplir, para ello, las tubera se clasifican como:TUBERIAS DE REVESTIMIENTOSon tuberas que constituyen el medio con el cual se reviste el agujero que se va perforando. Con ello se asegura el xito de las operaciones llevadas a cabo durante las etapas de perforacin y terminacin del pozo.El objetivo de las tuberas de revestimiento es proteger las zonas perforadas y aislar las zonas problemticas que se presentan durante la perforacin. Tal es el caso de revestir el agujero para mantener la estabilidad del mismo, prevenir contaminaciones, aislar los fluidos de las formaciones productoras, controlar las presiones durante la perforacin y en la vida productiva del pozo.Adems, las tuberas de revestimiento proporcionan el medio para instalar las conexiones superficiales de control (cabezales, BOP), los empacadores y la tubera de produccin.SELECCINLa seleccin apropiada de las tuberas de revestimiento es uno de los aspectos ms importantes en la programacin, planificacin y operaciones de perforacin de pozos. La capacidad de la sarta de revestimiento seleccionada para soportar las presiones y cargas para una serie dada de condiciones de operacin, es un factor importante en la seguridad y economa del proceso de perforacin y en la futura vida productiva del pozo.

FUNCIONESLa razn primaria de colocar una tubera de revestimiento en un pozo, es proporcionar proteccin al hoyo en una forma segura, confiable y econmica.

Entre las funciones ms importantes de las tuberas de revestimiento estn:

Evitar derrumbes en el pozo durante la perforacin.Evitar contaminaciones de aguas superficiales.Suministrar un control de las presiones de formacin.Prevenir la contaminacin de las zonas productoras con fluidos extraos.Al cementarlo, se puede aislar la comunicacin de las formaciones de inters.Confinar la produccin del pozo a determinados intervalos. Facilitar la instalacin del equipo de superficie y de produccin.

CARACTERISTICASLas tuberas de revestimiento se fabrican de acero de la ms alta calidad y bajo estrictos controles de seguridad en los procesos de fabricacin. Son del tipo sin costura, obtenidas por fusin en horno y soldadas elctricamente.El API ha desarrollado especificaciones para la tubera de revestimiento, aceptadas internacionalmente por la industria petrolera. Entre las especificaciones incluidas para los revestidores y las conexiones estn caractersticas fsicas, propiedades de resistencias a los diferentes esfuerzos y procedimientos de pruebas de control de calidad. En los diseos se deben tomar en cuenta tales especificaciones para minimizar las posibilidades de fallas.

FACTORES TECNICOS Y ECONOMICOSLa capacidad de la sarta seleccionada para resistir esfuerzos y cargas bajo determinadas condiciones es un factor muy importante para la seguridad y economa en la perforacin y posterior produccin del pozo.La sarta de revestimiento representa un alto porcentaje de la inversin total de un pozo, por lo tanto no se justifica pagar ms por resistencia o calidad de lo que es realmente necesario.Los factores tcnicos corresponden al dimetro, peso, longitud, tipo de unin o rosca, material utilizado, condiciones de carga, naturaleza de la formacin, mtodo de fabricacin, etc. La tubera debe tener una superficie lo ms lisa posible, tanto en el interior, para evitar que las herramientas o equipos corridos en el pozo se atoren, como en el exterior, para reducir la friccin entre la tubera y las paredes del hoyo; debe ser hermtica, para eliminar entrada de fluido al pozo; y resistir la corrosin.TUBERIAS DE PRODUCCINLas tuberas de produccin son el elemento tubular a travs del cual se conducen hasta la superficie los fluidos producidos en el pozo, o bien, los fluidos inyectados de la superficie hasta el yacimiento.Es el componente principal de la sarta de produccin y se define como un conducto tubular que conecta el arreglo de fondo a partir del packer con el rbol de navidad hasta la superficie y est colgada en los colgadores del rbol de navidad, que son instalados para dimetros coincidentes con la tubera y su funcin es el de controlar el flujo de fluidos en el interior del pozo.La programacin de las tuberas se efecta en base al tipo de terminacin diseada paraprogramasespecficosconsiderandolossiguientesdatos: Profundidades de las arenas productoras. Geometra del pozo (o sea, si es pozo vertical, derecho, inclinado, direccional u horizontal). Las presiones de pozo o sea presin de formacin de fondo de pozo, presin Pw(fluyente) y Pbp (surgencia). Dimetro de la caera de revestimiento. Caractersticasdelfluido de pozo. Tipode terminacin de pozo (Terminacinsimple,dobleo mltiple). Volumende produccinde gas,petrleoy agua. Mtodo de produccin que seaplicar enel pozo sea flujo natural o flujo artificial.TUBERIAS DE PERFORACINLas tuberas de perforacin son los elementos tubulares utilizados para llevar a cabo los trabajos durante la operacin de la perforacin. Generalmente se les conoce como tuberas de trabajo, porque estn expuestas a mltiples esfuerzos durante las operaciones de perforacin del pozo.DUCTOS (TUBERIA DE LINEA)Se le conoce como ducto al elemento tubular (conocido como tubera de lnea) utilizado para conducir los fluidos producidos del pozo hacia los centros de recoleccin, separadores, compresores o tanques de almacenamiento. Son conductos que se conectan en la superficie a partir del cabezal del pozo.OTROS TUBULARESLos elementos tubulares utilizados en las diferentes funciones mencionadas anteriormente pueden presentar variaciones catalogadas como otros elementos tubulares muy especficos. En su mayora, se presentan para la actividad de perforacin. Sin embargo, su muy particular aplicacin los hace de inters para mencionarlos:

