Cap 14 Perdida de circulación

Pérdida de Circulación

Pérdida de Circulación 14.1 N° de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión: 14-02-01

CAPÍTULO

14

La pérdida de lodo hacia las formacionesse llama pérdida de circulación opérdida de retornos. Desde el punto devista histórico, la pérdida de circulaciónha sido uno de los factores que máscontribuye a los altos costos del lodo.Otros problemas del pozo, como lainestabilidad del pozo, la tubería pegada,e incluso los reventones, sonconsecuencias de la pérdida decirculación. Además de las ventajasclaras que se obtienen al mantener lacirculación, la necesidad de impedir oremediar las pérdidas de lodo esimportante para otros objetivos de laperforación, como la obtención de unaevaluación de la formación de buenacalidad y el logro de una adherenciaeficaz del cemento primario sobre latubería de revestimiento.

La pérdida de circulación puedeproducirse de una de dos manerasbásicas:1. Invasión o pérdida de lodo hacia

las formaciones que son cavernosas,fisuradas, fracturadas o noconsolidadas.

2. Fracturación es decir la pérdida delodo causada por la fracturaciónhidráulica producida por presionesinducidas excesivas (Figura 1).

La pérdida delodo hacia lasformaciones sellama pérdidade circulación...

a

d

b

a

d

c

Figura 1: Secciones de pérdida de circulación:a: Arenas no consolidadas y grava de alta

permeabilidad.b: Zonas cavernosas o fisuradas en carbonatos (caliza o

dolomita).c: Fracturas naturales, fallas y zonas de transición en

carbonatos o lutitas duras.d: Fracturas inducidas por el exceso de presión.

Introducción

Pérdida de Circulación CAPÍTULO

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1. Invasión. En muchos casos, lapérdida de circulación no se puedeevitar en las formaciones que soncavernosas, fisuradas, fracturadas ono consolidadas. Las formacionesagotadas de baja presión(generalmente arenas) son similaresen lo que se refiere al potencial depérdida de circulación.a. Las formaciones de grano grueso

no consolidadas pueden tener unapermeabilidad suficientemente altapara que el lodo invada la matrizde la formación, resultando en lapérdida de circulación. Esta altapermeabilidad está frecuentementepresente en las arenas y los lechosde grava poco profundos. Lasformaciones que eran arrecifes ybancos de ostras también tienentendencias similares. También esimportante impedir la pérdida delodo en los intervalos pocoprofundos, ya que esto puedeproducir el socavamiento de estasformaciones no consolidadas,formando una gran cavidad menosestable que podría derrumbarsefácilmente bajo la acción de lasobrecarga y del peso del equipo deperforación.

b. Las formaciones agotadas(generalmente arenas) constituyenotra zona de pérdida potencial. Laproducción de formaciones queestán ubicadas en el mismocampo, o que están muy próximaslas unas de las otras, puede causaruna presión de la formación pordebajo de lo normal (agotada),debido a la extracción de losfluidos de la formación. En talcaso, los pesos de lodo requeridospara controlar las presiones de lasotras formaciones expuestaspueden ser demasiado altos para laformación agotada, forzando ellodo a invadir la formaciónagotada de baja presión (ver laFigura 2). Si se produjera estasituación, planes deberían serformulados para impedir lapérdida de circulación y evitar lapegadura de la tubería en laformación agotada. Agentespuenteantes y materiales derelleno especiales deberían serusados para formar un buen sello yun buen revoque en la zonaagotada.

c. Las zonas cavernosas o fisuradasestán generalmente relacionadas

Causas de la Pérdida de Circulación

Pozo productor

Lutita

Lutita

Caliza

Arenaagotada 10,5

lb/gal

10,5 lb/gal

Zona de pérdida potencial

Peso de lodo 12,5 lb/gal

Figura 2: Arena agotada.

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con las formaciones volcánicas ode carbonatos (caliza y dolomita)de baja presión. En la caliza, lasfisuras son creadas por el flujocontinuo anterior de agua quedisolvió parte de la matriz de laroca (lixiviación), creando unespacio vacío que suele llenarseulteriormente de aceite. Cuandoestas formaciones fisuradas sonperforadas, la columna deperforación puede caerlibremente a través de la zonavacía y se suele sufrir una pérdidarápida de lodo. El volumen y lapersistencia de este tipo depérdida depende del grado deinterconexión entre las fisuras.Fisuras y cavernas similarespueden aparecer durante elenfriamiento de la magma oceniza volcánica. Las formacionescavernosas y fisuradas sonfrecuentemente fáciles delocalizar a partir de los pozos dereferencia y predecir a partir delos registros de lodo y de lalitología.

d. La pérdida de lodo también puedeocurrir hacia las fisuras o fracturasde los pozos donde no hayninguna formación de granogrueso permeable o cavernosa.Estas fisuras o fracturas puedenocurrir naturalmente o sergeneradas o ampliadas porpresiones hidráulicas. En muchoscasos hay fracturas naturales quepueden ser impermeables bajo lascondiciones de presión balanceada.Las pérdidas también puedenproducirse en los límites nosellados de las fallas.

2. Fracturación. La fracturaciónhidráulica comienza y la pérdida decirculación ocurre cuando sealcanza o se excede unadeterminada presión crítica defractura. Una vez que una fracturaha sido creada o abierta por unapresión, puede que sea difícilrepararla (“cerrarla”) y es posibleque no se pueda restablecer laintegridad original de la formación,como se demostrará a continuaciónen la Figura 5. La pérdida decirculación puede persistir, aunquela presión sea reducida más tarde.Ésta es una de las razones por las

cuales es mejor pretratar e impedirla pérdida de circulación quepermitir que ocurra. La pérdida decirculación que resulta de la presióninducida suele ser causada por unade dos situaciones:a. Colocación incorrecta de la tubería

de revestimiento intermedia. Si secoloca la tubería de revestimientoencima de la zona de transición,pasando de presiones normales apresiones anormales, las presionesejercidas por el lodo más pesado(requerido para balancear laspresiones crecientes) induciráfrecuentemente la fracturación enel asiento débil de la zapata. Laspérdidas causadas por lafracturación ocurren generalmentecerca del asiento de la zapataanterior, y no a la profundidad dela barrena, aunque la tubería derevestimiento haya sido colocadacorrectamente.

b. Las presiones de fondo excesivasresultan de muchas condiciones,incluyendo:i. Fuerzas mecánicas.

a) Hidráulica inapropiada.Caudales y velocidades debombeo excesivos, causandoaltas presiones de DensidadEquivalente de Circulación(ECD).

b) Prácticas de perforación.1) Aumento demasiado rápido

de las velocidades debombeo después de realizarlas conexiones y los viajes.Esto puede serextremadamenteimportante para tratar losfluidos base aceite. Si no seaumenta lentamente lavelocidad de las bombas, laspresiones de circulaciónimpuestas sobre laformación pueden sermucho más altas, ya que loslodos base aceite tienentendencia a diluirse a lastemperaturas más altasgeneradas durante lacirculación, y a espesarse alas temperaturas más bajasproducidas durante losviajes. No es raro que laspresiones de circulacióndisminuyan en más de 100

Las zonascavernosas ofisuradasestángeneralmenterelacionadascon lasformacionesdecarbonatosde bajapresión.

Lasformacionescavernosas yfisuradas sonfrecuentementefáciles delocalizar...ypredecir...


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psi mientras que el lodo secalienta hasta lograr latemperatura de circulación.

2) Subir o bajar la tuberíademasiado rápido(suabeo/pistoneo).

c) Atravezar sin perforarpuentes.

d) La Velocidad de Penetración(ROP) excesiva para uncaudal determinado resultaráen una alta concentración derecortes en el fluido anular,causando una alta ECD.

e) Golpeteo de la tubería.ii. Condiciones del pozo.

a) Desprendimiento de la lutitao aumento de la carga desólidos en el espacio anulary alta densidad equivalentede circulación.

b) Acumulación de recortes enuna porción derrumbada delpozo o en el lodo.

c) Camas de recortes oasentamiento de barita en laparte inferior de un pozodireccional, o posible caída.

d) Puentes.e) Amagos (surgencias

imprevistas de presión) yprocedimientos de controlde pozo.

iii. Propiedades del lodo.a) Viscosidades y esfuerzos de

gel excesivos.b) Acumulación de sólidos

perforadosc) Revoques gruesos que

reducen el diámetrohidráulico del pozo.

d) Densidad excesiva del lodoo aumento demasiado rápidode la densidad del lodo.e) Columnas de lodo

desbalanceadas.f) Asentamiento de barita.

Medidas Preventivas

Figura 3: Presión de fondo para el ciclo normal de perforación (según Clark).

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10

Peso

de

lodo

eq

uiv

alen

te (

lb/g

al) Presión de fractura

Perforando POOH(saliendodel pozo)

RIH(metiendo

en elpozo)

Circulando

Interrumpiendola circulación

Ensanchando Circulandopara limpiarel pozo

Aumento de ECDdebido a los recortes

Presión poral

Tiempo

Una buenaplanificacióny prácticasdeperforaciónapropiadasson losfactoresclaves paraimpedir lapérdida decirculación...

Una buena planificación y prácticas deperforación apropiadas son los factoresclaves para impedir la pérdida decirculación, minimizando las presionesexcesivas sobre la formación.Varias medidas pueden ser tomadas paraimpedir o minimizar la pérdida decirculación: 1. Colocar la tubería de revestimiento en

la zona apropiada, de manera que elgradiente de fractura de la formación en

la zapata de cementación de la tuberíade revestimiento sea suficiente parasoportar el cabezal hidrostático de loslodos más pesados que son requeridospara balancear las presiones en lasformaciones subyacentes.

2. Minimizar las presiones de fondo. a. El movimiento de la tubería no

debería exceder las velocidadescríticas durante los viajes. Cuando semete la columna de perforación



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dentro del pozo, la presión aumentabruscamente debido al efecto depistoneo de la barrena y de losportamechas, lo cual aumenta lapresión ejercida sobre el fondo delpozo. Las buenas prácticas deperforación mantendrán estosaumentos bruscos de la presión alnivel de las presiones de fractura y deformación, de la manera ilustrada enla Figura 3. Muchos pozos sufren la pérdida decirculación mientras se mete latubería de perforación o la tubería derevestimiento en el pozo. La longitudde la tubería en el pozo afecta lamagnitud del aumento brusco depresión. Las pruebas indican que elflujo de lodo a lo largo de la tuberíacrea la mayor parte del aumentobrusco de presión. Cuanto más largasea la tubería, más grande será elaumento brusco de presión. Por lotanto, cuanto más profundo sea elpozo, más lenta debe ser la velocidadde introducción de la tubería en elpozo, a medida que la profundidadde la barrena aumenta. Los espacioslibres anulares más pequeñostambién aumentan las presiones desurgencia, más o menos de la mismamanera que las pérdidas de presiónanular aumentan cuando se reducenlos espacios libres anulares (ver laFigura 4).

b. El movimiento rápido de la tuberíadurante la circulación también causa

aumentos bruscos de presión aúnmás grandes. La introducción rápidade la tubería o el ensanchamientorápido durante la circulación puedecrear grandes presiones de surgencia.

c. Una ROP muy alta aumenta la cargade recortes en el espacio anular,produciendo un aumento de la ECD;por lo tanto, será más probable quecualquier otro aumento brusco de lapresión en las conexiones cause lafracturación, de la manera indicadaen la Figura 5. Es importantecontrolar la ROP y circular antes derealizar las conexiones, cuando laECD se aproxima a la presión defractura. Mantener la concentraciónde recortes en el espacio anular pordebajo de 4% para minimizar elefecto de los recortes sobre la ECD.

d. El arranque o la parada rápida de lasbombas de lodo puede causaraumentos bruscos de la presión. Al

Figura 4: Efecto de la velocidad de descenso de la tubería y de laluz del espacio libre anular sobre los aumentos bruscos de

presión.

