Asentamiento de Barita - Limpieza de pozo - Desplazamiento y.pdf

8/17/2019 Asentamiento de Barita - Limpieza de pozo - Desplazamiento y.pdf

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Asen t am ien t o de Bari t a

Asentamiento de Barita 20A.1 N° de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión: 14-02-01

20A

El asentamiento de barita es lasedimentación de barita que causa grandesvariaciones en la densidad del lodo. Es unade las principales causas de preocupación,especialmente cuando lodos densificadosson usados en la perforación de pozosdireccionales y de alcance extendido. Elasentamiento está generalmenterelacionado con ángulos del pozo de 50 a80º, bajas velocidades anulares y lodoslimpios de baja viscosidad. Las posiblesconsecuencias incluyen pérdida decirculación, pega de la tuberí a,empaquetamiento del pozo, inestabilidaddel pozo y problemas de control del pozo.

El asentamiento es afectado pornumerosos factores relacionados con las

prácticas de perforación y las propiedadesdel lodo, las cuales deben ser manejadascorrectamente para lograr un controlsatisfactorio. Aunque antes se pensaba queel asentamiento ocurrí a con mayorfrecuencia en los Lodos Base Aceite o losLodos Base Sintético (OBMs o SBMs),debido a la disminución de la viscosidadcausada por el calor, el asentamiento hasido observado en todos los tipos de fluidosde perforación densificados.

El asentamiento de barita ocurre cuandolas partí culas del material densificanteinerte (barita, hematita, etc.) se sedimentan

y forman una lechada de densidad ultra-altao una “cama” de barita en el lado bajo delpozo. En general, las camas de baritapueden formarse en pozos desviados 30º omás que son perforados con pesos de lodomayores que 12 lb/gal. A ángulos de hasta75º, las camas pueden derrumbarse(deslizarse o fluir hacia el fondo del pozo).Después de un viaje, la circulaciónsubsiguiente del lodo revela una ampliavariación en el peso del lodo.

En principio, la limpieza del lodo y elasentamiento de barita están relacionados.Ambos son afectados por factoresinterdependientes tales como: velocidad

anular; ángulo del pozo; longitud delintervalo; régimen de flujo; peso del lodo; yrotación, tiempo y prácticas de perforación.Sin embargo, las diferencias requierendistintos métodos de control y manejo. Porejemplo, las camas de recortes que seforman debido a la limpieza insuficiente delpozo dejan generalmente de deslizarse(derrumbarse) a ángulos mayores de 60 a65º, o sea 10 a 12º menos que las camas debarita más fluidas.

En el campo, el asentamiento se mide

pesando el lodo con regularidad en la lí neade flujo, después de que haya permanecidosin circular por un tiempo, tal como cuandose circula desde el fondo hacia arribadespués de realizar viajes, registros ocorridas de revestimiento. La “huella” tí picadel asentamiento de barita es una formamás o menos sinusoidal (ver la Figura 1).Cuando se circula desde el fondo haciaarriba, el lodo ligero viene seguido del lodopesado, y luego del lodo de peso original. Ellodo más pesado suele aparecer durante lacirculación desde el fondo hacia arriba.

En la mayorí a de los pozos direccionales,es muy probable que haya ocurrido ciertogrado de asentamiento. Sin embargo, hastahace poco, el peso del lodo se medí asolamente en la muestra de la circulacióndesde el fondo hacia arriba. El lodo pesadodel fondo se atribuí a generalmente a laspí ldoras, a la deshidratación y/o a ladispersión. En los casos donde se habí aidentificado el asentamiento, simplementese toleraba, supuestamente porque sepensaba que los problemas relacionadoscon el asentamiento eran relativamentepocos. El asentamiento ha sido responsablede la pérdida de circulación en pozos conángulos de solamente 30º.

El asentamiento puede ser minimizadoajustando las propiedades reológicas, la

composición y la formulación del lodo. Sinembargo, el asentamiento es un problemaque no está relacionado solamente con laspropiedades del lodo. Puede ser inducido enprácticamente cualquier pozo direccionalpor la circulación de un lodo densificado acaudales bajos, tal como cuando seacondiciona el lodo antes de colocar latuberí a de revestimiento. Las pautasgenerales relacionadas con las propiedadesdel lodo y las prácticas de perforación estándescritas más adelante en este capí tulo.

Introducción

El

asentamiento de bar it a...causa grandes variaciones en la densidad del lodo.

Figura 1: Las variaciones del peso del lodo indican el

asentamiento después del viaje.

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18

17

16

15

140 20 40 60 80 100 120 140

Tiempo (min)

Peso de referencia

Peso del lodo original =15,9 lb/galMuestras del flujo que sale por abajode la zaranda.

P e s o d e l l o d o

( l b / g a l )


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Concep tos Básicos del Asentam iento

Si no está bien suspendido, el materialdensificante se sedimentará a partir de

una columna de fluido estática. En lospozos verticales, la sedimentaciónretardad a que tiene lugar essensiblemente más lenta que lavelocidad de sedimentación libre de unasola partí cula. La sedimentacióndisminuye aún más cuando estructurasde gel se forman y mejoran lasuspensión. Sin embargo, si la columnaestá en un plano inclinado, la velocidadde sedimentación aumentaráconsiderablemente. Se atribuye eldescubrimiento de este fenómeno al

médico A.E. Boycott, quien report

ó en1920 que los glóbulos sanguí neos se

sedimentaban a una velocidad de 3 a 5veces más rápida en los tubos de ensayoinclinados, que en los tubos verticales.

La mejor manera de visualizar lasedimentación de Boycott es usando el

Tubo Zag de M-I, un tubo de plásticosegmentado que contiene aguaviscosificada y brillantes. Sin embargo,se puede realizar una prueba sencillausando un cilindro graduado (o tubo deensayo), barita y agua de grifo (ver laFigura 2). Primero, agregar barita secapara llenar aproximadamente un terciodel tubo. Luego, llenar con agua. Agitarenérgicamente y colocar el tubo a unángulo de aproximadamente 45º. Amedida que la barita se sedimenta, sepuede observar que la cola de agua en ellado alto del tubo fluye hacia arriba,mientras que los sólidos se deslizanhacia abajo. Este movimiento especialocurre cuando la sedimentacióninmediata en el lado bajo y en el ladoalto crea un desbalance de presión através de la sección transversal. El fluido

de baja densidad se ve forzado haciaarriba, mientras que el fluido de altadensidad se ve forzado hacia abajo, a lolargo del lado bajo del pozo.

En los pozos direccionales, lasedimentación de Boycott es complicadapor varios factores, el más importante delos cuales es la dinámica de los fluidos.A bajos caudales, la corriente de flujo semueve a lo largo del lado alto del pozo yaumenta tanto el desbalance de presióncomo la formación de camas. Esto se

llama sedimentación de Boycottacelerada o intensif icada din á micamente .

Este tipo de sedimentación puede serdisipado sistemáticamente porvelocidades anulares más altas yrotación de la tuberí a.

Está claro que el proceso de

asentamiento conlleva tresmecanismos claves: la sedimentaci ón din á mica , la sedimentaci ón est á tica y laca í da . Los tratamientos del lododeberí an tratar el mecanismoapropiado. Si se intenta resolverproblemas dinámicos con solucionesestáticas, esto puede causar la pérdidade circulación o dificultades de estetipo. Por ejemplo, los altos esfuerzosde gel sólo pueden reducir lasedimentación estática. Hubo unmomento en que se pensaba que elasentamiento era un problemaestático tí pico, porque los sí ntomasestán relacionados con las condicionesestáticas en el pozo. Sin embargo,como la mayorí a de las camas debarita se forman durante lacirculación, el asentamiento es unproblema que está principalmente

relacionado con la sedimentacióndinámica. Tí picamente, el crecimientode las camas bajo condiciones estáticas(bombas apagadas) es mí nimo,aunque es más probable que la caí dase produzca durante periodosestáticos. Por estos motivos, lasprácticas de perforación antes ydespués de los viajes puedengeneralmente impedir los problemasrelacionados con el asentamiento.

...el

asentamiento

es un problema

que está

principalmenterelacionado

con la

sedimentación

dinámica.

Figura 2: Ilustraci ó n de la sedimentaci ó n de Boycott

Caí da

Cama de

asentamiento(sedimento)

Zona desuspensión

Fluidoclarificado


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Se recomienda medir y registrar el pesodel lodo en la lí nea de flujo después delos viajes, para todos los pesosdensificados usados en pozosdireccionales. Esta información suele serllamada “reporte de viaje”. Elasentamiento es más grave durante laprimera circulación desde el fondo haciaarriba después de un viaje. El reporte deviaje deberí a incluir (a intervalos de 15min) la siguiente información: tiempo ycarreras acumulativas de la bomba, pesodel lodo, temperatura del lodo, viscosidadembudo y unidades de gas. Una balanzade lodo presurizada puede ser necesariapara minimizar los efectos del corte por

gas. Si es posible, el peso del lodo deberí aser corregido para tomar en cuenta la

temperatura. La mejormedida de la severidad del asentamientoes la diferencia entre los pesos de lodomáximos y mí nimos observados en lalí nea de flujo después de un viaje. Porejemplo, estas medidas han indicadodiferencias del peso del lodo tan altascomo 4 lb/gal en el Golfo de México y 6lb/gal en el Mar del Norte.

Para fines de comparación, el Registrode Asentamiento (Sr) de M-I esútil paraseguir la severidad del asentamiento de

barita. Como lo ilustra la ecuación, elRegistro de Asentamiento depende de larelación entre la diferencia de peso dellodo y el peso del lodo en circulación. Seagrega la función exponencial paraampliar los problemas graves deasentamiento.

