El Sistema Circulatorio
El sistema de circulación del fluido de perforación es parte
esencial del equipo de perforación.
Sus dos componentes principales son: el equipo que forma el
circuito de circulación y el fluido propiamente dicho.
DISTRIBUCIÓN ESQUEMÁTICA DEL SISTEMA CIRCULATORIO
Fluido de control (fluido de perforación).
Es el fluido circulatorio que se utiliza en un equipo de perforación o
terminación de pozo, formado por una mezcla de aditivos químicos
que proporcionan propiedades físico-químicas idóneas a las
condiciones operativas y a las características de la formación
litológica a perforar.
La estabilización de sus parámetros físico-químicos, así como la
variación de los mismos al contacto con los contaminantes
liberados en la formación perforada son controlados mediante
análisis continuos.
El fluido de perforación sigue el siguiente recorrido:
1.De los tanques de succión a las bombas de lodo. 2.De las bombas sale a alta presión, y pasa por las conexiones en
superficie hasta la sarta de perforación. 3.Por el interior de la sarta hasta la barrena. 4.A través de las boquillas de la barrena, y de éstas por el
espacio anular entre el hueco y la sarta de perforación, saliendo a superficie.
5. A través del equipo para remover contaminantes, restaurar
sus propiedades y circularlo nuevamente al pozo.
Manguera flexible
Máquinas
Bomba de lodo
Lodo limpio
Residuos
Sarta de perforación
Barrena
Detalle de lastra barrena
Barrena para
Roca dura
Lodos
Hacia la
superficie
Lodo
Equipo para perforación de pozos
Torre o mástil
• Bomba de lodos.
Es la encargada de hacer circular el fluido a través del sistema
circulatorio integrado por las tuberías de perforación, presas
metálicas, barrena y espacio anular del pozo.
Debe tener un gasto y presión de bombeo que depende de la
sarta de perforación, del diámetro de la barrena empleada y
de las características de la formación que se perfora.
EQUIPO NECESARIO EN EL SISTEMA CIRCULATORIO
• Espacio anular.
Se trata de la separación entre la
formación litológica y la tubería
de perforación, y depende del
grado de estabilización del pozo
perforado con las propiedades
físico -químicas del fluido de
control y las condiciones
operativas empleadas.
1) En un equipo de perforación, el fluido se bombea desde los fosos o presas del lodo por la sarta de perforación de donde sale a presión por las boquillas de la barrena, limpiándola y enfriándola en el proceso.
2) Luego, el lodo acarrea los recortes de roca hacia arriba por el espacio anular (entre la sarta de perforación y la pared del pozo) hasta llegar a la tubería revestidora en la superficie, por donde sale.
3) Los recortes de roca son separados mediante una zaranda (mesa vibratoria) o con la nueva tecnología de transportador de lutitas, y el lodo retorna a las presas.
4) Estas presas del lodo están diseñadas de manera que permitan el asentamiento de las partículas finas, y para que se efectúe el tratamiento del fluido, añadiéndole productos químicos y aditivos.
Presa de lodos.
Son recipientes metálicos donde se almacena y se da
tratamiento al fluido de perforación. Usualmente son tres
presas conectadas entre sí, con la capacidad suficiente para
almacenar cuando menos 1.5 veces el volumen total
del pozo. Cuentan con agitadores electromecánicos,
pistolas hidráulicas, tanto de fondo como superficiales, así
como válvulas y líneas para la recirculación del fluido.
Presa 1 Es conocida como presa de descarga ya que en ella es donde descarga el pozo, es aquí donde se instala la temblorina para eliminar los recortes de mayor tamaño (40 micras). Presa 2 Es conocida como presa de asentamiento, es aquí donde se le da tratamiento al lodo y se instala el equipo de control de sólidos para eliminar los sólidos de menor tamaño. Presa 3 Es conocida como presa de succión porque de aquí la bomba de lodos succiona el lodo para enviarlo nuevamente al pozo.
1
2
3
Son dispositivos auxiliares empleados en el sistema
circulatorio del fluido de perforación.
Separa los sólidos de tamaños variables provenientes
del corte de la barrena, así como de los gases de la
formación perforada, limpia y aprovecha mejor el
fluido de perforación para optimizar la perforación.
Equipo de Control de Sólidos
El objetivo de diseño de cualquier
equipo de control de sólidos es
alcanzar, paso a paso, la remoción
progresiva de los sólidos perforados.
Esto permite que cada equipo optimice
el desempeño del equipo siguiente.
Además, el sistema debe tener la
capacidad para diferenciar entre los
sólidos perforados y el valioso material
pesante.