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0 10 20 30 40Velocidad de descenso de la tubería(segundos por haz de tubería en pie)

Pozo de 15.000 piesPozo de 8 pulg. 31⁄2 pulg.

41⁄2 pulg.

Au

men

to b

rusc

o d

e la

pre

sión

(psi

x 1

.000

)

Figura 5: Ciclo de perforación causando la fracturación y el restablecimiento subsiguiente de parte de laintegridad de la formación (según Clark).

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13

12

11

10

Peso

de

lodo

eq

uiv

alen

te (

lb/g

al) Presión de fractura inicial

Aumento de ECDdebido a los recortes

Colocación de LCM EsperarCirculaciónrestablecida

Restablecimiento de laintegridad de la formación

Interrumpiendola circulación

Pérdida de circulaciónFracturación

Ensanchando

Presión poral

Tiempo

Perforando

Circulando paralimpiar el pozo

Saliendodel pozo

Llenandoel pozo

RIH

(metiendo en el pozo)

Cuanto máslarga sea latubería, másgrande seráel aumentode presión.

Al arrancarlas bombasdemasiadorápido, secrea unapresión quepuede causarla pérdida decirculación...


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arrancar las bombas demasiadorápido, se crea una presión quepuede causar la pérdida decirculación, especialmente cuando seinterrumpe la circulación en el fondodespués de realizar un viaje. Parte delaumento brusco del presión serácreado por la presión requerida pararomper la estructura de gel del lodo.La rotación de la tubería al iniciar lacirculación ayudará a romper losesfuerzos de gel y reduciráconsiderablemente la presión desurgencia. El resto del aumentobrusco de presión es causado por lapresión requerida para acelerar lacolumna de lodo para alcanzar lavelocidad normal de circulación.Manteniendo una baja estructura degel y aumentando gradualmente lavelocidad de bombeo, será posiblereducir este tipo de presión desurgencia. Estas presiones tambiénpueden ser minimizadas mediante lainterrupción de la circulación envarios intervalos durante los viajesdentro del pozo.

e. Usar suficientes portamechas paramantener el punto neutro en elConjunto de Fondo (BHA) paraminimizar el golpeteo de la columnade perforación.

f. Durante la fase de planificación delpozo, sería necesario diseñar lastuberías de revestimiento y lacolumna de perforación de maneraque permitan una operaciónapropiada y segura, y también paraoptimizar la hidráulica de maneraque se obtenga una buena limpiezadel pozo y una ECD mínima,especialmente en las áreas sensibles.

g. Lavar y ensanchar con cuidado através de los puentes

h. Evitar los amagos, si es posible. Lapresión estática del pozo cerrado enla superficie es transmitida dentro delpozo, muchas veces fracturando laformación en su punto más débil.Esto resulta no solamente en lapérdida de circulación, sino tambiénen la pérdida de control del pozo. Laposibilidad y severidad de un amagopuede ser minimizada mediante lainvestigación, la planificación delpozo y la ejecución apropiada de lasoperaciones. Las personasresponsables de la operación en elpozo siempre deben estar conscientes

de la presión y del volumenmáximos de cierre de la tubería derevestimiento. El volumen del fluidointrusivo está relacionadodirectamente con las presionesestáticas del pozo cerrado y deberíaser minimizado. Si se debe cerrar unpozo, será necesario usar losprocedimientos apropiados paramatar el pozo, de manera que sepueda mantener la presión de fondoconstante correcta, requerida paramatar el pozo.

i. Controlar las propiedades del lododentro de los rangos apropiados. i. La viscosidad alta y los esfuerzos de

gel altos aumentan las presiones desurgencia cada vez que seinterrumpe y se restablece lacirculación (ver la Figura 6).También aumentan la ECDdurante la perforación. Estosvalores deberían ser optimizadospara asegurar una buena limpiezadel pozo y una buena suspensiónde los sólidos, y para minimizar laECD y las presiones de surgencia ypistoneo.

Muchas veces, las propiedadesdel lodo no se pueden mantener aun nivel que permita obtener unalimpieza adecuada del pozo,debido a otras consideraciones deoperación. La mejor manera demejorar la limpieza del pozo esaumentando los caudales yejecutando una rotación agresivade la tubería de perforación. Se

Figura 6: Efecto del esfuerzo de gel sobre el aumentobrusco de la presión.

300

250

200

150

100

50

00 6 12 24 36

Esfuerzo de gel (lb/100 ft2)

Profundidad: 7.000 piesTubería de revestimiento de 10 3/4 pulg.Tubería de perforación de 4 1/2 pulg.

Au

men

to b

rusc

o de

pre

sión

(ps

i)

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recomienda realizar barridos de altaviscosidad cuando la buenalimpieza del pozo está en duda.Estos barridos son generalmenterealizados con el lodo del sistemaactivo que ha sido viscosificadomediante adiciones de bentonita,polímeros o Material de Pérdida deCirculación (LCM). En muchoscasos se prefiere usar LCM en estosbarridos, ya que este material esfiltrado en la superficie y no tieneningún efecto permanente sobre laviscosidad del lodo. Puede que seanecesario controlar la ROP si no sepuede lograr una limpieza eficazdel pozo. Aunque esto puedaprolongar el tiempo de rotación,en general su costo será inferior alcosto generado por la pérdida deretornos.

ii. Controlar los sólidos perforados alnivel más bajo posible y añadir eltratamiento apropiado paraminimizar la acumulación delrevoque. Todo lo que puedereducir la luz del espacio libreanular causa un aumento de lapresión. El embolamiento de labarrena, los portamechas, losestabilizadores o las juntas detubería de perforación reduce laluz del espacio libre anular. Encaso de embolamiento extremo dela barrena y/o estabilizador, laformación será sometida a unapresión considerable. El aumentodel arrastre o pistoneo en lasconexiones puede indicar elembolamiento. A veces la bolapuede ser bombeada a través de

una barrena, pero si esto no daresultados, será necesario evitar lapráctica normal de iniciar laperforación con la barrena. Lacombinación de la luz del espaciolibre anular reducida y del suabeode la tubería puede causar unapresión que excede la presión defractura.

iii. Los lodos de alto filtradodepositan un revoque grueso quepuede reducir la luz del espaciolibre anular. La luz del espaciolibre anular reducida aumenta laECD. Por lo tanto, el filtrado y elespesor del revoque siempredeben ser controlados dentro delrango apropiado. El lodo quedesarrolla un revoque delgado yresistente es más eficaz paraimpedir la pérdida de circulaciónhacia pequeñas fracturas o poros.

iv. Perforar con una densidad delodo mínima. Esto no sólo mejorala ROP, pero también reduce otrosefectos relacionados con el lodo.

v. La selección correcta del tamañode los materiales puenteantesayuda a reducir y eliminar laspérdidas de lodo hacia lasformaciones porosas. La selecciónde estos agentes puenteantesdepende de las características de laformación. En general, laspartículas cuyo tamaño estácomprendido entre un tercio y lamitad de la raíz cuadrada de lapermeabilidad en milidarcys (md)deberían ser capaces de obturarestas formaciones.

ANÁLISIS DEL PROBLEMACuando se observa inicialmente lapérdida de circulación, las condicionesque existían en el momento en que lapérdida ocurrió deben ser registradascon precisión y estudiadas. Se deberíatomar en cuenta el momento delincidente (durante la perforación,circulación o los viajes), el tipo depérdida (infiltración, parcial o completa)y la severidad de la pérdida respecto alas formaciones expuestas. Estainformación ayudará a determinar lacausa de la pérdida, la posición en elpozo donde ocurrió la pérdida y el

mejor remedio para la situación. Laposición probable de la zona de pérdidapuede ser determinada a partir de lainformación disponible en el equipo deperforación. Por ejemplo: 1. Información sobre la formación.

a. Las formaciones de carbonatocontienen zonas cavernosas yfisuradas. Este tipo de pérdidasería indicado por una pérdidarápida, grande y acompañada poruna caída de la columna deperforación.

b. Las formaciones de lutita tienden afracturarse de una manera que

Cuando la Pérdida de Circulación Ocurre

La ubicaciónprobable dela zona depérdidapuede serdeterminadaa partir de lainformacióndisponible enel equipo deperforación.

puede constituir un tipo depérdida más lenta. Esta pérdidadebe ser controlada rápidamente,ya que si no lo es, causará laampliación de la fractura yperjudicará la integridad de laformación.

c. Un cambio de la velocidad deperforación puede indicar uncambio de formación,posiblemente acompañado de uncambio de la integridad de laformación.

2. Información sobre las operaciones.a. Algún tipo de pérdida de

circulación inducida por la presiónhidráulica sería indicado por elaumento del peso del lodo en elmomento de la pérdida. Este tipode pérdida puede sellarse por símisma (infiltración) o requerir untratamiento (fractura inducida),según la severidad de la pérdida.

b. El movimiento rápido de lacolumna de perforación causaráaumentos bruscos de la presiónque pueden causar fracturas o abrirde nuevo las zonas de pérdidaspreviamente selladas. A menos queuna zona de pérdida previamentesellada haya sido sometida a unaprueba de presión, siempre se debesuponer que esta área sigue siendouna fuente potencial de pérdida.La velocidad a la cual la tubería semueve durante los viajes y duranteel ensanchamiento debería serajustada para compensar estadebilidad.

Al contar con la informacióndescrita anteriormente, se puedetomar una decisión mejor fundada,en lo que se refiere a las medidasapropiadas para eliminar las pérdidas.

LOCALIZACIÓN DE LA ZONAEs muy importante restablecer lacirculación lo antes posible, ya que lapérdida de circulación aumenta el costodel lodo y puede causar otros problemasdel pozo que resultan en costosadicionales de operación.1. Localizar el punto exacto de la

pérdida de circulación.Contrariamente a la opinión común,la mayoría de las pérdidas no ocurrenen el fondo del pozo. Se hadeterminado que más de la mitad delas pérdidas ocurren justo debajo de

la zapata de la última tubería derevestimiento. Varios métodos estándisponibles para localizar el punto dela pérdida de circulación. Éstosincluyen:a. Estudio de la ubicación de la

zona de pérdida.El estudio de la ubicación de la

zona de pérdida se lleva a cabointroduciendo un pequeñogirador en el pozo con un cablemonofilar, de tal manera que elrotor de aletas girará o rodará sihay algún movimientohorizontal del lodo. La velocidad(RPM) del rotor se registra en unapelícula mediante una serie derayas o espacios. La velocidadserá muy lenta hasta que sealcance el punto de pérdida. Lavelocidad del rotor aumentaráclaramente al punto de pérdida.

Este método tiene dosinconvenientes:ii. Requiere la pérdida deliberada

de grandes volúmenes de lodo.ii. No es eficaz cuando el lodo ya

contiene material puenteante.b. Estudio de temperaturas.