Sr =e(10 x

WdWc

)

Donde:

Sr = Registro de Asentamiento(adimensional)

Wd = Diferencia máxima del peso delodo (lb/gal)

Wc = Peso del lodo en circulación(lb/gal)

Si no se produce ningún asentamiento,entonces Sr =1,0. Los datos del camposugieren que problemas mí nimos deasentamiento serán encontrados para1,0


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Debido a su complejidad intrí nseca, elmecanismo de asentamiento de barita

no tiene ninguna solución anal

í tica.Sin embargo, pautas prácticas han sido

desarrolladas en base a la experienciade campo y a las medidas realizadasen el laboratorio. Estas pautas figuranal final de esta sección y estánclasificadas de acuerdo con: (1) laplanificación del pozo, (2) laspropiedades y las pruebas del lodo, (3)las prácticas operacionales, y (4) elmonitoreo del pozo.

El diseño del pozo puede exigirconcesiones para minimizar ycontrolar el asentamiento. Latendencia de asentamiento aumentageneralmente con el ángulo del pozoy es probablemente más crí tica en laperforación de alcance extendido bajoAltas Temperaturas y Altas Presiones(ATAP). Las altas temperaturas causanla disminución de la viscosidad dellodo y aumentan la sedimentación.Puede que sea necesario realizarpruebas de ATAP para asegurarse quelas propiedades reológicas sonadecuadas bajo las condiciones delpozo. Grandes luces del espacio anular

o bajas velocidades de circulaciónfavorecen el asentamiento, debido alas bajas velocidades anulares. Loscaudales altos reducirán las tendenciasde asentamiento, pero los lí mites depresión y las herramientas de fondo –como los equipos de Medición alPerforar/Registro al Perforar(MWD/LWD) y los motores de fondo– pueden limitar el uso de esta opción.

El control del fluido sólo es uncomponente de la prevención delasentamiento. Las prácticas de

perforación que afectan elasentamiento incluyen: (1)deslizamiento vs. rotación de latuberí a de perforación, (2) técnicas dedesplazamiento, (3) técnicas deacondicionamiento del lodo antes dela cementación, (4) viajes cortos yviajes del limpiador rotatorio, (5)procedimientos de viaje, (6) técnicaspara reanudar la circulación, y (7)procedimientos de monitoreo delpozo.

Las camas de barita pueden serf ácilmente perturbadas por los viajes y

las operaciones de registro. Esto sedebe principalmente a la atraccióndébil entre las partí culas de materialdensificante inerte en las camas. Por lotanto, está claro que las camas deasentamiento son sensibles a larotación de la tuberí a y a la velocidadanular. La rotación de la tuberí acontribuye considerablemente a laeliminación de las camas deasentamiento, especialmente cuandola tuberí a de perforación es excéntrica,e incluso la rotación ocasional puedeayudar a eliminar las camas. Los viajesdel limpiador rotatorio tambiénpueden ser usados para agitar lascamas de asentamiento depositadas ydesplazar las partí culas hacia lacorriente de flujo principal.

La deposición de las camas ocurremuy rápidamente bajo condicionesque favorecen el asentamiento. Elasentamiento es más alto durante lasoperaciones de deslizamiento. Serecomienda hacer girar la tuberí a ycircular desde el fondo hacia arribadespués de todas las operaciones de

deslizamiento. Puede que seanecesario meter la tuberí a por etapasdentro del pozo después de largosperiodos con la tuberí a fuera del pozo.El hecho de meter la tuberí a poretapas dentro del pozo, a intervalos de1.000 a 2.000 pies (circulando desde elfondo hacia arriba en cada etapa),reducirá las variaciones del peso dellodo de tal manera que los problemasde pérdida de circulación,

Figura 3: Cuando se mete la tuber í a por etapas dentro del pozo, se reduce el asentamiento.

Pautas para el Asentamiento

El

asentamiento

es m á s alt o duran te las

operaciones de

deslizamiento

El cont rol del

f lui do s ólo es

un

componen te de

la prevenci ó

n

del

asentamiento.

18

17

16

15

140 20 40 60 80

Tiempo (min)

Metiendo la tuberí apor etapas en el pozo

Sin meter la tuberí a por etapas en elpozo

Peso del lodo original =15,9 lb/gal

Muestras del flujo que sale por abajo dela zaranda.

P e s o d e l l o d o ( l g / g a l


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taponamiento y otros problemasrelacionados con el asentamientoserán minimizados. Esto estádemostrado en la Figura 3, unacomparación entre dos circulacionesdesde el fondo hacia arriba de dosviajes consecutivos en un pozo delGolfo de México. Durante el primerviaje, cuando la tuberí a no fueintroducida por etapas dentro delpozo, se encontraron varios problemaspara llegar al fondo, la tuberí a se pegómomentáneamente y los valores detorque y arrastre eran altos. Durante elsegundo viaje, la tuberí a fueintroducida por etapas dentro delpozo sin sufrir ningún problema. El Srfue reducido de 5,41 para el primer

viaje a 1,45 para el segundo.El acondicionamiento del lodo antes

de la cementación suele incluir ladilución y la disminución de laviscosidad del lodo. Esto sólo debehacerse una vez que la tuberí a derevestimiento está en el fondo. La

dilución puede reducir la Viscosidad a

Muy Baja Velocidad de Corte (LSRV) ylos esfuerzos de gel del lodo, creandocondiciones que favorecen elasentamiento. Los lodos nuevos conpocos sólidos perforados de bajagravedad especí fica y los lodos reciéndiluidos se sedimentan más f ácilmenteque los lodos usados donde se hanacumulado sólidos perforados detamaño coloidal. Es dif í cil suspenderla barita durante la dilución en loslodos base agua convencionales, perono tan dif í cil en los fluidos de

polí meros tales como los sistemas deFLO-PRO® y POLY-PLUS®.

Aunque no se haya llegado a unconsenso sobre un solo parámetroreológico que tenga el mayor impactosobre el asentamiento, se hadeterminado que existe una estrecharelación entre la sedimentacióndinámica y el Punto Cedente a BajaVelocidad de Corte (LSRYP) (ver laFigura 4). El LSRYP puede serdeterminado usando las indicaciones a3 y 6 RPM de un viscosí metro develocidad variable. Se calcula usandoesta ecuación:

LSRYP =(2 x U 3 rpm) - U 6 rpmLos valores mí nimos de LSRYP

comprendidos entre 7 y 15 lb/100pies2 han proporcionado unasuspensión adecuada de la barita enmuchos pozos direccionales. En lospozos de Alta Temperatura y AltaPresión (ATAP), se recomienda realizarpruebas de reologí a usando unviscosí metro Fann de Modelo 50 paralodos base agua, o un viscosí metroFann de Modelo 70 para los lodosbase aceite y base sintético, paramedir el LSRYP en las condicionesreales del pozo.

El LSRYP en los lodos base agua

puede ser aumentado agregando unpolí mero viscosificante como la gomaxantana (DUO-VIS® o FLO-VIS®). En losfluidos base aceite o base sintético, laviscosidad a baja velocidad de cortepuede ser ajustada usando unmodificador de reologí a (VERSAMOD™ oNOVAMOD™) o aumentando laconcentración de arcilla organof í lica.Cualquiera que sea el sistema, esimportante que se incluyan tantoarcillas de tamaño coloidal comomodificadores de reologí a (los cuales

aumentan la LSRV) para minimizar elasentamiento.El asentamiento de barita y sus

consecuencias sólo pueden serminimizados cuando todos losfactores pertinentes son controladosde manera adecuada. Para impedir elasentamiento, la reologí a y lahidráulica apropiadas del fluidodeben ser combinadas con buenasprácticas de perforación que reduzcanel asentamiento.

Figura 4: Influencia del LSRYP sobre el asentamiento de barita.

0,35

0,30

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

00 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

LSRYP (lb/100 pies2)

150rpm

0 rpm

Lodo de 13 lb/gal Tuberí a de

perforaciónexcéntrica

Velocidad anular25 pies/min

120ºF

R e d u c c i ó n

d e l a d e

n s i d a d ( l b / g a l )


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EQUIPOS NECESARIOSA. Equipos necesarios para fluidos con

un peso de 17 lb/gal (SG 2,04) omenos, y usando una balanza delodo de bolsillo:1. Viscosí metro Fann de Modelo 35A

de 6 velocidades (o equivalente).2. Vaso térmico (i.e., la envuelta

exterior calefactora con vasomostrada en API RP 13B-2: Pr á ctica Recomendada, Procedimiento Est á ndar para la Prueba de Campo de los Fluidos de Perforaci ón Base Aceite).

3. Jeringa desechable, capacidad de50 a 60 cm3 (i.e., B-D 60 cm3, nº

9663, con tapa LeurLoc).4. Aguja de pipetar biomédica , 6pulg. (152 mm) (i.e. Perfectum nº7942, calibre 14 x 6 punta roma).

5. Balanza de lodo de bolsillo(Equipo de Prueba Fann, Pieza Nº142000001EA).

6. Cronómetro, intervalo de 30minutos.

B. Equipos necesarios para fluidos conun peso mayor que 17 lb/gal (SG2,04) o cuando la balanza de lodo debolsillo no está disponible:1. Viscosí metro Fann de Modelo 35A

de 6 velocidades (o equivalente).2. Vaso térmico (i.e., la camisa

calefactora con vaso mostrada enAPI RP 13B-2: Pr á ctica Recomendada, Procedimiento Est á ndar para la Prueba de Campo de los Fluidos de Perforaci ón Base Aceite).

3. Jeringa desechable, capacidad de50 a 60 cm3 (i.e., B-D 60 cm3, nº9663, con tapa LeurLoc).

4. Aguja de pipetar biomédica , 6pulg. (152 mm) (i.e. Perfectum nº7942, calibre 14 x 6 punta roma).

5. Balanza de lodo de bolsillo(Equipo de Prueba Fann, Pieza Nº142000001EA).

6. Balanza, de brazo mecánico oelectrónica, capacidad de 50 a 100g, precisión de ±0,1 g (i.e. unabalanza similar a las que seincluyen generalmente en los

juegos de prueba piloto).7. Plato de pesar reutilizable,

capacidad de 50 a 60 cm3(cualquier envase lavable yreutilizable que se adapte a la

balanza).