TUBERIAS FLEXIBLES Son conductos tubulares de gran longitud y flexibilidad que no requieren utilizar conexin o junta para conformar todo un tren o sarta de tuberas. Es decir, la tubera es continua, a diferencia de las tuberas convencionales que requieren un elemento conector para unir tubo por tubo y lograr contar con una longitud apropiada para el trabajo a realizar.La tubera flexible es de dimensiones geomtricas esbeltas (< 3de dimetro), aunque actualmente existen de grandes dimensiones (7 de dimetro) y la mayora de las veces se utiliza como tubera de trabajo en procesos de recuperacin avanzada durante la vida productiva del pozo.LASTRABARRENAS (DRILL COLLARS)Los elementos tubulares denominados lastrabarrenas son tuberas utilizadas para auxiliar a la tubera de perforacin a dar peso a la barrena durante las operaciones de perforacin.TUBERIA PESADA (HEAVY WEIGTH)La tubera pesada se compone de elementos tubulares de grandes dimensiones geomtricas (espesor), que se utilizan como auxiliar entre la tubera de perforacin y los lastrabarrenas.CLASIFICACIN POR FUNCINLas tuberas de revestimiento se clasifican por la funcin que desempean al colocarse en el interior de un pozo.La seleccin de la profundidad de asentamiento de las tuberas de revestimiento (Figura V.1) es el inicio de la planeacin de un pozo petrolero. A partir de la estimacin de las presiones de formacin y de fractura se hace esta seleccin. La determinacin de la profundidad en donde colocar las tuberas de revestimiento para aislar formaciones problemticas es fundamental para llevar a cabo la construccin de un pozo, ya que la seleccin del dimetro y longitud de las tuberas de revestimiento determinarn la funcionalidad de este.Por la tanto, para este propsito, el ingeniero de perforacin deber considerar las condiciones geolgicas, los problemas del agujero, las polticas Internas de la compaa, las experiencias de perforacin en el rea y en muchos casos una gran variedad de regulaciones gubernamentales. Los resultados del programa elaborado de esta manera, permitirn la perforacin del pozo en forma segura sin la necesidad de construir un monumento de acero".Desafortunadamente, en el diseo de muchos programas de perforacin se pone un mayor nfasis al diseo en s de la sarta de revestimiento y slo se lo dedica una poca de atencin a la profundidad de asentamiento de las tuberas de revestimiento. Muchos pozos, desde el punto de vista de ingeniera y economa, han sido un fracaso principalmente debido a que el programa de tuberas de revestimiento especificaba profundidades demasiado someras o demasiado profundas para su asentamiento, por este motivo, es importante la seleccin apropiada sin restarle importancia en comparacin con algunos otros procesos igual deimportantes.La combinacin entre los principios bsicos de la perforacin de pozos y el conocimiento de las condiciones geolgicas del rea, son en gran medida una ayuda importante en la determinacin adecuada de las profundidades de asentamiento de las tuberas de revestimiento y por lo tanto es posible garantizar la perforacin segura y eficiente de un pozo o continuar la perforacin del mismo sindificultades.TIPOS DE TUBERIAS DE REVESTIMIENTOExisten seis tipos de tuberas de revestimiento, cada una con diferentes funciones especializadas pero en conjunto tienen varias funciones dentro de los trabajos de perforacin de un pozo. Los tipos de TR (tuberas de revestimiento) son: Conductora. Estructural. Superficial. Intermedia. Cortas (Liners). Explotacin.