El estudio de temperaturasdepende de un termómetrosubsuperficial para medir ladiferencia entre la temperatura dellodo y la temperatura de laformación. Este estudio se lleva acabo introduciendo en el pozo unelemento sensible que cambia suresistencia a medida que latemperatura cambia. Se realizandos estudios. El primero tiene porobjeto establecer el gradiente detemperatura del pozo una vez queel lodo está en equilibrio con laformación. El segundo estudio serealiza inmediatamente después deañadir nuevo lodo frío al pozo.Esto producirá una marcadadiscrepancia entre las temperaturasal punto de pérdida.

c. Estudio con trazador radioactivo.Los estudios radiactivos para

localizar el punto de pérdidaconsisten en realizar dos estudiosde rayos gamma. Se efectúa unregistro de base antes de introducirel material radioactivo. Luego sebombea una píldora de lodo quecontiene material radioactivodentro del pozo y se realiza otro


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Es muyimportanterestablecer lacirculación loantesposible...

registro. Las altas concentracionesde material radioactivo estaránubicadas en el punto de pérdida.Este método proporcionainformación precisa para localizarel punto de pérdida, pero requiereequipos costosos y la pérdidadeliberada de lodo para obtener lainformación deseada.

d. Estudio de temperatura concable.

La herramienta estudio detemperatura con cable se componeesencialmente de una resistencia dealambre calibrada que es sensible alos cambios de temperatura. Seintroduce la herramienta hasta elpunto deseado en el pozo y seregistra la resistencia. Luego sebombea lodo dentro del pozo. Si laherramienta está ubicada encimadel punto de pérdida, el lodocirculará a través de ésta,produciendo un cambio de laresistencia. Si la resistencia nocambia, la herramienta estáubicada debajo del punto depérdida. La herramienta puede serusada en cualquier tipo de lodo,pero se requiere una gran cantidadde lodo para realizar este estudio.

e. Estudio con transductor paramedir presiones.

Este tipo de estudio incluye eluso de un cilindro corto, abiertoen su parte superior y condiámetro reducido en su parteinferior para restringir el flujo delodo a través del tubo. Se instalauna ventana provista de undiafragma de neopreno en unlado del tubo. Un electrodorealiza un movimiento de vaivénentre los dos electrodos fijos en eldiafragma. La diferencia depresiones a través del diafragmaproduce una variación delpotencial (voltaje) en el circuitoeléctrico, indicando la velocidadde flujo del lodo y el punto enque el lodo se vuelve estático.

Este método parece ofrecerciertas ventajas: • Se trata de un método de

construcción y operaciónsimples.

• No queda fácilmente obturadopor material de pérdida decirculación

• Puede ser usado en prácticamentecualquier tipo de lodo.

• Puede ser usado para localizarun agujero dentro de la tuberíade revestimiento.Dos de los inconvenientes

aparentes son:• Se requiere un flujo de lodo

importante.• Puede que no sea fácil conseguir

el equipo necesario.

Aunque sea generalmente aconsejablelocalizar la zona de escape, variosfactores hacen que los estudios no seanrealizados con más frecuencia:iii. Se pierde mucho tiempo para hacer

llegar los equipos necesarios alequipo de perforación, y estosestudios requieren una pérdidadeliberada de lodo.

iii. A veces los resultados de estosestudios son difíciles de interpretar.

iii. Las condiciones no son siemprepropicias para la introducción delas herramientas, debido apresiones subsuperficialesanormales.

2. Determinar la severidad de lapérdida. Los mejores indicadores dela severidad de la pérdida son lacantidad de pérdida y la altura de lacolumna de lodo estático. Si laaltura de la columna de lodoestática no es visible, puede serdeterminada mediante laintroducción de un pedazo demadera (4 pulg. x 4 pulg. x 4 pies)con un cable de alambre. Otraopción consiste en usar undispositivo de medición por ecosónico.a. Las zonas de pérdida pueden ser

clasificadas como:i. Zonas de pérdida por

infiltración (1 a 10 bbl/hora).ii. Zonas de pérdida parcial (10 a

500 bbl/hora).iii. Zonas de pérdida total (pozo

lleno hasta el nivel de lodo de200 a 500 pies).

iv. Zonas de pérdida parcial ototal hacia fracturas inducidasprofundas.

v. Zonas de pérdida total grave(pozo lleno hasta el nivel delodo de 500 a 1.000+ pies).

3. Determinar el tipo de pérdida. Ésteserá determinado mejor por la



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litología. La pérdida de circulación,en lo que se refiere a la litología, sedescribió anteriormente en lasección sobre “Causas de la Pérdidade Circulación”. Estas clasificacionespueden ser relacionadas con loscuatro tipos de formación donde seproducen las pérdidas de lodo (ver laFigura 1).a. Formaciones poco profundas no

consolidadas donde lapermeabilidad de la roca puedeexceder 14 darcys (ver “a” en laFigura 1).Características de identificación.i. Registros de pozos vecinos

que identifican la zona y suscaracterísticas.

iii. Reducción gradual del niveldel lodo en los tanques.

iii. La pérdida puede ser total si sesigue perforando.

b. Formaciones que tienen fracturasnaturales como la caliza yalgunas formaciones de lutitadura (ver “c” en la Figura 1).Características de identificación.i. Registros de pozos vecinos e

indicadores geológicos.ii.Pueden ocurrir en cualquier

tipo de roca dura, quebradiza.iii. Pérdida marcada por la

disminución gradual del nivelde lodo en los tanques.

iv. La pérdida puede ser total si sesigue perforando y se exponenotras fracturas.

c. Fracturas inducidas a través de losesfuerzos mecánicos o hidráulicosejercidos sobre la formación (ver“d” en la Figura 1).Características de identificación.i. Registros de pozos vecinos que

incluyen una hidráulica anularexcesiva.

ii. Podrían ocurrir en cualquiertipo de roca, pero seríananticipadas en las formacionesque tienen planos típicamentedébiles, como las lutitasblandas.

iii. La pérdida suele ser repentinay total.

iv. La pérdida puede seguircualquier aumento del pesodel lodo o aumento brusco dela presión.

v. Pueden ocurrir en formacionescompetentes o incompetentes.

d. Zonas cavernosas normalmentelimitadas a caliza (ver “b” en laFigura 1).Características de identificación.i. Normalmente limitadas a

caliza y dolomita.ii. La pérdida de retornos suele

ser repentina y total.iii. La barrena puede caer de unas

cuantas pulgadas a unoscuantos pies justo antes de lapérdida.

iv. Se puede sufrir un torqueexcesivo antes de la pérdida.

4. Clasificación de la pérdida mediantela determinación de la presióndentro de la zona.a. Colocar la parte inferior de la

tubería de perforación en la partesuperior de la zona de pérdidaanticipada.

b. Atar un pedazo de madera delongitud apropiada deaproximadamente 4 pies al cablede registro del equipo deperforación e introducirlo a travésde la tubería de perforación hastaque se encuentre el nivel de fluidoestático. También se puede usarun dispositivo de medición poreco sónico para localizar el nivelde fluido.

c. Luego se calcula la presión dentrode la zona de pérdida de lasiguiente maneraPz = (Dz - Df)(MWp)(0,052)

Donde:Pz = Presión de la zona de

pérdida (psi)Dz = Profundidad Vertical

Verdadera (TVD) de lazona de pérdida (pies)

Df = Descenso del nivel defluido dentro de latubería de perforación(pies)

MWp = Densidad del fluidodentro de la tubería deperforación (lb/gal)

d. La densidad de lodo estático quela zona puede soportar se calculade la siguiente manera:MWz = Pz

(0,052 x Dz)

Donde:MWz = Peso de lodo que la zona

puede soportar (lb/gal)


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CAPÍTULO

14

CORRELACIÓN ENTRE TÉCNICA YSEVERIDADLa mejor manera de enfocar el controlde pérdida de circulación es evaluandola severidad de una zona de pérdida yestableciendo una correlación entreésta y la técnica y el material deremediación, en lo que se refiere altamaño del material y a su función. 1. Las pérdidas por infiltración pueden

producirse en cualquier tipo deformación cuando los agentespuenteantes no son losuficientemente grandes paraformar un sello (ver la Figura 8a), ocuando no hay partículas finas paracompletar el sello.a. La técnica de sacar la tubería y

esperar debería ser la primeratécnica usada para tratar derestablecer retornos completos(ver la técnica de sacar la tuberíay esperar).

b. Si el pozo no permanece llenodurante el tiempo de espera, sedebería considerar la técnica demezclar una lechada de LCM quecontiene agentes puenteantesfinos a medianos o el uso de unainyección de presión de lechadade alta pérdida de filtrado.

c. Reducir el peso del lodo, si esposible.

2. Pérdidas parciales ocurren en grava,pequeñas fracturas naturales yfracturas inducidas apenas abiertas(ver la Figura 1). Las mismastécnicas usadas en las pérdidas porinfiltración deberían ser usadas enlas pérdidas parciales.a. La técnica de sacar la tubería y


b. Si el pozo no permanece llenodurante el tiempo de espera, sedebería considerar la técnica demezclar una lechada de LCM quecontiene una mezcla de agentespuenteantes medianos a grandeso el uso de una inyección depresión de lechada de altapérdida de filtrado.


3. Las pérdidas totales ocurren ensecciones de grava largas y abiertas,intervalos largos de pequeñasfracturas naturales, grandesfracturas naturales o fracturasinducidas abiertas (ver la Figura 1).a. La técnica de sacar la tubería y


b. Usar la técnica de inyección depresión de lechada de altapérdida de filtrado (ver la técnicade inyección de presión de altapérdida de filtrado).

c. Si esta técnica no restablece losretornos, se recomienda usar untapón duro como un tapón decemento, cemento-bentonita,cemento-gilsonita o aceite diesel-bentonita-cemento (ver lastécnicas para lechadas decemento).

d. Reducir el peso del lodo, si esposible.

4. Pérdida parcial o total a fracturasinducidas profundasa. La técnica de sacar la tubería y

esperar (4 a 8 horas) debería ser laprimera técnica usada para tratarde restablecer retornos completos(ver la técnica de sacar la tuberíay esperar).

b. Aplicar una inyección de presiónde tapón blando (ver las técnicassobre los tapones blandos).

c. Si el pozo no permanece llenodurante el tiempo de espera, sedebería considerar la técnica demezclar una lechada de LCM quecontiene una mezcla de agentespuenteantes grandes o el uso deuna inyección de presión delechada de alta pérdida defiltrado.

d. Reducir el peso del lodo, si esposible.

5. Las pérdidas totales graves ocurrenen grandes fracturas naturalesabiertas, cavernas y fracturasinducidas abiertas.a. Inyectar una lechada de alta

pérdida de filtrado o grandescantidades de lechadas de aceitediesel-bentonita-cemento (ver las

Medidas Correctivas

...evaluandola severidadde una zonade pérdida yestableciendounacorrelaciónentre ésta yla técnica yel materialderemediación,en lo que serefiere...


14


técnicas para cada tipo deinyección de presión).

b. Si las pérdidas totales gravessiguen ocurriendo al penetrar enotras cavernas o fracturasnaturales abiertas, la técnica deperforación ciega o con lodoaireado y colocación de la tuberíade revestimiento debería serconsiderada.


CAUSAS QUE IMPIDEN ELRESTABLECIMIENTO DE LA CIRCULACIÓNAlgunas de las causas más comunesque impiden, directa oindirectamente, el control de lapérdida de circulación son:1. Muchas veces la ubicación de la

zona de pérdida no ha sidodeterminada; como resultado, losmateriales son colocados en laposición incorrecta. En general, laszonas de pérdida no están en elfondo, sino cerca del último asientode la zapata o punto de pérdida decirculación.