NOMENCLATURAK a = Factor para la inclinación del

pozoK d = Factor para el diámetro del

pozoK f = Factor para el régimen de

flujoK h = Factor para la longitud de la

sección de aumento de ángulodel pozo

∆MW = Cambio de peso de lodo(lb/gal)

MWF = Peso de lodo final (lb/gal)MWo = Peso de lodo inicial (lb/gal)Si = Índice de asentamientoSV = Volumen de la muestra (cm3)SW = Peso de la muestra (g)VWo = Taraje del recipiente (g)VWt = Peso total del recipiente (g)

PROCEDIMIENTOS DE PRUEBAA. Procedimiento de prueba para lodos

con un peso de 17 lb/gal (SG 2,04) omenos, y usando una balanza delodo de bolsillo:1. Colocar el vaso térmico sobre el

soporte del viscosí metro de 6velocidades.

2. Ajustar la posición del vaso

verticalmente hasta que la lí neamarcada en el rotor esté justo pordebajo del borde superior delvaso térmico.

3. Añadir fluido de perforación alvaso térmico hasta la lí neamarcada.

4. Conectar el vaso térmico a unenchufe eléctrico operable.

5. Ajustar el viscosí metro a 600 RPMy agitar la muestra mientras quese está calentando hasta 120ºF(48,9ºC).

6. Mientras que la muestra secalienta, limpiar y secar labalanza de lodo de bolsillo.

7. Enroscar la aguja limpia y secasobre la jeringa limpia y seca.

8. Una vez que se ha alcanzado latemperatura de 120ºF (48,9ºC),observar la indicación delcuadrante a 600 RPM hasta quese estabilice.

9. Cambiar la velocidad delviscosí metro a 100 RPM.

10.Usando el conjunto jeringa/aguja,

Prueba d e Asentam iento con Viscosímetro (VST) de M-I


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16. Calcular el SW final, el MWf y elcambio de peso de lodo (∆MW)usando las Ecuaciones 1, 2 y 3.

17. Limpiar y secar minuciosamentetodos los equipos.

CÁLCULOSEcuación 1: SW = VWt - VWoEcuación 2: MW = SW/SV x 8,33Ecuación 3: ∆MW = MWF - MWo

Ecuación d el Índice de Asentamiento

El Índice de Asentamiento (Si) es unmétodo para ajustar los resultados dela VST de M-I para un conjuntodeterminado de condiciones del pozo,a fin de obtener una mejor evaluaciónde la posibilidad de algún problemarelacionado con el asentamiento.

Ecuación 4:Si =∆MW xK ax K d x K f x K h

FACTORES DEL ÍN DICE D EASENTAMIENTO

INCLINACIÓN DEL POZO (DESDE EL PLANOVERTICAL) (Ka)Ángulo del Pozo Ka10° - 10° 0,110° - 30° 0,230° - 40° 0,840° - 50° 1,050° - 60° 0,760° - 90° 0,4

D IÁMETR O DEL POZO (Kd)Diám etro Kd12,25 - 17,5 pulg. (311-445 mm) 0,8>17,5 pulg. (445 mm) 1,0

PE RFIL DE FLUJO ANULAR (Kf )R égim en de Flujo Kf

Turbulento 0,5 Transicional 0,7Laminar 1,0

LONGITUD DE LA SECCIÓN D E AU MEN TODE ÁNGULO (Kh)Longitud Kh0 - 1.000 pies (0 - 305 m) 0,51.000 - 2.000 pies (305 - 610 m) 0,8>2.000 pies (610 m) 1,0

E JEM PLOS DE ÍNDICE DE ASENTAMIENTOA continuación se proporcionanejemplos de la manera en que losparámetros del pozo afectan el Si. Tressituaciones son examinadas.

SITUACIÓN 1Se usa un lodo base aceite deemulsión relajada de 18,3 lb/gal (SG2,20) para perforar un pozo de 26ºcon un diámetro de 9,625 pulg. (245mm). El ∆MW para este lodo es de 1,9lb/gal (228 kg/m3). Se ha colocado una

tuberí a de revestimiento sobre unalongitud de 965 pies (294 m) en laporción inclinada del pozo. Loscálculos hidráulicos indican que ellodo tiene un flujo turbulento en estaporción del pozo.En base a los factores del Índice deAsentamiento:

K a = 0,2K d = 0,5K f = 0,5K h = 0,5

Sustituyendo los valores dentro de la

Ecuación 4, se obtiene:Si = ∆MW x K a x K d x K f x K hSi = 1,9 x 0,2 x 0,5 x 0,5 x 0,5Si = 0,0475

COMENTARIOEl pequeño ángulo y el flujoturbulento reducen considerablementela probabilidad y severidad de losproblemas relacionados con elasentamiento para este ejemplo,aunque se haya medido un valor altode∆MW.

SITUACIÓN 2Se usa un lodo de polí meros de 15,3lb/gal (SG 1,84) en un pozo de 58º conun diámetro de 12,25 pulg. (311 mm).El ∆MW para este lodo es de 1,3 lb/gal(156 kg/m3). La longitud del pozoinclinado es de 450 pies (137 m). Sesupone que el lodo tiene un flujolaminar. En base a los factores del Índicede Asentamiento indicadosanteriormente:

K a = 0,7


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Pautas para el Asentamiento de Barita

PLANIFICACIÓN DEL POZO

• Tipo de pozo. Los pozosdireccionales con una inclinación>30º que son perforados con

densidades de lodo >12 lb/gal(SG>1,44) tienen muchasposibilidades de sufrir problemas deasentamiento. Debido al margenpotencialmente estrecho entre lapresión poral y el gradiente defractura, los pozos de alcanceextendido y los pozos direccionalesde aguas profundas sonespecialmente crí ticos. Los caudalesdisponibles para estos pozos puedenestar limitados debido a las pérdidasde presión y a las herramientas.

• Amb iente del pozo. La temperaturay la presión afectan la composicióndel lodo. Las temperaturas elevadascausan la disminución de laviscosidad del lodo y aumentan lastendencias de asentamiento. En lospozos de ATAP, las medidasreológicas son importantes sobretodo el rango de temperaturas ypresiones.

• Ángulo y perfil del pozo . Losángulos más crí ticos para elasentamiento son los que estáncomprendidos entre 60 y 75º.

• Diseño de la tubería derevestim iento. Evitar diseños de latuberí a de revestimiento ysituaciones que producen bajasvelocidades anulares.

• Diám etro del pozo . Se hanproducido problemas deasentamiento en pozos con tamañosmayores que 6 pulgadas. La luz delespacio anular, la excentricidad y eldiámetro de la tuberí a deperforación son factores claves.

PR OPIE DADES Y PRUEBAS DEL LODO

• Tipo d e lodo. El asentamientopuede ocurrir en todos los tipos delodo que usan material densificantepara aumentar su densidad. Elasentamiento puede sersensiblemente más bajo en los lodosbase agua, si se están perforandoformaciones reactivas.

• Peso d el lodo . Las densidades >12

K d = 0,5K f = 1,0K h = 0,5

Sustituyendo los valores dentro de laEcuación 4, se obtiene:Si = ∆MW x K a x K d x K f x K hSi = 1,3 x 0,7 x 0,5 x 1,0 x 0,5Si = 0,2275

SITUACIÓN 3Se bombea un lodo de lignosulfonatoa base de agua salada de 11,2 lb/gal(SG 1,34) a través de un pozoentubado de 1.500 pies (457 m) conun diámetro de 17,5 pulg. (445 mm).El pozo tiene un ángulo de 45º y el∆MW es de 0,5 lb/gal (60 kg/m3). Ellodo tiene un flujo laminar.

En base a los factores del Índice deAsentamiento indicados anteriormente:

K a = 1,0K d = 0,8K f = 1,0

K h = 0,8Sustituyendo los valores dentro de la

Ecuación 4, se obtiene:Si = ∆MW x K a x K d x K f x K hSi

= 0,5 x 1,0 x 0,8 x 1,0 x 0,8Si = 0,32

COMENTARIOLos valores de Si calculados para estosejemplos indican que lasprobabilidades de problemasrelacionados con el asentamiento sonmayores en el sistema de lodo de laSituación 3 que en los fluidos usadosen los otros casos, aunque el valor de∆MW sea más bajo en la Situación 3.Como puede que sea dif í cil reducir el∆MW para el último lodo, los

elementos claves para reducir losproblemas relacionados con elasentamiento son el caudal, larotación y las prácticas de perforación.


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lb/gal (SG>1,44) son propensas alasentamiento en los pozosdireccionales.

• Reología. Los valores altos de

reologí a y esfuerzos de gel a bajavelocidad de corte reducen elasentamiento. Los modificadores dereologí a a base de arcilla pueden sermás eficaces que los productos deácidos grasos en los lodos base aceite(OBM) y los lodos base sintético(SBM) recién preparados. Paraalgunos lodos usados en lasaplicaciones de aguas profundas, losajustes de la reologí a paracontrarrestar los efectos de las bajas

temperaturas pueden agravar elasentamiento.

• Esfuerzo de ceden cia. El LSRYP esun buen indicador para laspropiedades reológicas relacionadascon el asentamiento. Para la mayorí ade los pozos, el LSRYP deberí a sermantenido encima del rango de 7 a15 lb/100 pies2. Los pozos de mayortamaño suelen requerir valores másaltos de LSRYP.

• Pruebas. Las pruebas de asentamientodeberí an ser realizadas en ellaboratorio durante la planificación delpozo, y en el laboratorio/campodurante la perforación. Los pozos deATAP pueden exigir pruebas de ATAPbajo las condiciones esperadas delpozo.

• Relación aceite/agua. Las adicionesde aceite/sintético diluyen los OBMsy SBMs y aumentan el potencial deasentamiento. Los modificadores de

reologí a pueden compensar lapérdida de viscosidad; sin embargo,algunos modificadores de reologí aexigen que una cantidad suficiente deagua esté disponible.

• Concentración de agentestensioactivos. Los niveles de agenteshumectantes en los fluidos noacuosos deben ser suficientes paraimpedir la aglomeración de barita. Sedebe evitar el sobretratamiento para

impedir reducciones indeseables de laviscosidad.