Las condiciones del pozo que se realizar, deben ser analizadas con la finalidad de determinar el tipoy cantidad de tubera necesaria para perforarlo. Por lo que no en todos los pozos se requerir el mismo diseo, ni estarn presentes todos los tipos de tuberas de revestimiento.Las diferentes sartas de tuberas de revestimiento debern cumplir en trminos generales, con las siguientes funciones: Aislar las diferentes formaciones atravesadas para minimizar problemas de perforacin o maximizar la produccin. Proporcionar un pozo estable y de dimetro conocido, a travs del cual se puedan realizar operaciones futuras de perforacin, terminacin y reparacin del pozo. Proporcionar un medio seguro para instalar el equipo superficial de control del pozo.Tubera derevestimientoconductora.La tubera de revestimiento Conductoraes la primera sarta de tubera corrida o cementada en el pozo, llegando a una profundidad aproximada entre los 300 y 500 pies. Si la formacin o formaciones superficiales son blandas es posible hacer unpiloteo, pero si son duras, se requerir la perforacin y se introduce la sarta. La tubera conductora puede ser una tubera especial sin costura, tubera de lnea o simplemente una serie de tambores metlicos soldados. El propsito principal de esta tubera es el de proporcionar un primer conducto para la circulacin del fluido de perforacin desde la superficie hasta la barrena y de regreso hasta la superficie; debido a que las formaciones superiores, por lo general, tienden a ser erosionadas severamente por el flujo del lodo y por lo tanto se deben de proteger con tubera. La mayora de las formaciones superficiales exhiben problemas de prdida de circulacin, los cuales deben ser minimizados. Una funcin adicional de la tubera conductora es el de minimizar los problemas de derrumbes. Las formaciones no consolidadas se derrumban si no estn protegidas con revestimiento. En trminos generales, la perforacin en estas zonas se realiza empleando fluido viscoso a elevados gastos de circulacin.

Tubera derevestimientoestructural.En ciertas ocasiones, las condiciones de perforacin requieren de una sarta de tubera de revestimiento adicional entre la tubera conductora y la superficial, comentada a profundidades que varan entre los 600 y 1000 pies.Las funciones de la tubera de revestimiento estructural son la de resolver problemas adicionales de prdida de circulacin, evitar derrumbes y minimizar los problemas de brotes en zonas someras congas.Tubera derevestimientosuperficial.La tubera de revestimiento Superficialcubre y protege los acuferos que intercepte el pozo, mantiene la integridad del pozo, minimiza las prdidas de circulacin del fluido de perforacin en las zonas someras que atraviesa el pozo, cubre la zonas dbiles de posibles brotes ms profundos, esta es la primer tubera de revestimiento que permite la colocacin del conjunto de preventores del pozo, adems de que soportar el peso de las sartas de revestimiento subsecuentes.

Tubera derevestimientointermedia.La funcin principal de la tubera de revestimiento Intermedia es la de aislar zonas con presin anormalmente alta. Debido a que las zonas con presin anormal requieren densidades altas del fluido parasu control, las formaciones superiores msdbiles debern ser protegidas para evitar prdidas de circulacin o que ocurra alguna pegadura por presin diferencial. Frecuentemente se emplea tubera de revestimiento Intermedia para aislar formaciones salinas ozonas que presenten problemas tales como lutitas hinchables o deleznables.

Tubera de revestimiento corta.Las tuberas de revestimiento Cortas o Liners no se corren hasta la superficie, solo se cementan en el fondo a una profundidad predeterminada con un traslape entre las tuberas de aproximadamente 300 a 500 pies. Se emplean principalmente por economa o por limitaciones de la capacidad de carga del equipo, siendo una alternativa para tener un control de las presiones deformacin o fractura aun costo menor que elque implica correr una sarta hasta lasuperficie. Cuando se emplea una TR corta, la sarta de tubera de revestimiento superior expuesta, comnmente la sarta intermedia, deber de ser evaluada con las consideraciones de presin interna y de colapso de la perforacin del agujero debajo del liner. Una sarta de revestimiento hasta la superficie puede ser empleada en lugar de una TR corta si se requiere, es decir, es posible emplear dos sartas derevestimiento Intermedias. Es frecuente que la introduccin de una TR corta sea debido a limitacin en la capacidad de carga del equipo, pero se requiere cubrir todo el pozo, por lo que se introduce el complemento de la TR, en una segunda etapa enlazndose a la parte inferior por medio de un accesorio de anclaje denominado tie-back.

Tubera de revestimiento explotacin.La tubera de revestimiento de Explotacin o Produccinse coloca ligeramente arriba, a la mitad o pasando la formacin productora. Sus funciones son: aislar lazona productora de otras formaciones, proporcionar un conducto de trabajo de dimetro conocido en el intervalo productor, proteger al equipo y/o sarta de produccin.