2. Los materiales de pérdida decirculación no se ajustansistemáticamente al tipo y a laseveridad de la zona de pérdida.Debe haber una mezcla de tamañosde partículas para iniciar y propagarun sello eficaz.

3. A veces hay cierta renuencia a usarla técnica requerida para tratar laseveridad de la zona de pérdida (i.e.perforación ciega y colocación de latubería).

4. No se mantienen registros precisosque describan las pérdidas, así comolos materiales y las técnicas usadoscontra éstas. Los registros precisosde las experiencias adquiridas en unárea determinada son valiosos.

5. Durante la cementación, lascolumnas no están balanceadas y ellodo de perforación pasa a travésdel tapón antes de que éste sefragüe. Además, cuando se retira latubería del pozo después de colocarla lechada, el nivel de lodo en elespacio anular desciende y el lodode la formación puede pasar a travésde la lechada recién colocada. Lastécnicas de columnas balanceadas yde bajar tapón deberían ser usadas.

6. La integridad de la formación es

demasiado débil para soportar lapresión hidrostática de la columnade fluido necesaria para controlar lapresión en otras zonas expuestas.

Para ser eficaces, las técnicas y losmateriales de pérdida de circulacióndeben estar relacionadosfuncionalmente con las pérdidas quedeben remediar. Por ejemplo, cuandouna cantidad razonable (15 a 20lb/bbl) de LCM no ha producidoresultados en una lechada de altapérdida de filtrado, será generalmenteinútil usar concentraciones más altasde los mismos materiales o demateriales similares. El siguiente pasodebería ser aumentar el tamaño de losmateriales puenteantes.

OBSERVACIÓN: No se puede ponerdemasiado énfasis en la necesidad deadaptar la técnica de pérdida decirculación a la severidad de la zona depérdida.

TÉCNICA DE SACAR LA TUBERÍA YESPERAREsta técnica debería ser usada contralas pérdidas por infiltración y laspérdidas parciales, así como laspérdidas a fracturas inducidas.

Excepto en el caso de pérdidastotales y repentinas en las formacionesde caliza que contienen grandesfracturas, fisuras o cavernas, laperforación y la circulación deberíanser interrumpidas en cuanto seobserve la primera indicación depérdida de circulación.

La barrena debería ser retirada hastaun punto seguro y el pozo deberíapermanecer estático durante unperiodo de 4 a 8 horas. Monitorearcuidadosamente el pozo para detectarcualquier señal de intrusión de fluidosy cualquier riesgo de amago. Despuésdel periodo de espera, buenas técnicasde perforación deben ser aplicadaspara regresar al fondo del pozominimizando las presiones ejercidassobre las formaciones.

Cuando se supone que los retornosno serán obtenidos esperando, sepuede mezclar una lechada de 100 bblde LCM o un volumen similar delechada de alta pérdida de filtradodurante el periodo de espera. Si seanticipa que la píldora de LCMpermanecerá almacenada por muchotiempo, se debería añadir un biocida

...las técnicas ylos materialesde pérdida decirculacióndeben estarrelacionadosfuncionalmentecon las pérdidasque debenremediar.

Las lutitasfracturadasexpuestas a loslodos baseagua seregenerarángeneralmentey lacirculaciónserárestablecida...



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para impedir la degradación poractividad bacteriana de loscomponentes orgánicos.

La mitad de las pérdidas en la regiónde la Costa del Golfo fueron corregidasmediante el uso de esta técnica. Laslutitas fracturadas expuestas a loslodos base agua se regenerarángeneralmente y la circulación serárestablecida, especialmente si laspresiones pueden ser reducidasmejorando la hidráulica y las prácticasde perforación. Los fluidos base aceiteno demuestran el mismo nivel deautoregeneración.

Esta técnica aplica especialmente alas fracturas inducidas profundas.

OBSERVACIÓN: Las otras técnicasrequieren el uso de materiales de pérdidade circulación.

MATERIALES DE PÉRDIDA DECIRCULACIÓN (LCM)Fibrosos• M-I-XTM II.• M-I CEDAR FIBERTM (fibra de madera).• Serrín (fibra de madera).• Papel utilizado en la perforación

(papel).• Magma Fiber® (fibra mineral).Granulares• NUT PLUG® (cáscaras de nueces –

finas, medianas y gruesas).• G-SEAL® (grafito grueso).• Carbonato de calcio (fino, mediano

y grueso).Mezclas• KWIKSEAL® (mezcla de materiales

fibrosos, granulares y en escamas).• M-I SEAL™ (mezcla de materiales en

escamas, granulares y fibrosos).Escamas• Escamas (celofán).• Mica (fina y gruesa).• Phono Seal®.

TAPONES DE REFUERZOInyecciones base agua• Inyección de presión de alta pérdida

de filtrado (Gel salado – tierradiatomácea).

• Aceite diesel/Bentonita (DOB) (tapónblando).

• Bentonita - Bengum® (tapón blando).• Polímero entrecruzado (tapón

blando).

• Aceite diesel/bentonita/cemento(tapón duro).

• Lechada de cemento (tapón duro).Inyecciones base aceite• Tierra diatomácea.Carbonato de calcio – M-I-XTM II.Inyección de presión de arcillaorganofílica para lodos base aceite(VG-69® en agua).

USO DE AGENTES OBTURANTES OPUENTEANTESEsta técnica debería usarse contra laspérdidas por infiltración y parciales, ylas pérdidas totales menos graves. Semezcla un tapón de agentespuenteantes en el lodo, aplicándolo dela siguiente manera:1. Establecer el punto aproximado de

la pérdida, el tipo de formación queestá tomando el lodo, la altura dellodo dentro del pozo y la velocidadde pérdida. Lo más probable es queel punto de pérdida esté ubicadojusto por debajo de la zapata decementación de la tubería derevestimiento, cuando se anticipauna fractura de la formacióncausada por un aumento brusco dela presión.

2. Usar la tubería de perforaciónabierta para colocar el tapón, si espráctico. Si no, usar barrenas deconducto abierto o barrenas conchorro, después de haber quitado lastoberas. Si los materiales deben sercolocados a través de una barrenacon chorro o herramientas deMWD/LWD, usar agentespuenteantes de tamaño mediano afino para evitar de taponar labarrena. OBSERVACIÓN: Usarmateriales solubles en ácido para laspérdidas al yacimiento.

3. Mezclar una lechada de 100 a 250bbl de LCM. Las mezclas de agentespuenteantes granulares, fibrosos yen escamas de tamaño grueso,mediano y fino estáncomercialmente disponibles ypodrían sustituir las mezclas queson agregadas separadamente. Usarlodo del sistema de circulación omezclar LCM en una lechada debentonita viscosa recién preparada.Añadir 15 lb/bbl de Nut-Plug

grueso.Añadir 5 lb/bbl de fibras gruesas a

medianas.


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Añadir 5 lb/bbl de fibras medianas afinas.

Añadir 5 lb/bbl de escamas decelofán de 1/2 pulgada.

OBSERVACIÓN: El tamaño delmaterial puenteante debe ser adaptado ala severidad de la pérdida, ya que no seconoce casi nunca el tamaño de lasaberturas a través de las cuales se estáperdiendo el lodo. Esta lógica se basa enel conocimiento de que las bajasvelocidades de pérdida ocurren a través depequeñas aberturas y las grandesvelocidades de pérdida ocurren a través deaberturas más grandes. La Figura 7ilustra la manera en que los materialesque son demasiado grandes formarán unpuente en la cara de la abertura, mientrasque los materiales de tamaño adecuadoforman un puente dentro de la abertura,donde es menos probable que se erosionenuna vez que se reanuda la circulación. LaFigura 8 ilustra la manera en que losmateriales que son demasiado pequeñospasan a través de la abertura y noforman un puente. Al seleccionar eltamaño de los materiales que deben serusados, el tamaño de las toberas de labarrena y cualquier otra restricciónposible (por ej.: herramientas MWD,motores de fondo) siempre deberían serconsiderados. 4. Bombear la lechada de LCM a través

de la tubería de perforación abiertafrente a la zona de pérdida.Bombear a una velocidad lentahasta que los materiales logrenponer fin a la pérdida. Repetir otra

vez si el pozo no se llena, y luegousar una técnica de inyección depresión de lechada de alta pérdidade filtrado si aún no se ha obtenidoninguna señal de éxito. Si el pozo sellena, cerrar los preventores dereventones (arietes) e inyectar en elespacio anular con una presión de50 psi, durante 30 minutos. Medirla presión en el espacio anular conun manómetro de 0 a 300 psi. Laslechadas de LCM que contienenuna mezcla de materiales son máseficaces. Los agentes puenteantesdeben contener por lo menosagentes granulares y fibrosos paraser eficaces. Una mezcla eficaz deLCM consta de 3 a 6 partes dematerial granular, 2 partes dematerial fibroso y 1 parte dematerial en escamas.

El tamaño de los agentes

Figura 7a: Sello de la fractura en la cara del pozo.Figura 7b: Sello de la fractura dentro de la formación.

A B

Figura 8a: Pequeños materiales de pérdida decirculación que no forman un puente. Figura 8b:

Puente inicial formado por las partículas grandes ysello final formado por las partículas más pequeñas.

A B

Figura 9: Efecto de la concentración y tipo de materialde pérdida de circulación sobre el sello de las fracturas

(según Howard y Scott).

20

16

12

8

4

00 ,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

Mayor fractura sellada (pulg.)

Un materialfibrosotípico

Un materiallaminado

típico

Un materialgranular

típico

Con

cen

trac

ión

(lb

/bbl

)

Ranura Estática Capa de Mármol Capa de Perdigones

Ranura Más Volumen Volumen Volumen Concentración Grande Pasante a Pasante a Pasante a

(lb/bbl) Sellada (pulg.) 1,000 psi (ml) 1,000 psi (ml) Sello 1.000 psi (ml) Sello

10 0,10 500 Todo No 1.700 Sí

20 0,13 250 1.900 Sí 2.050 Sí

30 0,16 400 1.700 Sí 800 Sí

40 0,20 300 1.700 Sí 1.800 Yes

Tabla 1: Rendimiento de varias concentraciones de materiales puenteantes mezclados (según Lummus).

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El tamañodel materialpuenteantedebe seradaptado ala severidadde lapérdida...



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puenteantes granulares y en escamasdebería adaptarse a la severidad de lapérdida. No se logra ninguna ventajacuando la concentración de materialesde pérdida de circulación en el sistemade lodo total o la lechada de altapérdida de filtrado excede 15 a 20lb/bbl (ver la Figura 9). Lasconcentraciones elevadas puedencausar problemas de la bomba ypropiedades inferiores del lodo.

Sin embargo, si agentes puenteantesdeben ser aplicados en una píldora delodo, entonces las concentraciones dehasta 30 lb/bbl serán más eficaces (verlas Tablas 1 y 2). Es importanteaumentar el tamaño y la cantidad deagente granular si los materiales detamaño convencional no son eficaces.La Figura 9 ilustra la eficacia de losagentes puenteantes granulares,fibrosos y en escamas para sellar unafractura simulada.

Las pérdidas de lodo cuya severidadvaría de pérdidas por infiltración apérdidas totales dentro de fracturasnaturales e inducidas de 1/8 a 1/4pulgada, pueden ser controladasmediante el uso de agentespuenteantes. Para que un agentepuenteante funcione correctamente,parte del agente debe ser de tamañosuficiente para obturar la abertura quese debe taponar (ver la Figura 10). Porlo tanto, materiales granulares finos,fibras finas y escamas de celofándeberían ser usados contra las pérdidaspor infiltración.