• Aditivos de filtrado . Bajo ciertascircunstancias, los problemas de

asentamiento pueden ser agravadospor las reducciones de la viscosidadcausadas por los aditivos de controlde filtrado. Esto reafirma lanecesidad de evaluar lasformulaciones e interaccionesespecí ficas del lodo.

PR ÁCTICAS DE OPERACIÓN

• Operaciones según los caudales. Elasentamiento de barita espredominantemente un problema de

sedimentación dinámica en el cuallas camas se forman duranteperiodos de bajas velocidades decirculación. Los periodos largos debajos caudales agravan elasentamiento, aunque las otrasvariables claves estén dentro de loslí mites aceptables. Las camasdeberí an ser eliminadas antes desacar la tuberí a, usando altoscaudales y altas velocidades derotación.

• Variación de la densidad . Las grandesvariaciones de densidad del lododurante la circulación desde el fondohacia arriba, después de realizar unviaje, constituyen una señalinequí voca de que el asentamiento haocurrido. Para el asentamiento grave –especialmente cuando va acompañadode un bajo gradiente de fractura en lazapata de cementación de la tuberí a derevestimiento – puede que seanecesario interrumpir la circulación,sacar la tuberí a y volver a meter latuberí a por etapas. El objetivo de estaoperación serí a impedir la pérdida decirculación cuando el lodo pesado delfondo está encima de la zapata.

• Perturbación de las cam as. Comolas partí culas son inertes, laatracción entre las partí culas de lascamas de barita suele ser débil. Lascamas de barita son f ácilmente


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20A

perturbadas por operaciones comolos registros y los viajes. Estasperturbaciones pueden fluidizar lascamas y aumentar la caí da,

deslizamiento o flujo, incluso aángulos de hasta 75º.

• Tiem po entre viajes. Las camasformadas bajo condiciones dinámicaspueden derrumbarse duranteperiodos estáticos. Las camasformadas a ángulos medianos sederrumban más rápidamente, pero lascamas que se forman a ánguloscomprendidos entre 60 y 75º puedenser considerablemente más gruesas ycausan mayores problemas. Puede

que sea necesario meter la tuberí a poretapas dentro del pozo si el tiempoentre viajes es muy grande.

• Rotación vs. deslizam iento. Paraun conjunto determinado decondiciones, el asentamiento es másbajo cuando la tuberí a es excéntricay está girando a una velocidad >75RPM. El asentamiento es peorcuando la tuberí a es excéntrica ypermanece inmóvil. La rotación dela tuberí a puede minimizar laformación de camas e inclusoeliminar las camas existentes. Losviajes del limpiador rotatorio suelenser beneficiosos después de largosperiodos de deslizamiento

• Acondicionamiento del lodo antesde la cementación . Evitar elsobretratamiento del lodo parareducir la viscosidad antes de meter latuberí a de revestimiento y/o realizarla cementación. La dilución excesiva

aumenta considerablemente laprobabilidad de asentamiento.

MO NI TO REO EN EL P OZO

• Peso del lodo. Después de los viajes,se debe medir el peso del lododentro y fuera del pozo (por lo

menos cada 15 minutos), durante lacirculación desde el fondo haciaarriba. En las aplicaciones de ATAP,el peso del lodo debe ser ajustado

para tomar en cuenta latemperatura. El uso de una balanzapresurizada permite obtener buenosdatos con el lodo cortado por gas.

• Indicadores de asentamiento. Ladiferencia de peso de lodo durante lacirculación desde el fondo haciaarriba deberí a ser usada para calculary registrar las tendencias deasentamiento (Registro deAsentamiento). Las pruebas demonitoreo del pozo, tal como la

Prueba de Asentamiento conViscosí metro (VST) de M-I, puedenfacilitar las correlaciones de los datosdel campo para medir el impacto delos tratamientos remediadores.

• Presión del tubo vertical. Lapresión del tubo vertical puedeoscilar a medida que pí ldoras delodo ligero y pesado pasan a travésde las toberas y otros componentesrestrictivos del sistema decirculación. Además, las presionesmás altas del tubo vertical puedenindicar que el asentamiento estácausando el empaquetamiento delespacio anular

• Torque y arrastre. Los valores altosde torque y sobre-tensión puedenindicar que camas de barita se estánformando en el lado bajo del pozo.

• Pérdidas y aum entos del volum ende lodo. Pérdidas inesperadas puedenproducirse cuando el lodo pesado en

el espacio anular alcanza las seccionescasi verticales del pozo y causa unaumento rápido de la presiónhidrostática. El efecto contrario puedeocurrir con lodo ligero, pudiendocausar el flujo del pozo.


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Lim pieza del Pozo

Limpieza del Pozo 20B.1 N° de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión: 14-02-01

20B

La limpieza del pozo es una de lasfunciones básicas de un fluido de

perforación. Los recortes generadospor la barrena, además de losderrumbes y/o desprendimientos,deben ser transportados por el lodohasta la superficie. El hecho de que nose logre una limpieza eficaz del pozopuede causar problemas graves,incluyendo la pegadura de la tuberí a,el exceso de torque y arrastre, elempaquetamiento del espacio anular,la pérdida de circulación, viscosidadesy esfuerzos de gel excesivos, altoscostos del lodo, revestimientos ycementaciones inadecuados, y bajasvelocidades de perforación. Estecapí tulo presenta los aspectosfundamentales de la limpieza delpozo, los parámetros claves y pautasprácticas para el campo.

El transporte de los recortes esafectado por varios parámetros

interrelacionados del lodo, de losrecortes y de perforación, de lamanera indicada en la Tabla 1. Elángulo del pozo, la velocidad anular yla viscosidad del lodo songeneralmente considerados como losmás importantes. Los principalesmétodos usados para mejorar lamayorí a de los problemas de limpiezadel pozo consisten en aumentar elcaudal (velocidad anular), laviscosidad del lodo y la rotación de latuberí a, cuando se trata de un flujolaminar. Para muchas situacionesdif í ciles de limpieza del pozo,especialmente las secciones verticales,se requiere una viscosidad crí tica, o“umbral”, para obtener una limpiezasatisfactoria del pozo.

Perfil y geometrí a del pozo • Ángulo del pozo (inclinación) y patasde perro

• Diámetros de la tuberí a derevestimiento/pozo y de la tuberí a deperforación

• Excentricidad de la columna deperforación

Caracterí sticas de los recortes • Gravedad especí ficarecortes y de las camas de recortes • Tamaño y forma de las partí culas

• Reactividad con el lodo• Propiedades del lodo

Caracterí sticas de flujo • Velocidad anular• Perfil de velocidad anular• Régimen de flujo

Propiedades del lodo • Peso del lodo• Viscosidad, especialmente a muy bajas

velocidades de corte• Esfuerzos de gel• Capacidad de inhibición

Parámetros de perforación • Tipo de barrena• Velocidad de penetración• Presión diferencial• Rotación de la tuberí a

Tabla 1: Par á metros que afectan la limpieza del pozo.

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La l im pieza

del pozo es un a de las

funciones

b á sicas de un f lu i do de

perforaci ón .

Introducción


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Los recortes y las partí culas quedeben ser circulados desde el pozo estánsometidos a tres fuerzas que actúansobre ellos de la manera ilustrada en laFigura 1a: (1) una fuerza descendentedebido a la gravedad, (2) una fuerzaascendente debido a la flotabilidad delfluido y (3) una fuerza paralela a ladirección del flujo de lodo debido alarrastre viscoso causado por el flujo dellodo alrededor de las partí culas. Estasfuerzas hacen que los recortes seantransportados en la corriente de lodosiguiendo una trayectoria de flujo quesuele ser helicoidal. La Figura 1brepresenta una ilustración simplificadade los componentes de velocidad queactúan sobre una partí cula: (1) unavelocidad de caí da descendente debidoa las fuerzas gravitatorias, (2) unavelocidad radial o helicoidal debido a larotación y al perfil de velocidad, y (3)una velocidad axial paralela al flujo delodo.

La limpieza del pozo en los pozosverticales es probablemente el procesomás bien entendido y más f ácil deoptimizar. Los pozos de alto ángulo yde alcance extendido constituyentí picamente los mayores retos para la

limpieza del pozo. Sin embargo, otrostipos de pozos más simples puedensuponer el mismo grado de dificultadbajo ciertas circunstancias. Las prácticasde limpieza del pozo que son eficacesen una situación no siempre sonaplicables a otras.

Lim pieza del Pozo20B


FVISC

FGRAV

FFLOT

Figura 1a: Fuerzas queactúan sobre un recorte

F l u j o

d e l o d o

Figura 1b: Acción de loscomponentes de la velocidadsobre un recorte

VHELICOIDAL

V A X I A L

VCAÍDA

Recorte

F l u j o

d e l o d o

Figura 1: Fuerzas y componentes de la velocidad que

act ú an sobre un recorte.

Mecanism os de Sedim entación de las Partículas

El proceso de limpieza del pozo debecontrarrestar las fuerzas gravitatoriasque actúan sobre los recortes paraminimizar la sedimentación durantelos perí odos dinámicos y estáticos.

Tres mecanismos básicos desedimentación pueden aplicar: (1)sedimentación libre, (2)sedimentación retardada y (3)sedimentación de Boycott. Los dosprimeros están relacionados con lospozos verticales, aunque los trespueden existir en los pozosdireccionales.

Los patrones básicos desedimentación están ilustrados en laFigura 2, usando el Tubo Zag de M-I, Figura 2: Sedimentaci ó n retardada y de Boycott usando un

Tubo Zag.

Sedimentaciónretardadamodificada

Sedimentaciónde Boycott



Sedimentación deBoycott

Sedimentaciónretardada

Los recort es y

las par t í culas qu e deben ser

circulados desde el pozo

est á n somet id os a

t res fu erzas

que act ú an sobre el los...