Preparar el fluido de perforación, recuperarlo al retornar a la superficie,
mantenerlo limpio (eliminación de los recortes producidos por la barrena),
tratarlo químicamente, según las condiciones de perforación lo exijan y
bombearlo nuevamente al pozo.
Los fluidos que se emplean en la perforación de un pozo se administran
mediante el llamado sistema de circulación y tratamiento de inyección.
El sistema está compuesto por tanques intercomunicados entre sí que
contienen mecanismos tales como:
Funciones del Equipo de Control:
• Temblorina
• Dispositivo mecánico, primero en la línea de limpieza del fluido de perforación, que se emplea para separar los recortes de rocas u otros sólidos que provienen del fondo del pozo.
• El fluido pasa a través de uno o varios coladores vibratorios de distinta malla o tamaño de orificios que separan los sólidos de mayor tamaño.
Las Temblorinas es el único aparato removedor
de sólidos que hace una separación basado en
el tamaño físico de las partículas.
La operación de la temblorina (zaranda) es
función de:
• Norma de la vibración
• Dinámica de la vibración
• Tamaño de la cubierta y su
configuración
• Características de las mallas
• Reología del fluido
• Ritmo de carga de sólidos
• La Posición de los vibradores determina el patrón de
Vibración.
Hay tres tipos comunes de movimiento que pueden ser usados:
Circular
Lineal
Elíptico
Angulo de Canasta Variable.
Derrick Flo - Line Cleaner
• La presencia de GAS en el Fluido puede ser:
Dañino para los equipos de las barrenas (Corrosivo)
Un problema potencial de control del pozo
Letal si es tóxico o inflamable.
• Hay dos tipos de Desgasificadores:
Desgasificadores Atmosféricos: Aceptable en fluidos
sin peso y baja viscosidad.
Desgasificadores de Aspiración (Vacio) : Son
superiores a los Atmosféricos y muy usados en Fluidos
pesados y alta viscosidad.
• Bombas Centrifugas, hidrociclones y bombas del taladro
pierden eficiencia si el Fluido tiene presencia de gas.
• El desgasificador debe ser instalado entre la trampa de
arena y los primeros hidrociclones.
• Revisar la succión del desgasificador, pues no está exenta
de taponamientos.
• Siempre probar el desgasificador antes de iniciar cualquier
operación de perforación.
• Los degasificadores atmosféricos deben
descargar horizontalmente a través de la
superficie del tanque para que permita el
rompimiento de las burbujas de gas.
• Los tipo vacío deben descargar abajo de la
superficie del Fluido.
• Para la operación de los desgasificadores se
usan, por lo general, bombas centrífugas (más
comerciales).
• La bomba centrífuga debe suministrar la
cabeza alimentadora necesaria. La ubicación
de la succión de esta centrifuga debe ser lo más
lejos
de la succión del desgasificador.
• Instalar un manómetro para controlar la
cabeza alimentadora en el eductor.
• Dispositivos empleados para la
separación de granos de arena y
partículas de arcilla del fluido de
perforación durante el proceso de
limpieza del mismo.
• El fluido es bombeado tangencialmente
por el interior de uno o varios ciclones,
conos, dentro de los cuales la rotación
del fluido provee una fuerza centrífuga
suficiente para separar las partículas
densas por efecto de su peso.
•Desarenador/desarcillador:
• Los desarenadores son usados en Fluidos con poco
peso para separar partículas tamaño arena de 74
micrones o mas grandes.
• Los hidrociclones separan sólidos de acuerdo a su
densidad.
• El punto de corte de estos hidrociclones
aproximadamente está entre 50 a 80 micrones.
• En Fluidos pesados no es muy recomendable usar
este equipo debido a que la densidad de la barita es
sustancialmente mas alta que la de los sólidos
perforados
• La función principal del desarenador es eliminar sólidos
que a los equipos siguientes le puedan causar
taponamientos o mal desempeño (desarcilladores,
centrifugas), es por ello que su capacidad de
procesamiento (Tamaño y Numero de conos) debe ser 30 a
50 % mas que la circulación usada.
• Los conos de los Desarcilladores son
fabricados en una gran variedad de
tamaños, en un rango de 2 a 6 pulgadas.
• Son usados para separar sólidos
perforados en un rango de 12 a 40
micrones.
• El desarcillador difiere del desarenador
en el tamaño de los conos y punto de
corte, pero su funcionamiento es igual.
• Gran cantidad del tamaño de partícula
de la barita se encuentra en el rango de
“Limo” es por esta razón que en fluidos
densificados no es muy recomendable el
uso de los desarcilladores.
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