Hay considerable evidencia de queuna cantidad suficiente de material

granular de tamaño apropiado puedeimpedir la propagación de fracturasinducidas en formaciones permeables.Esto ocurre cuando el materialgranular puede rellenar la punta de lafractura e impedir la transmisión delfluido y de la presión. En la industriade estimulación, esto se llama“rellenado” de la punta de la fractura.Los fluidos tratados con 15 a 30 lb/bblde material que tiene un tamaño departículas similar al NUT PLUGmediano a grueso, G-SEAL y carbonatode calcio extra grueso, tienenpotencial para limitar la fracturaciónhidráulica en las areniscas débiles.

Para las pérdidas totales, se deberíausar un material granular grueso,fibras gruesas, fibras medianas, fibrasfinas y escamas gruesas.

OBSERVACIÓN: A medida que laseveridad de la zona de pérdida aumenta,sólo se debe aumentar el tamaño delagente puenteante – no la concentración.Las concentraciones mayores que 20 a 30lb/bbl no mejoran la eficiencia (ver laFigura 9).

INYECCIÓN DE PRESIÓN DE LECHADA DEALTA PÉRDIDA DE FILTRADOCasi todos los lodos pueden ser usadoscomo fluidos de transporte para lacolocación de materiales de pérdida decirculación, pero los fluidos quetienen tasas de filtraciónextremadamente altas son mejores. Lafiltración es el proceso que deja losmateriales de pérdida de circulación ylos sólidos del lodo como tapón firmeen la abertura a través de la cual ellodo está pasando. El principio de esta

30 lb/bbl de Material 30 lb/bbl de MaterialPrueba de Molienda Gruesa de Molienda Mediana

1 Prueba de bombeo a través de toberas de barrena con Taponamiento Paso del flujo chorro estándar de 9/32 pulg. inmediato a 200 psi

2 Ranura estática:Ranura más grande sellada (pulg.) 0,16 0,08

Vol. pasante total (ml) 400 100

3 Ranura dinámica:Ranura más grande sellada (pulg.) 0,13 0,06

Vol. pasante total (ml) 600 0,50

4 Capa de mármol estática:Vol. pasante a 100 psi (ml) 500 400

Vol. pasante a 1.000 psi (ml) 1.700 1.200

5 Capa de Perdigones:Vol. pasante a 100 psi (ml) 400 300

Vol. pasante a 1.000 psi (ml) 800 800

Tabla 2: Comparación de moliendas gruesas y medianas de material puenteante mezclado en el lodo (segúnLummus).

Para que unagentepuenteantefuncionecorrectamente,parte delagente debeser de tamañosuficiente paraobturar laabertura quese debetaponar.


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técnica está ilustrado en la Figura 11.Una vez que el puente inicial se haformado, la filtración permite que elfiltrado se separe de la lechada,depositando un revoque firme dentrode la fractura propiamente dicha. Estoes muy similar a la introducción deuna cuña dentro de la fractura, la cualademás de ser difícil de mover, ponefin a la fracturación del pozo.

Esta técnica debería usarse contralas pérdidas por infiltración y laspérdidas parciales, así como laspérdidas totales menos graves. Lapreparación de las lechadas de altapérdida de filtrado, y su aplicación alas zonas de pérdida cuya severidadvaría de pérdida por infiltración apérdida parcial y a pérdida total, sedescriben más adelante.

Las aplicaciones a estas zonas estáncaracterizadas por pequeñasdiferencias, la más importante siendoel aumento del tamaño del agentepuenteante a medida que la zona depérdida se hace más grave.

En primer lugar, la severidad de lapérdida debería ser determinada apartir del nivel de fluido y de lavelocidad de pérdida. Luego se debedeterminar el punto aproximado de lapérdida y definir el tipo de formaciónque está tomando el lodo. Si se

sospecha que la formación estásometida a la fracturación hidráulica,el punto de pérdida más probableestará ubicado justo por debajo de lazapata de cementación de la tuberíade revestimiento.

PARA LA PÉRDIDA POR INFILTRACIÓN1. Mezclar 100 bbl de lechada:

a. Añadir 10 a 20 lb/bbl de arcilla deatapulguita o sepiolita a 80 bbl deagua (las arcillas de atapulguita ysepiolita actúan de la mismamanera en el agua salada). Si estasarcillas no están disponibles, usar5 a 20 lb/bbl de bentonita ypretratar el agua con 1/4 lb/bblde soda cáustica para eliminar losiones calcio y magnesio. Dejarque la arcilla aumente la

Figura 10: Resumen de las pruebas de material de pérdida de circulación (según Howard y Scott).

Concentración Mayor Fractura Sellada Material Tipo Descripción (lb/bbl) (pulg.)

0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20Cáscara de nuez Granular 50% – 3⁄16+ malla 10 20

50% – 10+ malla 100 Plástico Granular 50% – 3⁄16+ malla 10 20

50% – 10+ malla 100Caliza Granular 50% – 3⁄16+ malla 10 40

50% – 10+ malla 100Azufre Granular 50% – 3⁄16+ malla 10 120

50% – 10+ malla 100Cáscara de nuez Granular 50% – 10+ malla 16 20

50% – 30+ malla 100Perlita expandida Granular 50% – 3⁄16+ malla 10 60

50% – 10+ malla 100Celofán Laminado Escamas de 3⁄4 pulg. 8Aserrín Fibroso Partículas de 1⁄4 pulg. 10Heno Fibroso Fibras de 1⁄2 pulg. 10Corteza Fibroso 3⁄8 pulg. 10Cáscaras de semillas de algodón Granular Finas 10Heno Fibroso Partículas de 3⁄8 pulg. 12Celofán Laminado Escamas de 1⁄2 pulg. 8Madera en tiras Fibroso Fibras de 1⁄4 pulg. 8Aserrín Fibroso Partículas de 1⁄16 pulg. 20

Agua

Figura 11: Técnica de inyección de presión de altapérdida de filtrado para la pérdida de circulación,

indicando la pérdida de agua mediante la filtración queestá depositando sólidos dentro de la fractura

La filtraciónes el procesoque deja losmateriales depérdida decirculación ylos sólidosdel lodocomo tapónfirme en laabertura através de lacual el lodoestápasando.



CAPÍTULO

14

viscosidad. Si se usa bentonita,añadir 1/2 lb/bbl de cal paraflocular la bentonita y aumentarel filtrado.

o:b. Añadir 50 lb/bbl de materiales de

tierra diatomácea (Diacel® D,Diaseal® M o un sustitutoapropiado como LO-WATE™).Diaseal M es una mezcla de tierradiatomácea, cal y papel. Si se usaesta mezcla, no se requiere laatapulguita.

Añadir diferentes tamaños y formasde LCM para obtener unaconcentración total de LCM de 10 a20 lb/bbl.2. Colocar la barrena en la parte

superior o frente a la zona depérdida. Desplazar la lechada deLCM hasta el final de la tubería deperforación.

3. Cerrar los arietes. Inyectar elmaterial lentamente (presiónmáxima de 50 psi) dentro de lazona de pérdida, a una velocidad de1 bbl/min. Mantener la presión deinyección durante 4 a 8 horas, ohasta que se disipe. Medir la presiónde inyección sobre el espacioanular, usando un manómetro de 0a 300 psi.

Para evitar la fracturación de otraszonas, presiones de inyección segurasmás altas que la presión hidrostáticadel lodo deberían ser usadas.Por ejemplo:

OBSERVACIÓN: La presión superficialmás la presión de la columna de lodonunca debería exceder la presión desobrecarga (1 psi/pie).

PARA LA PÉRDIDA PARCIAL1. Mezclar 100 bbl de lechada:

Añadir 10 a 20 lb/bbl de arcilla deatapulguita o sepiolita a 80 bbl deagua. Si estas arcillas no estándisponibles y se usa bentonita comoviscosificador, añadir 1/2 lb/bbl decal para flocular las arcillas yaumentar el filtrado.

o:

Añadir 50 lb/bbl de materiales detierra diatomácea (como antes).Usar solamente barita si el peso dellodo es de 12 lb/gal o más, o si setrata del único material en polvoinerte disponible.

Añadir una combinación dediferentes tamaños y formas de LCMpara obtener una concentración totalde LCM de 15 lb/bbl.2. Colocar la tubería de perforación

con el extremo abierto en la partesuperior o frente a la zona depérdida.

3. Desplazar 25 bbl de lechada dentrode la zona, a una velocidad de 2 a 4bbl/min.

4. Interrumpir las operaciones durante20 a 30 minutos

5. Desplazar otros 25 bbl de lechada ala misma velocidad

6. Seguir este procedimiento,alternando periodos de espera ydesplazamientos hasta que el pozose llene. A veces dos cargas de 100bbl serán necesarias. Durante estasoperaciones, la tubería deperforación debería ser reciprocadapara impedir que se pegue.

7. Cuando el pozo se llena, cerrar losarietes e inyectar dentro del espacioanular con una presión de 50 a 100psi, desplazando la lechada muylentamente (1 bbl/min) dentro de latubería de perforación. Conectar unmanómetro de 0 a 300 psi en elespacio anular para facilitar lalectura de los valores de presiónbaja. Mantener la inyección depresión durante 30 a 60 minutos.

8. Salir del pozo, levantar la barrena yseguir perforando.

PARA LA PÉRDIDA TOTALEl procedimiento para la pérdida totales el mismo que para la “pérdidaparcial”, excepto en lo que se refiere ala composición de los agentespuenteantes. La composición de estosmateriales debería ser la siguiente:1. Añadir 10 a 15 lb/bbl de arcilla de

atapulguita o sepiolita a 80 bbl deagua. Si estas arcillas no estándisponibles, tratar el agua de lamanera descrita anteriormente.Añadir 1/2 lb/bbl de cal.

o:Añadir 50 lb/bbl de materiales de

tierra diatomácea (como antes). Usar

Profundidad (pies) Presión de Inyección (psi)0 - 1.000 0 - 200

1.000 - 5.000 100 - 500

5.000 y más profundo 500

Si se sospechaque laformaciónestá sometidaa lafracturaciónhidráulica, elpunto depérdida másprobableestaráubicado justopor debajo dela zapata decementaciónde la tuberíaderevestimiento.

Para evitar lafracturaciónde otraszonas,presiones deinyecciónseguras másaltas que lapresiónhidrostáticadel lododeberían serusadas.


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solamente barita si el peso del lodo esde 12 lb/gal o más, o si se trata delúnico material en polvo inertedisponible.

Añadir una combinación dediferentes tamaños y formas de LCMpara obtener una concentración totalde LCM de 20 a 30 lb/bbl.

Para el desplazamiento, referirse alos Pasos 2 a 8 en la sección titulada“Para la pérdida parcial”.2. Cuando ocurren pérdidas totales

graves de retornos en formacionescon grandes fracturas, fisuras,canales o cavernas de origennatural, se debería colocar por lomenos una de las píldorasconvencionales de pérdida decirculación descritas anteriormente.Si este procedimiento no mejora elproblema de pérdida de circulación,se debería considerar el uso detratamientos para cavernas conmateriales de relleno a granel comotrapos, sacos de lodo, heno, papel,madera, etc., antes de bombear lostapones de cemento.

TAPONES DUROSVarios tapones duros de cementosuelen ser eficaces contra las pérdidastotales.