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Lim pieza del Pozo


20B

un dispositivo de demostración que secompone de tres tubos transparentesconectados por codos de 135º. El fluidodentro del Tubo Zag es agua dulceligeramente viscosificada; los recortes

simulados son escamas de aluminio(brillantes).La sedimentación libre ocurre

cuando una sola partí cula cae a travésde un fluido sin ser afectada por lasotras partí culas o las paredes delcontenedor, de modo parecido a lo quepuede ocurrir en el centro de un grantanque de agua. La denominada“velocidad final de sedimentación”depende de la diferencia entre lasdensidades del fluido y de la partí cula,la reologí a del fluido, el tamaño y laforma de la partí cula, y el régimen de

flujo alrededor de la partí cula. En elflujo turbulento, la velocidad desedimentación es independiente de lareologí a. En el flujo laminar alrededorde la partí cula, la ley de Stokes esaplicable para la sedimentación libre, yfue desarrollada para partí culas esf éricas,fluidos newtonianos y un fluidoestático. La ley de Stokes es la siguiente:

gC DS2 (ρS - ρL)

VS = 46,3µ

Donde:VS = Velocidad de caí da o

sedimentación (pies/seg)gC = Constante de gravedad(pies/seg2)

DS = Diámetro del sólido (pies)ρS = Densidad del sólido (lb/pies

3)ρL = Densidad del lí quido (lb/pies

3)µ = Viscosidad del lí quido (cP)

Esta ecuación es una expresiónmatemática de los hechos comúnmenteobservados; i.e., cuanto más grande seala diferencia entre la densidad delrecorte y la densidad del lí quido (ρS –ρL), más rápida será la sedimentacióndel sólido. Cuanto más grande sea lapartí cula (DS

2), más rápida será susedimentación, y cuanto más baja sea laviscosidad del lí quido (1/µ), más rápidaserá la velocidad de sedimentación.

Es importante entender lasedimentación libre porque forma labase para las relaciones que sonaplicables a la limpieza de los pozosverticales. En general, la ley de Stokes esmodificada para incorporar laviscosidad equivalente para lacirculación de fluidos no newtonianos y

recortes no esf éricos. La velocidad finalde sedimentación en situaciones desedimentación libre se llama velocidad de ca í da.

La sedimentación retardada

constituye un modo de sedimentaciónmás realista para los intervalos casi

verticales y casi horizontales,especialmente en los pozos de pequeñodiámetro y cuando hay altasconcentraciones de recortes con unaalta Velocidad de Penetración (ROP). Lasedimentación retardada ocurre cuandoel fluido desplazado por las partí culasque están cayendo crea fuerzasascendentes sobre las partí culasadyacentes, reduciendo de ese modo suvelocidad de caí da. Como resultado,sigue habiendo un movimiento

generalmente hacia abajo, pero lavelocidad de sedimentación siempre esmenor (retardada) que para laspartí culas individuales, lo cual explica enombre. La interferencia de las paredesdel pozo y de la tuberí a de perforacióntambién reduce la velocidad desedimentación de las partí culasadyacentes.

La sedimentación retardada es muyimportante en los pozos verticales. Esto,unido a la larga distancia desedimentación, ayuda a explicar porqué la limpieza del pozo es menos

problemática en los pozos verticales.La sedimentación de Boycott, unpatrón de sedimentación acelerada quepuede producirse en los pozosinclinados, lleva el nombre del médicoque fue el primero en reportar que laspartí culas se sedimentaban 3 a 5 vecesmás rápidamente en los tubos deensayo inclinados que en los tubosverticales. La sedimentación de Boycottes la consecuencia de unasedimentación rápida adyacente al ladoalto (tope) y al lado bajo (fondo) de lospozos inclinados. Esto causa un

desbalance de presión que desplaza elfluido más ligero ubicado en el lado altohacia arriba y las camas de recortesubicadas en el lado bajo hacia abajo.Los ángulos de 40 a 60º sonespecialmente dif í ciles. A caudalesrelativamente bajos, el lodo fluyeprincipalmente a lo largo del lado alto yacelera o intensifica el efecto deBoycott. Los caudales altos y larotación de la tuberí a puedenperturbar el patrón de sedimentacióny mejorar la limpieza del pozo.

La

sedimentación

libre ocurre

cuan do una sola par t í cula

cae a t rav é s de

un flui do sin

ser af ectada...

La

sedimentación

retardada

const it uye un

modo de

sedim en taci ón

m á s real ista

para los

in t erva los casi

ver t icales y casi

horizontales...


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Los efectos de diferentes parámetros delimpieza del pozo han sido identificados

en pruebas de circuito de flujo realizadasen laboratorio. Los siguientescomentarios representan la integraciónde los resultados experimentales de M-Icon las observaciones y medidasgenerales realizadas en el campo.

Perfil y geometría del pozo. . Se hanidentificado cuatro rangos de limpiezadel pozo basados en el ángulo del pozo:

Los lí mites de cada rango deberí an serconsiderados solamente como pautas,ya que todos son afectados por laestabilidad de las camas, la rugosidad delpozo, las caracterí sticas de los recortes ylas propiedades del fluido deperforación, entre otras cosas. La Figura3 ilustra la dificultad relativa de limpiezadel pozo basada en el ángulo. Las camasde recortes no se forman en los pozos

verticales y casi verticales, pero si losrecortes no son transportados ysuspendidos correctamente, el materialpuede acumularse al fondo del pozo opuentes pueden formarse en las patas deperro. En los pozos direccionales, lasecciónde aumento de ángulo en elrango intermedio es generalmente lamás dif í cil de limpiar, porque las camasde recortes pueden deslizarse o“derrumbarse” en sentido contrario a ladirección del flujo. La sedimentación de

Boycott puede agravar el problema. Lastendencias de deslizamiento empiezan a

disiparse aángulos mayores que 60

º,debido a la reducción correspondiente

del vector de fuerza gravitatoria.

Figura 3: Dificultad de limpieza del pozo vs. inclinaci ó n.

Los cuatro rangos pueden coexistir enel mismo pozo direccional. En lamayorí a de los casos, las propiedades delfluido y las prácticas de perforacióndeberí an enfocar la minimización delos problemas en el intervalo máscrí tico. Los factores de limpieza del pozoque son considerados como óptimospara un intervalo pueden serinadecuados para otro. Por ejemplo, los

requisitos son diferentes para la tuberí ade revestimiento de gran diámetro (la

cual limita considerablemente lavelocidad anular), el intervalo inclinado(el cual facilita la formación y eldeslizamiento de camas de recortes) y laformación de producción perforadahorizontalmente (la cual puede sersensible al esfuerzo de corte y tenertendencia a derrumbarse).

Parám etros Claves que Afectan la Lim pieza d el Pozo

ÁnguloRango (grados)

Casi vertical I 0 - 10

Bajo II 10 - 30

Intermedio III 30 - 60Alto IV 60 - 90

D i f i c u l t a d

0 30 60 90Inclinación (grados)

I II III IV

Recortes y Características de las Cam as de Recortes

La gravedad especí fica, el tamaño y laforma de las partí culas, y la reactividadcon el fluido de perforación son algunasde las caracterí sticas importantes de losrecortes y de las camas de recortes. Susconsecuencias claves se describen acontinuación, de acuerdo con el rangodeángulos:• Rangos de ángulos casi verticales y

bajos: concentración de recortes

(camas de espesor pequeña a nula).• Rango intermedio: concentración de

recortes, espesor de las camas ypropensión a la caí da

• Rango alto: espesor de las camas ycaracterí sticas f í sicas.La gravedad especí fica depende de las

formaciones perforadas y varí a de 2,0 a2,8, siendo algo más densa que lamayorí a de los lodos. El tipo de barrena,

Se han

ident i f icado

cuatro

ra ngos de

lim pieza del

pozo basad os en el á ngulo del pozo...

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Lim pieza del Pozo


20B

la velocidad de penetración y la presióndiferencial de fondo determinan eltamaño y la forma iniciales. Los recortesmás grandes son generados por barrenasde dientes largos, altas velocidades depenetración y presiones diferencialesmás bajas (o desbalanceadas). Laspartí culas más grandes son derrumbes odesprendimientos creados por lutitassobrepresurizadas y pozos inestables.

Los recortes pueden ser alteradosf í sicamente por la reacción con el lodo(dispersión), la reacción con sí mismos(agregación) y la degradación mecánica(grandes recortes molidos para formarrecortes más pequeños). Los derrumbes,desprendimientos y otras partí culas degran tamaño que no pueden ser

transportados f ácilmente fuera del pozo,pueden circular de nuevo en el espacioanular hasta que sean triturados por larotación de la columna de perforaciónpara formar tamaños más pequeños ymás f áciles de transportar.

Si la suspensión de los recortes no esadecuada, éstos pueden acumularse enel fondo del pozo (relleno), en lastuberí as de revestimiento de grandiámetro, en las patas de perro(puentes), en el lado inferior de losintervalos inclinados (camas), como

anillos de lodo en las zonas desocavamiento, y justo encima de losportamechas o el Conjunto de Fondo(BHA) (tapones y empaquetamientos).

El arrastre de los portamechas yelementos a través de camaspreexistentes puede causar la formaciónde“tapones” y la pegadura de la tuberí a.La Figura 4 muestra una cama derecortes formada en un espacio anularmuy inclinado.

Puede que sea dif í cil desgastar o volvera suspender las acumulaciones derecortes, por lo tanto se debe ponerénfasis en las propiedades del lodo y lasprácticas de perforación que minimizanla formación de estas acumulaciones.Evidentemente, los recortes quepermanecen en la corriente de flujo nollegan a ser parte de una cama oacumulación. Las propiedades desuspensión del lodo son importantes,

especialmente a caudales bajos y encondiciones estáticas.

Durante la circulación, las fuerzas dearrastre viscoso que actúan sobre losrecortes en las camas o en lossocavamientos, suelen impedir eldeslizamiento, incluso a ángulosmenores que 50 a 60º. Sin embargo, alparar la bomba, las acumulaciones derecortes pueden “caer en avalancha”,causando el empaquetamientosubsiguiente del espacio anular.

Las camas de recortes, como las que se

forman en los pozos direccionales,pueden adoptar una gran variedad decaracterí sticas que afectan elrendimiento de la limpieza del pozo. Por

Flujo de lodo

Recortes en circulación

Cama de recortes

Flujo de lodo

Recortes en circulación

Cama derecortes

Tuberí a deperforación

Si l a

suspensi ón de los recort es no

es adecuada ,

é stos pueden acumularse...