La composición y la técnica deaplicación de la lechada de cementousada para combatir la pérdida decirculación deberían serfuncionalmente adecuadas para que lacementación sea exitosa.1. Composición de la lechada de

cemento. El cemento, o el cementomás bentonita, constituye unremedio importante para la pérdidade circulación, ya que estas lechadassuelen sellar las zonas de pérdidafisuradas.

Se recomiendan tres lechadas decemento Portland: puro, bentonitay gilsonita. Estos cementos han sidoseleccionados en base a la granvariedad de propiedades quepueden ser obtenidas y debido aque están generalmente disponibles.Cemento Portland puro. Mezclarhasta obtener una concentración de15,6 lb/gal, usando 46% de agua ycemento. Esta lechada forma unfluido denso y desarrolla una altaresistencia a la compresión alfraguar.

Cemento de bentonita o gel. Elcemento de bentonita, formadomediante la adición de cemento alagua que contiene bentonitaprehidratada, ofrece propiedadesóptimas. La lechada formada tieneuna densidad más baja y unesfuerzo de gel más alto. Tambiéntiene una resistencia de fraguadomás alta que una lechada formadamediante la adición de agua a unamezcla seca de bentonita ycemento.

Al mezclar la lechada, tratar elagua dulce por usar con 1/4 lb/bblde carbonato de sodio y 1/4 lb/bblde soda cáustica para eliminar losiones calcio y magnesio. Añadir 10lb/bbl de bentonita y dejar queaumente la viscosidad. Usar estalechada de bentonita para mezclaruna lechada de cemento-bentonitade 14,5 a 15,0 lb/gal. Usar 100 sacoso más de cemento para los pozosmás grandes.Cemento Portland de gilsonita. Lagilsonita puede ser añadida a laslechadas de cemento que sonusadas para tratar de restablecer losretornos. La gilsonita reduce ladensidad de la lechada y actúacomo agente puenteante, funcionesque ayudan a mantener la lechadaen las inmediaciones del pozo.Debería ser aplicada exactamentecomo las lechadas de cemento-bentonita, y debería ser inyectada siel pozo se llena durante suaplicación. Se recomienda entre 25y 100 lb de gilsonita por saco.

Estos tres cementos sonrecomendados porque proporcionanlechadas con propiedades que varíande lechadas pesadas, poco viscosas,de fraguado duro, a lechadas ligeras,densas, que tienen propiedadespuenteantes. Además, estos cementosestán disponibles en todas partes. Sinembargo, no están destinados a serusados con exclusión de todas lasdemás formulaciones de cemento.

1. Técnicas para aplicar el cemento.Las lechadas de cemento deberían serusadas para combatir las pérdidas afracturas naturales que tienen undiámetro de 1/3 pulgada a 1 pie, y acalizas y cantos rodados quebrados.

Variostaponesduros decementosuelen sereficacescontra laspérdidastotales.



CAPÍTULO

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OBSERVACIÓN: Muchas veces lacementación de las zonas de pérdida noes eficaz porque el lodo atraviesa lalechada no fraguada. Las “columnasbalanceadas” suelen impedir esto,especialmente si los pesos de lascolumnas son calculadosminuciosamente.

MÉTODO DE COLUMNA BALANCEADA1. Si es posible, perforar sin retornos a

través de toda la zona de pérdida decirculación.

2. Salir del pozo. Medir el nivel delodo estático usando un pedazo demadera (4 pulg. x 4 pulg. x 4 pies)suspendido de un cable de alambreo un medidor de nivel de fluido poreco sónico.

3. Seleccionar una lechada decemento. Según la severidad de lazona de pérdida, mezclar y aplicar100 a 300 sacos.

4. Localizar la zona de pérdida,usando una de las técnicasapropiadas descritas anteriormente.

5. Meter la tubería de perforación y launión substituta de cementaciónmás allá de la zona de pérdida, paraasegurar que esté expuesta. Si esnecesario, limpiar el pozo más alláde la zona. Subir la unión substitutade cementación hasta un puntoubicado 50 pies por encima de laparte superior de la zona de pérdida.

6. Calcular el volumen de lechada decemento que se debe colocar.Mezclar y bombear el cementohasta que se haya bombeado elvolumen deseado. Desplazar latubería de perforación a ±10bbl/min. Dejar suficiente cementodentro de la columna deperforación para balancear el tapónen el espacio anular. Esto eliminaráel efecto de tubo en U y minimizarála contaminación del cemento.

7. Salir lentamente del pozo. A medidaque se retira la tubería, el nivel delodo en el espacio anular caerá ycausará un desbalance de presiónentre la formación y el pozo. Estopuede causar la penetración dellodo o de los fluidos de laformación a través de la lechada decemento. Para evitar este problema,añadir lodo con mucho cuidado alespacio anular, a través de la línea(tubería) de relleno.

La adición de una cantidad delodo excesiva al espacio anularcausará la expulsión del lodo desdeel espacio anular hacia laformación, pasando a través de lalechada de cemento antes de queésta pueda fraguar. La cantidad delodo bombeada debe corresponderal desplazamiento de volumen (nola capacidad) de la tubería. Estaoperación puede hacer más dañoque bien si se realiza sin la debidaatención. Bombear la cantidad delodo requerida cada 10 haces detubería en pie. Esperar el fraguadodel cemento durante por lo menos8 horas.

8. Medir el nivel de fluido. Si es másbajo o más alto que el nivel estáticooriginal, no tratar de ajustarlo. Si esmás alto y se introduce otro tapón,ajustarlo añadiendoproporcionalmente menos lodo amedida que se retira la tubería.

INYECCIÓN DE PRESIÓN DE LECHADA DEACEITE DIESEL/BENTONITA/CEMENTOUsar esta técnica contra las pérdidastotales y las pérdidas totales graves.Usar los siguientes pasos para aplicaresta técnica:1. Si es posible, perforar sin retornos

a través de toda la zona de pérdidade circulación.

2. Salir del pozo. Medir el nivel delodo estático de la manera descritaanteriormente.

3. Localizar la zona de pérdida de lamanera indicada en el Paso 4 delmétodo de columna balanceada.

4. Después de haber localizado elintervalo de pérdida, colocar laparte inferior de la uniónsubstituta mezcladora a 50 piesencima de dicho intervalo. Aplicaruna presión de inyección máxima.

5. Bombear un volumenamortiguador de 10 bbl de aceitediesel sin agua delante de lalechada.

6. Mezclar 100 sacos de cementonormal y 100 sacos de bentonitacon 50 bbl de aceite diesel. Paravolúmenes que no son de 50 bbl,mezclar dos sacos de cemento de96 lb y dos sacos de bentonita de100 lb con cada barril de aceitediesel. Para fracturas grandes osecciones largas de fisuras

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reticuladas, usar 300 sacos de cadamaterial.

Para cargas grandes, usar uncementador y mezclarcontinuamente los materialessecos con el aceite diesel. Paracargas pequeñas, usar un tanqueadecuado. Esta mezcla producirá1,39 bbl de lechada por cada barrilde aceite diesel. Esta lechadatendrá un peso de 11,5 lb/gal.

7. Desplazar la lechada dentro de latubería de perforación y seguir con5 bbl de aceite diesel.

8. Comenzar a bombear lodo deperforación dentro del espacioanular cuando el volumenamortiguador de 10 bbl de aceitediesel llega a la unión substitutamezcladora. Cerrar los arietes.Controlar las velocidades debombeo de manera que la relaciónde volumen de lechada a volumende lodo sea 2:1. En general, lasvelocidades de bombeo de 4bbl/min en la tubería deperforación y 2 bbl/min en elespacio anular serán satisfactoriascon una tubería de perforación de4 1/2 pulg. en pozos de 7 7/8 pulg.y pozos más grandes.

9. Desplazar la mitad de la lechadadentro de la formación a estarápida velocidad de bombeo.Ocasionalmente se puedereciprocar lentamente la tubería deperforación para determinar si lalechada está subiendo por elespacio anular. Si el indicador depeso indica cualquier aumento delarrastre, desconectar y levantar latubería hasta que quede libre.Realizar las conexiones y seguirdesplazando. No hay ningunanecesidad de preocuparse por loscortos periodos de parada, ya queno se impone ningún límite sobreel tiempo de bombeo de la lechadadentro de la tubería.

10. Desplazar la siguiente cuarta partedel volumen de lechada y lodo a lamitad de la velocidad usada en elPaso 9.

11. Desplazar la cuarta parte restantedel volumen de lechada a la mitadde las velocidades usadas en elPaso 10. Si el pozo se llena, lo cualserá indicado por la presión en elespacio anular, tratar (mediante

una inyección de presiónintermitente) de aumentar lapresión usando velocidades de 1bbl/min dentro de la tubería deperforación, y 0,5 bbl/min dentrodel espacio anular.

OBSERVACIÓN: Un barril delechada debería quedar dentro de latubería de perforación al terminar lainyección de presión, si se desarrollaalguna presión. Balancear lascolumnas si no se desarrolla ningunapresión. No realizar la circulacióninversa porque el lodo hará contactocon la lechada y se gelificará dentrode la tubería de perforación.

12. Después de la inyección de presiónde cemento, salir del pozo yesperar como mínimo 8 horas paraque el cemento fragüe antes deperforar la zapata. Si el primerintento es infructuoso, repetir elprocedimiento después de esperarel fraguado del cemento durante 8horas.

PRECAUCIONESEvitar la contaminación de la lechadacon lodo o agua en las líneas desucción y las bombas. Los siguientespasos minimizarán la posibilidad decontaminación.1. Realizar pruebas de campo para

determinar la apropiabilidad delaceite diesel.a. Llenar un tubo de contenido de

arena hasta la línea de 20% conaceite diesel.

b. Añadir agua hasta la líneamarcada “lodo hasta aquí”.

c. Agitar enérgicamente durante 10segundos y dejar reposar por 10minutos.

d. Si el aceite y el agua se separanen dos capas distintas, el aceitediesel es apropiado para serusado. Sin embargo, si el fluido sesepara en tres capas con el aceiteencima, el agua abajo y unaemulsión blanca en el medio, elaceite diesel no es apropiado y nodebe ser usado.

2. Drenar todo el agua y lodo de todaslas bombas, líneas y tanques antesde realizar la mezcla.

3. Usar aceite diesel para limpiarcompletamente las bombas, líneas einstalaciones de mezcla antes derealizar la mezcla.

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CAPÍTULO

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TAPONES BLANDOSTapones blandos mezclados en elfondo (aceite diesel/bentonita,Bengum). Usar esta técnica contrafracturas inducidas y para mantenerlas lechadas de cemento en o cerca delpozo hasta que fragüen.

Para que los tapones blandosmezclados en el fondo sean eficaces,será necesario que las cantidadescorrectas de componentes se reúnan yse mezclen cerca de la zona depérdida. Esto debe recibir unaatención especial.

Por ejemplo, cuando se usa aceitediesel/bentonita, el lodo puede serbombeado dentro del espacio anularpara establecer un caudal constanteóptimo de lodo antes que la lechadade aceite diesel/bentonita salga de latubería de perforación.Cómo mezclar y aplicar la lechadade aceite diesel/bentonita:1. Si es posible, perforar sin retornos

a través de toda la zona de pérdidade circulación.

2. Salir del pozo. Medir el nivel delodo estático de la manera descritaanteriormente.

3. Localizar la zona de pérdida de lamanera descrita anteriormente.

4. Después de haber localizado elintervalo de pérdida, introducir launión substituta de colocaciónmás allá de la zona de pérdida paraasegurar que esté expuesta. Colocarla parte inferior de la uniónsubstituta mezcladora a 50 piesencima de dicho intervalo. Aplicaruna presión de inyección máxima.

5. Bombear un volumenamortiguador de 10 bbl de aceitediesel sin agua delante de lalechada.

6. Mezclar 200 sacos de bentonita de100 lb con 50 bbl de aceite diesel.Para volúmenes distintos, mezclar4 sacos de bentonita con cadabarril de aceite diesel. La mezclapuede ser realizada continuamentemediante el uso de un camióncementador. Esta mezcla producirá1,39 bbl de lechada por cada barrilde aceite diesel. Para las zonas depérdida grave, usar 600 sacos debentonita en 150 bbl de aceitediesel, mezclando continuamente.

7. Desplazar la lechada dentro de la

tubería de perforación y seguir con5 bbl de aceite diesel. Cuando elfrente del volumen amortiguadorde 10 bbl llega al final de la tuberíade perforación, comenzar abombear lodo de perforacióndentro del espacio anular a unavelocidad de 4 bbl/min con otrabomba. Cerrar los arietes.

8. Controlar las velocidades debombeo de manera que la relaciónde volumen de lechada a volumende lodo sea 1:1. En general, lasvelocidades de bombeo de 4bbl/min en la tubería deperforación y 4 bbl/min en elespacio anular serán satisfactoriascon una tubería de perforación de4 1/2 pulg. en pozos de 7 7/8 pulg.y pozos más grandes.

9. Desplazar la mitad de la lechadadentro de la formación a estarápida velocidad de bombeo ohasta que la presión comience aaumentar en el espacio anular.Cuando se obtiene la presión,reducir la velocidad de bombeo enla tubería de perforación y el espacioanular, para que la lechada entre enla zona de pérdida sin exceder lapresión máxima establecida (100 a500 psi). Conectar un manómetrode 0 a 300 psi en el espacio anularpara facilitar la lectura de los valoresde presión baja.

Ocasionalmente se puedereciprocar lentamente la tubería deperforación para determinar si lalechada está subiendo por el espacioanular. Si el indicador de peso indicacualquier aumento del arrastre,desconectar y levantar la tuberíahasta que quede libre. Realizar lasconexiones y seguir desplazando.No hay ninguna necesidad depreocuparse por los cortos periodosde parada, ya que no se imponeningún límite sobre el tiempo debombeo de la lechada dentro de latubería.


11. Desplazar la totalidad menos 1 bblde la cuarta parte restante delvolumen de lechada a la mitad de lavelocidad usada en el Paso 10.

Evitar lacontaminaciónde la lechadacon lodo oagua en laslíneas desucción y lasbombas.

Para que lostaponesblandosmezclados enel fondo seaneficaces, seránecesario quelascantidadescorrectas decomponentesse reúnan yse mezclencerca de lazona depérdida.


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Estaspíldorastambiénpueden serusadas paraimpedir elflujo de aguay consolidarlas gravassueltas.

Tratar de aumentar la presiónmediante una inyección de presiónintermitente.

OBSERVACIÓN: Un barril delechada debería quedar dentro de latubería de perforación al terminar lainyección de presión. No realizar lacirculación inversa porque el lodohará contacto con la lechada y segelificará dentro de la tubería deperforación.

12. Cuando el pozo no puede llenarse,un empaque debería ser colocadoal fondo de la tubería derevestimiento. El desplazamientodel lodo y de las lechadas dentrode la tubería de perforación deberíaser realizado alternando cargas de20 bbl de lechada con cargas de 5bbl de lodo, usando un espaciadorde 1 ó 2 bbl de aceite entre laslechadas.

13. Después de la inyección de presiónde cemento, salir del pozo para labarrena, perforar el tapón ycontinuar la perforación. Repetir elprocedimiento si no se desarrollaninguna presión de inyección.

PRECAUCIONES: Observar lasmismas precauciones que fueronmencionadas anteriormente para lainyección de presión de lechada de aceitediesel/bentonita/cemento.

CÓMO MEZCLAR Y APLICAR UNAINYECCIÓN DE PRESIÓN DE BENGUMHalliburton Bengum No. 1 es unagoma guar natural a la cual se haagregado un preservativo y un agentecompletador. La mezcla de Bengumconsta de 10% en peso de BengumNo. 1 y 90% en peso de bentonita,premezclados juntos.

La lechada de Bengum se preparaañadiendo 100 lb de mezcla Bengum-bentonita a 13 a 15 galones de aceitediesel. Esta lechada tiene un fraguadomás duro que la lechada de aceitediesel/bentonita debido a suscomponentes orgánicos,especialmente cuando se mezcla enaguas y lodos salinos. Su resistencia defraguado están comprendida entre lalechada de aceite diesel/bentonita y lalechada de aceitediesel/bentonita/cemento, pero estámás cerca de la resistencia de fraguadode la lechada de aceite

diesel/bentonita. Debería usarse:• Cuando se requiere una resistencia

más alta que la resistenciaproporcionada por la lechada deaceite diesel/bentonita.

• Cuando las aguas salinas usadas parala mezcla están reduciendoconsiderablemente la resistencia dela lechada de aceite diesel/bentonita.Para la aplicación, seguir lasinstrucciones proporcionadasanteriormente para la lechada deaceite diesel/bentonita. La relaciónrecomendada de lodo a Bengumvaría de 4:1 a 1:1, según laresistencia requerida.

INYECCIONES DE POLÍMEROENTRECRUZADO O RETICULADO

Varias compañías ofrecen píldoras deinyección de presión de polímeroentrecruzado además de lasinyecciones de arcilla organofílica ylas inyecciones de alto filtradodiseñadas para las aplicaciones depérdida de circulación. FORM-A-SET™ deM-I es una lechada de polímeroentrecruzado y LCM.

Estas píldoras se componengeneralmente de una mezcla depolímeros y materiales de pérdida decirculación que se entrecruzan con latemperatura y el tiempo para formaruna consistencia maleable gomosa yesponjosa, la cual elimina eficazmenteel filtrado al sellar las fracturas y lasformaciones fisuradas. Estas píldorastambién pueden ser usadas paraimpedir el flujo de agua y consolidarlas gravas sueltas.

Según el fabricante, el productopuede ser suministrado en un saco deaditivo que contiene los polímeros ylos materiales de pérdida decirculación o en sacos individualespara cada componente. La mayoríaofrecen un retardador y un acelerador.En la mayoría de los casos, elretardador será necesario para demorarel entrecruzamiento prematuro hastaque la lechada pueda ser colocadafrente a la pérdida de zona.

Las píldoras pueden ser densificadascon M-I BAR® o FER-OX®, si es necesariopara el control del pozo. Según elfabricante y el producto específico, losmateriales pueden generalmente sermezclados en agua salada hasta elpunto de saturación, pero no pueden

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CAPÍTULO

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ser usados con salmueras a base decalcio. La sal actúa generalmentecomo retardador para el mecanismode entrecruzamiento. Pueden usarsecon sistemas no acuosos (base aceite),mediante la incorporación deespaciadores mientras que las lechadasson mezcladas en agua. Lasrecomendaciones de los fabricantesdeberían ser estrictamente observadas,debido a las diferencias que existen enlos mecanismos de entrecruzamientoy las limitaciones de los productos.

Después de mezclar de conformidadcon las recomendaciones de losfabricantes individuales, la píldora serácolocada de manera similar a las otraspíldoras de pérdida de circulación.Bombear la lechada hasta la tubería deperforación y desplazar la lechada apartir de la barrena, sacar la tubería einyectar la píldora.

Se recomienda realizar pruebaspiloto para determinar laconcentración correcta de retardador oacelerador que debe ser usada.Típicamente, las píldoras alcanzaránsu consistencia a 115ºF (46ºC) en

aproximadamente 60 minutos, sinusar ningún retardador o acelerador. Elentrecruzamiento es más rápido atemperaturas mayores. Por lo tanto,en la mayoría de las situaciones, seránecesario usar un retardador.Reiteramos que las recomendacionesde los fabricantes deben serconsultadas para evitar elendurecimiento prematuro de lapíldora.

PERFORACIÓN CIEGA/CON LODOAIREADORealizar la perforación ciega o conlodo aireado y colocar la tubería. Usaresta técnica contra pérdidas totalesgraves. En el caso de zonas de pérdidamuy graves, como las grandescavernas (con o sin movimiento deagua) o las zonas largas de fisuras ofracturas reticuladas (500 a 1.000 pies),la perforación ciega o con lodoaireado a través de todas las zonas depérdida, seguida por la colocación dela tubería, constituye muchas veces laúnica técnica eficaz.

Aunque la presión necesaria para iniciaruna fracturación hidráulica de laformación no debería diferir entre loslodos base agua y los lodos base aceite,la diferencia es considerable una vez quelas fracturas se han formado. Los fluidosbase agua tienen típicamente unapérdida “instantánea” de fluidos másalta, causando la formación casiinstantánea de un revoque quecontribuye a la obturación de laformación en las formacionespermeables.

Los fluidos base aceite no demuestranlas mismas características. Una vez queuna fractura ha sido iniciada por unfluido base aceite, la presión necesariapara propagar la fractura es mucho másbaja en comparación. Esto esacrecentado por la falta de pérdida depresión importante a través del revoquede la mayoría de los fluidos base aceite.Esto facilita la transmisión de loscambios de presión del pozo a la

formación, propagando aún más lafractura. Los estudios han demostradoque la presión requerida para volver aabrir una fractura también es más bajacuando se usa un fluido base aceite.Otra complicación aparece cuando elmaterial de pérdida de circulación usadocontribuye a la apertura de la fractura.

Como se mencionó anteriormente,será necesario tomar en cuenta laspropiedades que se dan exclusivamenteen los lodos base aceite para impedir lapérdida de circulación. Las propiedadesmás importantes y sus efectos son lossiguientes:• Diferencias de las propiedades de flujo

causadas por la temperatura. Despuésde un viaje de la barrena, puede quesea necesario operar con un caudalreducido hasta que se termine un ciclocompleto en el pozo. Esto permite queel lodo se caliente hasta alcanzar latemperatura y la viscosidad normal decirculación, evitando densidades

Técnicas para Tratar la Pérdida de Circulación en LodosBase Aceite

Los fluidosbase aguatienentípicamenteuna pérdida“instantánea”de fluidos másalta,causando laformacióncasiinstantáneade unrevoque...


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equivalentes de circulacióninnecesariamente altas. Diferencias depresión de bombeo mayores que 100psi suelen ocurrir en los fluidos máspesados a medida que el fluido secalienta.

• Debido a la mayor expansión delfluido en comparación con los fluidosbase agua, el peso de lodo medidoaumentará frecuentemente cuando elfluido se enfría en la superficie, comosuele ocurrir durante un viaje.Nuevamente, estas diferencias sonampliadas cuando el peso del lodoaumenta. Por este motivo, latemperatura a la cual se pesa el lodosiempre debe ser registrada. Se deberesistir la tentación de reducir el pesodel lodo en los tanques durante unviaje, a menos que los pesos fuerantomados a la misma temperatura.