Figura 4: Cama de recortes en un pozo muy inclinado.


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ejemplo, la arena limpia perforada conuna salmuera clara formará camas noconsolidadas que tienden a rodar, en vezde deslizarse hacia abajo, y favorecen laerosión hidráulica y mecánica. Por otraparte, las lutitas reactivas perforadas conun lodo base agua pueden formar camasde tipo revoque grueso que son muydif í ciles de eliminar si no se usa unaacción hidrodinámica y mecánicaagresiva.

Características de flujo. La eficacia detransporte de los recortes depende engran parte de la velocidad anular y delperfil de velocidad anular. La l im pieza del pozo siempre mejora cuando se aum ent a la velocidad anul ar ; aun así ,esto debe ocurrir conjuntamente con

otros parámetros del pozo para aseguraruna buena limpieza del pozo.

En un espacio anular totalmenteconcéntrico, el flujo está distribuidouniformemente alrededor de la columnade perforación, tal como lo ilustra laFigura 5a. Por lo tanto hay unadistribución uniforme de la energí a delfluido para el transporte de los recortes,cualquiera que sea la reologí a del fluido.En general se supone que éste es el perfilpara los intervalos verticales. Sinembargo, la columna de perforación

tiende a recostarse en el lado inferior delpozo en las secciones de aumento deángulo, desviando o “torciendo” el perfil

de velocidad (tal como lo ilustra laFigura 5b), resultando en una situaciónque no favorece el transporte de losrecortes. Los recortes se acumulan al

fondo del pozo, adyacente a la tuberí ade perforación donde el flujo de lodo es

mí nimo. En esta situación, la rotación

Figura 5a: Tuber í a de perforaci ó n conc é ntrica y fluido

newtoniano.

Figura 5b: Tuber í a de perforaci ó n exc é ntrica y fluido no

newtoniano.

R o t a c

i ó n d e

l a t u b e

r í a

Cama de recortes1

2

3

4

5

F l u j o d

e l o d o

1. La rotación desplaza los recortes desde debajo de la tuberí a.2. Hasta la parte superior de la cama de recortes.3. Hacia arriba, dentro de la corriente de flujo de lodo.4 y 5. Transportando los recortes a lo largo de la trayectoria del pozo.

La lim pieza

del pozo

siem pre

mejora

cuan do se

aum ent a la

velocidad

anular...

Figura 5: Efecto de la excentricidad y reolog í a sobre el perfil de flujo.

Figura 6: La rotaci ó n levanta los recortes dentro de la corriente de flujo.

Ángulo del Pozo (0-90): 70Ley Exponencial n (0,2-1):1,00Diámetro del Pozo: 12,25Diámetro de la Tuberí a:4,5

Excentricidad (0-1): 0,00

Rotación Z (0-360): 0Rotación X (0-90): 70Frec. Ángulo (1-20): 5Z a 0 =1,500Z a 30 =1,500Z a 60 =1,500Z a 90 =1,500Z a 180 =1,500

Ángulo del Pozo (0-90): 70Ley Exponencial n (0,2-1):0,20Diámetro del Pozo: 12,25Diámetro de la Tuberí a:4,5Excentricidad (0-1): 1,00Rotación Z (0-360): 0Rotación X (0-90): 70

Frec. Ángulo (1-20): 5Z a 0 =6,934Z a 30 =3,503Z a 60 =0,397Z a 90 =0,008Z a 180 =0,000


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Lim pieza del Pozo


20B

En términos generales, diferentes tiposde fluido de perforación proporcionanun transporte similar de los recortes sisus propiedades de fondo también sonsimilares. Sin embargo, la selección delas propiedades óptimas requiere que seconsideren cuidadosamente todos losparámetros pertinentes. Evidentemente,las propiedades del lodo deben sermantenidas dentro de ciertos lí mitespara ser eficaces sin ser destructivas ocontraproducentes. Las propiedades queson especialmente interesantes para lalimpieza del pozo incluyen el peso, laviscosidad, los esfuerzos de gel y el nivelde inhibición del lodo.El peso del lodo hace flotar los recortes

y reduce su velocidad de sedimentación(tal como lo demuestra la ley de Stokes),pero en realidad no se usa para mejorarla limpieza del pozo. En cambio, lospesos del lodo deberí an ser ajustadossolamente en base a la presión poral, elgradiente de fractura y los requisitos deestabilidad del pozo. Los pozos verticalesperforados con lodos pesados suelen

tener una limpieza adecuada encomparación con los pozosdireccionales muy desviados que sonperforados con fluidos de baja densidad.

La inestabilidad del pozo constituyeun caso especial donde el peso del lodose centra claramente en la causa y no enlos sí ntomas de los problemas delimpieza del pozo. Como regla general,las formaciones perforadasdireccionalmente requieren pesos delodo más altos para impedir la falla y elderrumbamiento del pozo dentro delespacio anular. En realidad, lo quepuede parecer en la superficie como unproblema de limpieza del pozo, puedeser un problema relacionado con losesfuerzos que deberí a ser corregidoaumentando el peso del lodo. Otrasacciones para mejorar el transporte derecortes pueden ayudar pero noeliminarán el problema básico.La viscosidad del l odo ayuda a

determinar la capacidad de transporte.Históricamente, para los pozosverticales, se pensaba que el punto

Propiedad es del Lodo

Algunos

consideran

que el f lu j o

tu rbu lent o es

un requis i to

esen cial par a

obten er u na

buena

li m pieza del

pozo...

El peso del

lodo hace

flotar l os recort es y

redu ce su

velocidad

de

sedimentaci ón...

de la tuberí a es crí tica para lograr unalimpieza eficaz del pozo. La Figura 5bmuestra claramente que sin la rotaciónde la tuberí a, el comportamiento nonewtoniano en el flujo laminar puedeagravar el perfil torcido.

Como lo ilustra la Figura 6, la rotaciónde la tuberí a en los fluidos con una altaViscosidad a Muy Baja Velocidad deCorte (LSRV), tales como los sistemasFLO-PRO® y DRILPLEX TM, puede mejorardramáticamente la limpieza del pozo.Esta rotación levanta los recortes desdeel lado inferior del pozo, devolviéndolosa la corriente de flujo, y produce unflujo helicoidal que puede ser muyeficaz para la limpieza del pozo, inclusoa bajas velocidades anulares.

Las condiciones para las cuales el perfilde velocidad es especialmente insensiblea la rotación de la tuberí a incluyen (1) elflujo turbulento, (2) la tuberí aconcéntrica y (3) los fluidos de bajaviscosidad, especialmente las salmuerasclaras. Además, puede que la rotaciónno sea posible, como en la perforacióncon tuberí a flexible y en la perforacióndireccional por deslizamiento paraaumentar el ángulo.

Algunos consideran que el flujoturbulento es un requisito esencial paraobtener una buena limpieza del pozo enalgunas aplicaciones, tal como los pozosde diámetro reducido en formacionesmuy competentes. Las corrientesturbulentas y las altas velocidadescorresponden a una buena limpieza delpozo, excepto cuando se perforanformaciones muy erosionables.Cualesquier socavamientos creados porla turbulencia reducen la velocidadanular y degradan sistemáticamente elrendimiento. Desafortunadamente, laturbulencia es dif í cil de lograr ymantener en los pozos de gran diámetroy cuando se usan fluidos viscosificadosen situaciones donde se requiere lograr

la suspensión.Hay numerosas condiciones para las

cuales la turbulencia total en un espacioanular excéntrico es dif í cil de lograr. Laszonas abiertas encima de la tuberí aexcéntrica logran la turbulencia acaudales mucho más bajos que las zonasubicadas en el lado inferior quecontienen las camas de recortes.


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cedente era parámetro clave queafectaba la limpieza del pozo. Sinembargo, la evidencia más recientepermite concluir que los valores delviscosí metro Fann obtenidos a 6 y 3RPM constituyen mejores indicadores dela capacidad de transporte (incluso enlos pozos verticales). Estos valores sonmás representativos de la LSRV, la cualafecta la limpieza del pozo en lassituaciones marginales. Por casualidad,la mayorí a de los viscosificadores (porejemplo, las arcillas) agregadas paraaumentar el punto cedente tambiénaumentan los valores obtenidos a 6 y 3RPM. Una regla general consiste enmantener el valor a 3 RPM de maneraque sea mayor que el tamaño del pozo(expresado en pulgadas) en los pozos dealto ángulo.

El Punto Cedente a Baja Velocidad deCorte (LSYP), calculado a partir de losvalores obtenidos a 6 y 3 RPM, tambiénse acepta como parámetro paracuantificar la LSRV:

LSYP =(2 x U 3rpm) - U 6rpmEl LSYP puede desempeñar un papel

aún más importante en lo que se refierea la limpieza de los pozos direccionales,si es aplicado de acuerdo con lascondiciones especí ficas del pozo. Porejemplo, en el flujo laminar, se ha

establecido una clara correlación entre lamejora de la limpieza del pozo y altosvalores de LSYP, especialmente enconjunción con la rotación de la tuberí aexcéntrica. Por otra parte, se prefierenvalores bajos de LSYP para la limpiezadel pozo en un flujo turbulento, por sepuede lograr la turbulencia con caudalesmás bajos.

A pesar de las ventajas que el LSYPconlleva como indicador general de lalimpieza del pozo, no se recomienda

usar este parámetro para el sistema FLO-PRO y los otros sistemas de polí merosque tienen propiedades viscoelásticas. Laviscosidad de FLO-PRO a muy bajasvelocidades de corte puede serconsiderablemente más alta que laviscosidad de los fluidos que tienensimilares valores de viscosidad a 6 RPMy 3 RPM, y de LSYP. Estecomportamiento reológico exclusivo esla caracterí stica de los fluidos FLO-PRO yconstituye uno de los elementos clavespara su éxito como fluidos principalespara la perforación horizontal delyacimiento. Los altos valores de LSRVpermiten obtener una limpiezaexcepcional del pozo a caudales muchomás bajos que los sistemasconvencionales.