INCORPORACIÓN DE MATERIAL DEPÉRDIDA DE CIRCULACIÓN EN ELSISTEMANo se recomienda incorporar grandesconcentraciones de materiales depérdida de circulación en el sistemaentero ya que estos materialesaumentan la densidad equivalente decirculación. Esto suele agravar elproblema de pérdida de circulación, envez de resolverlo. Sin embargo, enalgunos casos, las pérdidas porinfiltración pueden ser eliminadastemporalmente o minimizadas cuandoel sistema contiene pequeñasconcentraciones de materiales depérdida de circulación. Los materiales y

las concentraciones que serecomiendan son los siguientes:

Usar 2 a 6 lb/bbl de M-I-XTM II y/o 2 a5 lb/bbl de LO-WATE (carbonato decalcio). Pequeñas concentraciones deNUT PLUG (1 a 10 lb/bbl) tambiénpueden ser usadas. Otros materiales depérdida de circulación tienden a causarla humectación por agua y la pérdidade la estabilidad eléctrica. Si lascircunstancias requieren el uso de estosotros materiales, el sistema debería sermonitoreado para determinar losefectos de estos materiales y realizar eltratamiento correspondiente. Elpretratamiento con un agentehumectante (VERSAWET®) puedeminimizar estos efectos en algunoscasos.

Inyecciones de lodo base aceite.Estas inyecciones han resultado ser elmétodo más eficaz para sellar una zonade pérdida. Estas inyecciones deberíanconstar de un volumen suficiente parallenar como mínimo el pozo a 50 piespor encima y por debajo de la zona depérdida. Las siguientes inyecciones hansido las más eficaces para sellar laszonas de pérdida cuando se usan lodosbase aceite.

INYECCIÓN DE PRESIÓN DE TIERRADIATOMÁCEA (DIASEAL M)/ACEITEDIESEL

1. La tabla proporcionada acontinuación debería ser usada paramezclar una lechada de tierradiatomácea (Diaseal M). Después demezclar la lechada, añadir 5 lb/bbl

Densidad Diaseal M M-I BAR Aceite diesel VERSAWET

(lb/gal) lb sacos lb sacos gal bbl gal lb

8 44,0 1,100 20 0,20 38,92 0,926 0,140 1,00

9 41,2 1,030 73 0,73 37,58 0,895 0,210 1,50

10 38,5 0,963 128 1,28 36,18 0,861 0,250 1,75

11 35,7 0,893 181 1,81 34,85 0,829 0,250 1,75

12 32,9 0,823 237 2,37 33,43 0,796 0,250 1,75

13 30,0 0,750 291 2,91 32,06 0,763 0,250 1,75

14 27,2 0,680 346 3,46 30,67 0,730 0,250 1,75

15 24,5 0,613 400 4,00 29,30 0,698 0,285 2,00

16 21,8 0,545 454 4,54 27,93 0,665 0,285 2,00

17 18,9 0,473 509 5,09 26,55 0,632 0,357 2,50

18 17,0 0,425 563 5,63 25,13 0,598 0,428 3,00

Formulaciones para preparar un barril de lechada Diaseal M densificada en aceite diesel.

...estosmaterialesaumentan ladensidadequivalentedecirculación.



CAPÍTULO

14

de mica fina, 5 lb/bbl de Nut Plugmediano, 5 lb/bbl de M-I-X II y 5lb/bbl de carbonato de calcio (LO-WATE). Estas concentracionespueden ser modificadas según lageometría de la columna deperforación.

2. Colocar la barrena en la partesuperior o frente a la zona depérdida. Desplazar la lechada hastael final de la tubería de perforación.

3. Cerrar los arietes. Inyectarlentamente (presión máxima de 50psi) el material dentro de la zonade pérdida a una velocidad de 1bbl/min. Mantener la presión deinyección durante 4 a 8 horas, ohasta que se disipe. Medir lapresión de inyección sobre elespacio anular, usando unmanómetro de 0 a 300 psi.

Para evitar la fracturación de otraszonas, deberían usarse presionesseguras de inyección más altas que lapresión hidrostática del lodo.Por ejemplo:


INYECCIÓN DE PRESIÓN DE CARBONATODE CALCIO/M-I-X II1. El lodo del sistema activo puede ser

usado como base para esta lechada.Añadir 5 a 25 lb/bbl de mica fina, 5a 25 lb/bbl de NUT PLUG mediano,10 lb/bbl de carbonato de calcio(LO-WATE) y 10 lb/bbl de M-I-X II allodo base. La cantidad de materialmezclado en el tanque dependeráde varias condiciones. a. El peso actual del lodo. Cuando la

densidad del fluido aumenta, lacantidad de material de pérdida decirculación que se puede añadir yque puede mantener un fluidobombeable disminuye.

b. Restricciones en la columna deperforación. El tamaño de lastoberas de la barrena, lasrestricciones internas de laherramienta de MWD, los motoresy otras herramientas afectan lasconcentraciones admisibles dematerial de pérdida de circulación.

c. Averiguar siempre si las bombas olas unidades de bombeo estánequipadas con mallas en la succión.Si es así, puede que sea necesarioretirar las mallas antes de bombearla píldora.

2. Colocar la barrena en la partesuperior o frente a la zona depérdida. Desplazar la lechada hastael final de la tubería de perforación.

3. Cerrar los arietes. Inyectarlentamente (presión máxima de 50psi) el material dentro de la zona depérdida a una velocidad de 1bbl/min. Mantener la presión deinyección durante 4 a 8 horas, ohasta que se disipe. Medir la presiónde inyección sobre el espacioanular, usando un manómetro de 0a 300 psi.

Para evitar la fracturación de otraszonas, deberían usarse presionesseguras de inyección más altas que lapresión hidrostática del lodo.

Por ejemplo:


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Profundidad (pies) Presión de Inyección (psi)

0 - 1.000 0 - 200

1.000 - 5.000 100 - 500


Profundidad (pies) Presión de Inyección (psi)

0 - 1.000 0 - 200

1.000 - 5.000 100 - 500



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INYECCIÓN DE PRESIÓN DE ARCILLAORGANOFÍLICA PARA LOS LODOS BASEACEITE1. Si es posible, perforar sin retornos a

través de toda la zona de pérdida decirculación.

2. Salir del pozo. Medir el nivel de lodoestático de la manera descritaanteriormente.

3. Localizar la zona de pérdida, usandouna de las técnicas apropiadasdescritas anteriormente.

4. Después de haber localizado elintervalo de pérdida, colocar la parteinferior de la unión substitutamezcladora a 50 pies encima dedicho intervalo. Aplicar una presiónde inyección máxima.

5. Bombear un volumen amortiguadorde 10 bbl de agua delante de lalechada.

6. Mezclar 1/2 lb/bbl de polímeroXCD® y 250 lb/bbl de VG-69 enagua hasta obtener el volumendeseado de lechada.

7. Desplazar la lechada dentro de latubería de perforación y seguir con10 bbl de agua.

8. Comenzar a bombear lodo baseaceite dentro del espacio anularcuando el volumen amortiguadorde 10 bbl de agua llega a la uniónsubstituta mezcladora. Cerrar losarietes. Controlar las velocidades debombeo de manera que la relaciónde volumen de lechada a volumende lodo base aceite sea 2:1. Engeneral, las velocidades de bombeode 4 bbl/min en la tubería deperforación y 2 bbl/min en elespacio anular serán satisfactoriascon una tubería de perforación de 41/2 pulg. en pozos de 7 7/8 pulg. ypozos más grandes.

9. Desplazar la mitad de la lechadadentro de la formación a esta rápidavelocidad de bombeo.Ocasionalmente se puede reciprocarlentamente la tubería de perforaciónpara determinar si la lechada estásubiendo por el espacio anular. Si elindicador de peso indica cualquieraumento del arrastre, desconectar ylevantar la tubería hasta que quedelibre. Realizar las conexiones yseguir desplazando. No hay ningunanecesidad de preocuparse por loscortos periodos de parada, ya queno se impone ningún límite sobre el

tiempo de bombeo de la lechadadentro de la tubería.


11. Desplazar la cuarta parte restante delvolumen de lechada a la mitad delas velocidades usadas en el Paso 10.Si el pozo se llena, lo cual seráindicado por la presión en el espacioanular, tratar (mediante unainyección de presión intermitente)de aumentar la presión usandovelocidades de 1 bbl/min dentro dela tubería de perforación, y 0,5bbl/min dentro del espacio anular.OBSERVACIÓN: Un barril de lechadadebería quedar dentro de la tubería deperforación al terminar la inyección depresión. No realizar la circulacióninversa porque el lodo hará contactocon la lechada y se gelificará dentro dela tubería de perforación.

12. Cuando el pozo no puede llenarse,un empaque debería ser colocado alfondo de la tubería derevestimiento. El desplazamiento dellodo base aceite y de las lechadasdentro de la tubería de perforacióndebería ser realizado alternandocargas de 20 bbl de lechada concargas de 5 bbl de lodo base aceite,usando un espaciador de 1 o 2 bblde aceite entre las lechadas.

13. Después de la inyección de presiónde cemento, salir del pozo y esperarcomo mínimo 8 horas para que elcemento fragüe antes de perforar lazapata. Si el primer intento esinfructuoso, repetir elprocedimiento después de esperar elfraguado del cemento durante 8horas.

PRECAUCIONESEvitar la contaminación de la lechadacon lodo base aceite o agua en las líneasde succión y las bombas. Los siguientespasos minimizarán la posibilidad decontaminación.1. Purgar todo el lodo base aceite de

todas las bombas, líneas y tanquesantes de realizar la mezcla.

2. Usar agua para limpiarcompletamente las bombas, líneas einstalaciones de mezcla antes derealizar la mezcla.

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CAPÍTULO

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Filtrado durante la perforación

Interrumpir la perforación y observar los niveles

¿Pérdidas en la superficie?

Sí No

¿Pozo fluyendo?Localizar y eliminar la pérdida

NoSí

Registrar las presiones estáticas del pozo cerrado Medir la velocidad de pérdida

TotalParcialInfiltraciónMatar el pozo

Las pérdidas comienzandurante RIH

Pérdida por infiltración o parcial

RIH a velocidad reducida

Hacer girar y establecer la circulación

¿Las pérdidas continúan?

No Sí

Continuar RIH

Inyección de arcillaorganofílica con LCM,Diaseal M y cementomedianos y gruesos

Inyección inversa dearcilla organofílica con

LCM, Diaseal M ycemento medianos y

gruesos

Mica, NUT PULG,KWIK-SEAL y

carbonato de calciofinos o medianos

M-I-X II, NUT PLUG,mica y carbonato de

calcio finos omedianos

Mica, NUT PULG, LO-WATE y KWIK-SEAL

finos

M-I-X II, LO-WATE,NUT PLUG y mica

finos

¿Pozo muerto? Inyectar LCM o cemento hastareducir las pérdidas

Sí No

Sí No

Introducir la tubería a presióny matar el pozo

Pérdida total

Mantener el espacio anular lleno

Control del flujo

Ningún flujo

Continuar RIH a una velocidadreducida encima de la zona de

pérdida

Inyectar LCM o cemento

Pérdidas dinámicas solamente

Usar el Diagrama de Flujo 1para seleccionar la píldora de

LCM

El pozo fluye

Cerrar el pozo

Inyectar LCM o cemento

¿Pérdidas reducidas?

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Diagrama de Flujo 1: Filtrado durante la perforación.

Diagrama de Flujo 2: Las pérdidas comienzan durante RIH.

Lodo base aceiteusado

Lodo base aguausado


Lodo base aguausado


Lodo base aguausado

Cap 14 Perdida de circulación

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Transcript of Cap 14 Perdida de circulación