El LSYP es un valor extrapolado, de lamisma manera que el punto cedentecorrespondiente en el Modelo de FlujoPlástico de Bingham. Como tal, la LSRVpara los sistemas de Flo-Pro deberí a sermedida usando un viscosí metroBrookfield a una velocidad de 0,0636seg-1 (0,3 RPM con un cilindro nº 2).Aunque no constituya una medidadirecta de la viscoelasticidad, laviscosidad de Brookfield guarda buenacorrelación con la limpieza del pozo deFlo-Pro en el campo.Los esfu erzos de gel proporcionan la

suspensión bajo condiciones estáticas yde baja velocidad de corte. Aunque losesfuerzos de gel estén estrechamenterelacionados con la viscosidad, susefectos sobre la limpieza del pozo aveces no son considerados. Los geles dedesarrollo rápido que son f áciles deromper, como los sistemas FLO-PRO,pueden ser muy útiles. En cambio, losgeles demasiado altos y/o progresivosdeberí an evitarse porque pueden causaro intensificar numerosos problemas

graves de perforación.Con excepción de la ley de Stokes,

los mecanismos de sedimentación ylimpieza del pozo son bastantecomplejos y dif í ciles de modelar,incluso suponiendo o ignorandoalgunos de los parámetros claves. Dehecho, puede que no sea posiblelograr soluciones analí ticas para lasedimentación anular de Boycott

usando técnicas numéricasconvencionales. Por este motivo, losmodelos proporcionados en estasección enfocan los pozos verticales.

Existe un número de buenascorrelaciones para la velocidad decaí da. Los programas de computadorade M-I usan el método desarrolladopor Walker y Mayes. Las ecuacionesproporcionadas a continuación están

Mo delos Básicos

Los esfuerzos

de gel

proporcionan

la suspensi ón bajo

condiciones

est á t icas y de

baja velocidad de

corte.


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Lim pieza del Pozo


20B

basadas en sus obras. Estas ecuacionespueden ser aplicadas en las seccionesverticales, pero su aplicación estálimitada en los intervalos inclinados.Los recortes son considerados comodiscos que caen de lado a través dellodo. El esfuerzo de corte resistentesobre los recortes Fp depende delespesor de la partí cula y de ladiferencia de densidad entre losrecortes y el lodo:Fp (lb/100 pies2) =

7,4 x [hC x ((8,34 x Gp) – W)]0,5

Donde: hC = Espesor de la partí cula (pulg.)Gp = Gravedad especí fica de la

partí culaW = Peso de lodo (lb/gal)

Se eligen unidades para Fp quepermitan hacer una comparacióndirecta con el reograma de lodo trazadoa partir de los datos del viscosí metro. Sitoda la curva del reograma está encimade un esfuerzo de corte igual a Fp,entonces los recortes están totalmentesuspendidos y no se sedimentarán. Si Fpcruza la curva del reograma, el punto deintersección es la velocidad de corteequivalente de la partí cula Fp (RPM).Entonces, la velocidad de caí da depende

de que el flujo alrededor de la partí culasea laminar o turbulento. La velocidadde corte de transición Rc es:

109Rc (RPM) =

dc x W0.5

W here:

dc =diámetro del recorte (pulg.)

Entonces, la velocidad de caí da,VCAÍDA, se calcula de la siguientemanera:

dc x RpVCAÍDA =1,7 x Fp x

0.5

[W

0.5 ]para el flujo laminar (Rp Rc)

En un fluido que está circulando, ladiferencia entre la velocidad anular(VAN) y la velocidad de caí da se llamavelocidad de transporte o “ ascenso ” (VASCENSO):

VASCENSO =VAN – VCAÍDAEsta ecuación de VASCENSO sólo

aplica a los intervalos verticalesporque supone que VAN y VCAÍDAexisten a lo largo del mismo eje. Lalimpieza perfecta del pozo ocurrecuando VASCENSO se aproxima a VAN.La limpieza del pozo es insuficientepara bajos valores de VASCENSO, yclaramente deficiente para valoresnegativos (VCAÍDA >VAN).

La Razón de Transporte de Recortes(CTR) constituye un método útil paranormalizar la velocidad de ascenso.Esto permite realizar una comparacióndirecta de la limpieza del pozo endiferentes intervalos. Los valores deCTR (% en volumen) varí an de 0%

para la limpieza “muy mala” a 100%para la limpieza “perfecta”. Losresultados empí ricos han sugerido quelos valores de CTR mayores que 50%pueden ser adecuados para la mayorí ade los pozos. Esto corresponde a unavelocidad anular igual al doble de lavelocidad de caí da.

(VAN – VCAÍDA)CTR (%) =100 xVAN

La concentración de recortes(CCONC) puede constituir el mejor

indicador del transporte de recortes enlos intervalos verticales. La experienciaadquirida con los años demuestra quelos problemas de perforación seintensifican cuando la CCRIT excedeun valor umbral de(aproximadamente 5%). CCONC secalcula de la siguiente manera:Cconc (% volume) =

1,667 x ROP x Db2

(Dh2 – Dp

2) x (VAN – VCAÍDA)

y la velocidad anular crí tica (VANCRÍ T)para mantener una C

CONCespecí fica

está definida por:VANCRÍ T (pies/min)=

1,667 x ROP x Db2

+VCAÍDA(Dh2 – Dp

2) x Cconc

Donde: ROP = Velocidad de penetración

(pies/hora)Db = Diámetro de la barrena (pulg.)Dh = Diámetro del pozo/tuberí a de

revestimiento (pulg.)Dp = DE de la tuberí a (pulg.)

...la

diferencia

en t re la

velocidad

anu la r y la

velocid ad de

ca í da se l l ama

velocid ad de

tr an sport e o

“ ascenso ”

La Raz ón de Transporte

de Recor t es

(CTR)

const i tuye

un m é todo ú t i l para normal i zar

la velocid ad

de ascenso.


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Evid en t em en t e,

la s relacion es

in ferior es a 1,0

ind ican que

hay a lg ú n

problem a de

li m pieza del

pozo.

Hay diferentes opiniones sobre lo queconstituye una “buena” limpieza delpozo. Desde un punto de vistapráctico, la limpieza del pozo esadecuada si no se sufre ningúnproblema operacional. Esto significaque los requisitos de limpieza del pozovarí an entre los diferentes pozos eincluso entre diferentes intervalos delmismo pozo.

Naturalmente, cuando no se observaningún recorte en las zarandas, se

supone que la limpieza del pozo esinsuficiente. La perforación de lutitasreactivas usando un lodo base aguamuy dispersivo limitará la cantidad derecortes observada en la zaranda. Otrosindicadores f í sicos de la limpiezainsuficiente incluyen el relleno delpozo en los pozos verticales, las camasde recortes en los pozos horizontales,los anillos de lodo, los puentes y losempaquetamientos.Desafortunadamente, la observaciónde grandes volúmenes de recortes en

las zarandas no significaautomáticamente que el transporte delos recortes es excelente.

La comparación entre el volumen derecortes generados por la barrena y elvolumen de pozo perforado es una delas técnicas de campo disponibles paramedir la eficiencia de la limpieza delpozo. Las operaciones de “cerodescarga” y “sin descarga de recortes”son ejemplos en los cuales losvolúmenes de recortes son

monitoreados porque deben serenvasados y transportados para sueliminación. Tí picamente, la relacióndel volumen de recortes en lasuperficie al volumen de recortes en elfondo del pozo varí a desdeaproximadamente 1,5:2,2. pero estarelación sólo deberí a usarse comotendencia para destacar los problemaspotenciales. Evidentemente, lasrelaciones inferiores a 1,0 indican quehay algún problema de limpieza delpozo. Uno de los inconvenientes de

esta técnica es su incapacidad paraidentificar los grandes recortes quepermanecen en el fondo hasta quesean triturados para formar partí culasde tamaño suficientemente pequeñopara ser transportadas hasta lasuperficie.

Hay varias técnicas para predecir laeficiencia de la limpieza en el fondodel pozo cuando no es posible tomarmedidas directas. En las seccionesverticales, la velocidad anular mí nima,la velocidad de caí da, la velocidad de

ascenso, la razón de transporte derecortes y la concentración de recortesson las más comunes. En los pozosdireccionales, el espesor de la cama derecortes también constituye un buenindicador, aunque no sea definitivo. Adiferencia del relleno del pozo en lospozos verticales, el espesor de lascamas de recortes no puede sermedido.

Hubo un momento en que lavelocidad anular mí nima constituí a el

Criterios para la Limpieza del Pozo

VANN = Velocidad anular (pies/min)VSLIP = Velocidad de caí da (pies/min)OBSERVACI ÓN: La excentricidad y l a

rotaci ón de la tuber í a no t ienen casi ning ú n efecto en los intervalos vert icales y

no son consideradas.Las relaciones para los intervalos

direccionales no son directas. Algunosmodelos están disponibles, pero lamayorí a están sin terminar. El peligroes que la exclusión de factores como elesfuerzo de gel, la rotación y laexcentricidad de la tuberí a, laviscosidad a baja velocidad de corte, lainteracción entre diferentes intervalosy otros factores, podrí a conducir a

conclusiones erróneas.La tecnologí a de lógica

“aproximada” (la base para lainteligencia artificial) está surgiendocomo el mejor enfoque para evaluar la

eficiencia de la limpieza del pozo atodos los ángulos y constituye elmétodo preferido para los programasde M-I. La lógica “aproximada” eseficaz para los datos faltantes eincompletos, ambos de los cuales soncomunes al análisis de la limpieza delpozo. La eficiencia se describe usandopalabras (insuficiente, adecuada,buena y muy buena) en vez denúmeros.


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Lim pieza del Pozo


20B

criterio tradicional para determinar la“buena” limpieza del pozo. Lasvelocidades de 100 a 120 pies/horaeran consideradas adecuadas, aunqueéstas dependí an obviamente deltamaño del pozo. Para los pozos muygrandes (>17 1/2 pulg.), donde no sepodí a lograr una velocidad de 100pies/min, se aumentabaconsiderablemente el punto cedentedel lodo para lograr una limpiezaadecuada del pozo. Un fluido de gelfloculado es un sistema comúnmenteusado para este fin.

La Velocidad Mí nima de Transporte

(MTV) es una técnica reciente aplicablea los pozos direccionales. Esteconcepto supone que un intervalo delpozo puede ser limpiado eficazmente stodos los recortes están suspendidos enla corriente de flujo o en camas que semueven hacia arriba en la direccióndel flujo. La velocidad anular deberí aser igual o superior al valor de MTVcalculado para ambas condiciones.Parecerí a que los valores de MTV sonprudentes, pero el concepto ha sidoperfeccionado por los datos de campoy usado de manera exitosa.

Al establecer pautas para la limpieza delpozo, es importante revisar lasrelaciones entre los parámetrosindicados en la Tabla 1 y reconocer quealgunos de éstos pueden constituirvariables independientes ydependientes. Muchas veces, unparámetro determinado, como el tipode formación, determinará la manerade enfocar la limpieza del pozo. Porejemplo, un pozo horizontal tí pico,perforado a través de una formaciónmuy competente de Tiza de Austin,puede usar un fluido de perforación de

yacimiento a base de salmuera. Por lotanto, los siguientes parámetros serí anapropiados – flujo turbulento, altavelocidad anular, baja viscosidad y bajosesfuerzos de gel del fluido, con efectosmí nimos de la excentricidad y rotaciónde la tuberí a. En cambio, un intervalohorizontal de arenisca no consolidadaimpondrí a un control de filtraciónriguroso y un flujo laminar. Una altareologí a a baja velocidad de corte yesfuerzos de gel planos serí anadecuados, especialmente si se puede

hacer girar la tuberí a excéntrica.Las pautas prácticas de limpieza delpozo descritas a continuación estándestinadas a ser usadas en el campo.Están agrupadas de acuerdo con lossiguientes tipos de pozos: generales(todos los pozos), pozos verticales/casiverticales, y pozos direccionales(incluyendo los pozos horizontales).

POZOS GENERALES1. Usar la velocidad anular más alta

posible para mantener la buena

limpieza del pozo, cualquiera que seael régimen de flujo. La velocidadanular proporciona la fuerza deimpacto ascendente necesaria paraun buen transporte de los recortes,incluso en los pozos direccionales yhorizontales.

2. Usar la reologí a y los esfuerzos de geldel lodo para lograr las capacidadesde suspensión y transporte.

3. Controlar la perforación para tratarlas situaciones dif í ciles de limpiezadel pozo, pero solamente comoúltimo recurso. La velocidad de

penetración determina la cargaanular de recortes. Las consecuenciasnegativas de limitar la velocidad deperforación son obvias.

4. Aprovechar las rotarias viajeras, siestán disponibles en el equipo deperforación, para hacer girar ycircular (repasar saliendo) al salir delpozo.

5. Monitorear continuamente losparámetros que afectan la limpiezadel pozo, y tomar las medidascorrespondientes. Considerar siempre

las consecuencias de los cambiossobre las otras operaciones.6. Medir la reologí a del lodo bajo las

condiciones de fondo, especialmenteen las aplicaciones de aguasprofundas y de Alta Temperatura,Alta Presión (ATAP).

7. Para los pozos de aguas profundascon un riser de gran diámetro, añadiruna bomba al riser para aumentar lavelocidad anular del riser.

8. Evitar el uso de lodos muydispersivos que aunque puedan

Pautas para la Lim pieza del Pozo

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mejorar la limpieza del pozo, puedencrear un problema de sólidos en ellodo.

POZOS VERTICALES Y CASI VERTICALES1. Mantener la concentración de

recortes a menos de 5% (envolumen) para minimizar losproblemas de perforación.

2. Por razones de eficiencia y de costo,usar un lodo cuya viscosidad ha sidodeterminada en base al tamaño delpozo y a la velocidad de caí dacalculada. El punto cedente y el LSYPsólo deben ser aumentados cuandolos problemas de limpieza del pozoestán ocurriendo o a punto deocurrir.

3. Mantener el LSYP entre 0,4 y 0, 8veces el diámetro del pozo enpulgadas, a menos que lascondiciones del pozo exijan otrovalor. El punto cedente y el LSYPpara los lodos muy dispersos songeneralmente bajos, por lo tantovelocidades anulares más altaspueden ser necesarias.

4. Usar periódicamente pí ldoras debarrido de alta densidad/altaviscosidad para corregir losproblemas de limpieza. No realizarningún barrido a menos que lascondiciones del pozo lo exijan. Laspí ldoras de barrido deberí an ser >0,5lb/gal más pesadas que el lodo, y si esposible, deberí an ser combinadas conuna agitación enérgica del fluido ymecánica.

5. Monitorear el pozo para detectarcualquier sí ntoma de la acumulaciónde recortes, relleno y puentes.

6. No se debe contar con que larotación de la tuberí a mejore lalimpieza del pozo, especialmente enlos pozos de gran diámetro.

POZOS DIRECCIONALES1. Usar técnicas de limpieza del pozo

para minimizar la formación decamas de recortes y la caí dasubsiguiente que puede producirseen las secciones del pozo con unainclinación de 30 a 60º.

2. Usar fluidos de alta viscosidad desdeel principio, ya que las camas derecortes se sedimentan f ácilmentepero son dif í ciles de eliminar.

3. Mantener el LSYP entre 1,0 y 1,2veces el diámetro del pozo enpulgadas cuando hay un flujo

laminar.4. Tratar el lodo para obtener esfuerzos

de gel altos y planos durante losperiodos estáticos y de bajoscaudales.

5. Para optimizar la eficiencia de losfluidos Flo-Pro, mantener unaviscosidad Brookfield superior a40.000 cP.

6. Programar viajes del limpiador eintervalos periódicos de rotación dela tuberí a cuando se realizanmuchas operaciones dedeslizamiento y cuando se puedeesperar la formación de camas.

7. Cuando se usan los sistemas Flo-Propara la perforación con tuberí aflexible, realizar viajes periódicos dellimpiador para eliminar las camas

de recortes. Para los pozos dereentrada con tuberí as derevestimiento de gran tamaño,seleccionar la mejor solución decompromiso para limpiar losintervalos horizontales y losintervalos con tuberí a derevestimiento.

8. Hacer girar la tuberí a a velocidadesmayores que 50 RPM, si es posible,para impedir la formación de camasy ayudar a eliminar las camaspreexistentes. La tuberí acompletamente excéntrica unida a

valores apropiados de LSYP puedeproducir los mejores resultados.9. Aumentar el peso del lodo para

corregir los problemas causados porlos esfuerzos sobre el pozo quepasan por problemas de limpiezadel pozo.

10. Admitir que puede ser dif í cil lograry mantener un flujo turbulento através del espacio anular.

11. Considerar la perforación deintervalos horizontales competentesde diámetro más pequeño, usandoun flujo turbulento. Los fluidos de

baja viscosidad entran en un estadode turbulencia a caudales másbajos que los fluidos viscosos.Cualquier cama que puedaformarse puede ser erosionada porlos mayores caudales requeridospara obtener un flujo turbulento.

12. No se debe contar con que laspí ldoras de barrido viscosas seanmuy eficaces, a menos que vayanacompañadas de altos caudales yde la rotación y/o del movimientoalternativo de la tuberí a.


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Despla zam ien t os y Cem en t aci ón

Desplazamientos y Cementación 20C.1 N° de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión: 14-02-01

20C

Los desplazamientos de fluidosconstituyen un procedimiento que se

usa comúnmente en la perforación,completación y rehabilitación de lospozos. Un desplazamiento ocurrecuando un fluido reemplaza a otro enel pozo. Este capí tulo describirá doscategorí as diferentes dedesplazamiento. La primera cubre losdesplazamientos de fluidos estándar,incluyendo los lodos base agua, lodosbase aceite, lodos base sintético,fluidos de completación y fluidos derehabilitación. La segunda categorí acubre los desplazamientos decementación.

Diferentes procedimientos dedesplazamiento son usados en lasoperaciones del pozo. A continuaciónse describen algunos de losprocedimientos más comunes.• Procedim iento de desplazam iento

convencional o estándar. . Sebombea el fluido nuevo dentro de latuberí a de perforación o la tuberí a deproducción para desplazar el fluidoexistente hacia arriba y fuera delespacio anular. Este es el método

normal de circulación del pozo (verla Figura 1).

• Circulación inversa. T Se bombea elfluido nuevo hacia abajo en elespacio anular, desplazando el fluidoexistente hacia arriba y fuera de lacolumna de perforación o tuberí a deproducción. Este procedimiento sueleser aplicado cuando se usa un fluidomás ligero para desplazar a un fluidomás pesado (ver la Figura 2).

• Desplazam iento o inyección apresión. Se bombea el fluido nuevohacia abajo en el pozo, desplazando

el fluido existente dentro de laformación, sin retornos en lasuperficie. Este procedimiento puedeocurrir dentro de la tuberí a deproducción o entre las tuberí as derevestimiento (ver la Figura 3).

Introducción

Figura 1: Desplazamiento convencional.

Figura 2: Circulaci ó n inversa.

Un

desplazam ien to

ocur re cuando

un f lu ido

reem plaza a

otr o en el pozo

H a c i a a b a j o e n l a

t u b e r í a d e

p e r f o r a c i ó n

H a c i a a r r i b a e n e l

e s p a c i o a n u l a r

H a c i a a r r i b a e n l a t u b e r í a d e

p e r f o r a c i ó n

H a c i a a b a j o e n e l

e s p a c i o a n u l a r


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Despla zam ien t os y Cem en t aci ón20C

Desplazamientos y Cementación 20C.2 N° de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión: 14-02-01

• Desplazamiento en el espacioanular de la tubería derevestim iento. Se bombea el fluidonuevo hacia abajo en la tuberí a de

perforación o la tuberí a deproducción, y a través de un orificio

o collar en la

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