CONTROL DE BROTES

LA MECANICA DE CONTROL DE UN BROTE O SURGENCIA

La clave para un control exitoso de las surgencias consiste en mantener una constante de presin de fondo de pozo durante el proceso de control. Esto minimiza el riesgo de rupturamiento del pozo y evita el flujo adicional de fluidos de formacin en el interior del pozo. Ello puede logarse mediante:

El ajuste del caudal de la bomba mientras se bombea a travs de un estrangulador fijo.

El control de la contrapresin en la tuberia de revestimiento (presin del anular) a valores precalculados, usando para ello un estrangulador ajustable.

El mantenimiento de una presin en la tubera de perforacin constante mediante la variacin de un estrangulador ajustable.

De los tres mtodos citados ms arriba, el ms prctico es el de la tecnica de la presin de la tubera de perforacin constante. Se necesita un estrangulador ajustable, pero el mtodo es preciso y mucho ms simple para su comprensin y su empleo.

La acuacin general de la presin en la tubera es:

SPP = Psc + Pdp + Pb + Pa + sumHa - sumHdp + CP

donde SPP = Presin de la tubera vertical (bomba), en psi.

Psc = Prdida de presin en las conexiones de superficie, en psi

Pdp = Prdida de presin dentro de la sarta, en psi

Pb = Prdida de presin a travs de la barrena, en psi

Pa = Prdida de presin en el espacio anular, en psi

sumHa = Suma de las columnas hidrostticas en el anular, en psi

sumHdp = Suma de las columnas hidrostticas en la sarta, en psi

CP = Contrapresin (back pressure) al lado del revestimiento (anular),

La presin de la tubera de revestimiento (CP) es definida por:

CP = O (cuando no se est circulando a travs del estrangulador)

CP = Pc (cuando se est circulando por un estrangulador a travs del cual hay una prdida de

presin Pc, en psi)

CP=FP - sumHa (bajo condiciones de cierre, donde FP es la presin de la formacin en psi )

Una combinacin de las ecuaciones dadas anteriormente provee las siguientes relaciones bajo condiciones de cierre:

SIDPP = FP - sumHdp = FP - (HOMdp + HNMdp)

SICP = FP - sumHa = FP - (HOMa + HNMa + HIFa),

dondeSIDPP = Presin en la tubera de perforacin durante el cierre, en psi

SICP= Presin en la tubera de revestimiento durante el cierre, en psi

HOM= Columna hidrosttica del viejo lodo, en psi

HNM= Columna hidrosttica del nuevo lodo, en psi

HIF= Columna hidrosttica del fluido invasor, en psi

Finalmente, la presin del fondo del pozo se define, tanto para el lado del anular como para el lado de la tubera de perforacin, bajo condiciones dinmicas y estticas, por la ecuacin

BHP = CP + sumHa + Pa

donde BHP =Presin del fondo del pozo, en psi

A continuacin se expone un problema con una hoja de trabajo.

Ejemplo: Profundidad 3658 metros

MW 1.56gr/cc

SIDPP900psi

SICP1.200psi

PROCEDIMIENTO

1.-Datos a tener antes del brote o surgencia:

Capacidad de la tubera de perforacin:9.3 lt/m

Capacidad de la bomba: 26.536 lt/embolada

(Esta es la informacin minima que se debe registrar y que debe estar disponible en todo momento. Su empleo se describir ms adelante).

2.- Datos a obtener despus de cerrar el pozo:

Profundidad:3658 metrosSIDPP: 900 psi

Densidad del lodo: 1.56 gr/ccSICP: 1,200 psi

(Debe tenerse mucho cuidado de no exceder la mxima presin permitible en la tubera de revestimiento. Si se excede, la circulacin debe comenzar inmediatamente. De otra manera, estos valores deben registrarse cuando la presin se estabilice. Se requiere informacin adicional para una solucin ms completa, pero lo anterior es suficiente para controlar el pozo.)

3.- Clculo de la presin de la formacin:

FP = 1.422 x Profundidad x MW + SIDPP

9015 = 1.422 x (3658) x (1.56) + (900)

(Este clculo es vlido solamente si la barrena esta en el fondo.)

4.- Clculo de la densidad de lodo requerida:

FP

MWR =_____________________

1.422 x Profundidad

(9015)

1.733 =_____________________

1.422 x (3658)

(Este clculo es vlido solamente si la barrena esta en el fondo; de lo contrario, la densidad del lodo para matar el pozo temporalmente y para permitir llegar al fondo es la densidad original del lodo ms SIDPP/(1.422 x Profundidad de la barrena). Esto ha sido discutido previamente.)

5.- Clculo del nmero de emboladas desde la superficie a la barrena

Capacidad DP (lt/m) x Profundidad (m)

SBS =

Capacidad de la bomba (lt/embolada)

(9.3) x (3658)

1,282 =________________________________

(26.536)

6.- Aumento hasta la densidad requerida.

( preferiblemente, la densidad del lodo en las presas debe ser aumentada hasta MWR antes de la circulacin, si las condiciones lo permiten. En una surgencia seria, o cuando la posibilidad del aprisionamiento de la tubera es alta, esto puede ser peligroso. Para surgencia serias, especialmente cuando la SICP inicial alcanza el mximo, la circulacin debe comenzar inmediatamente. El lodo puede tener que ser circulado ms de una vez antes de matar el pozo finalmente, en estos dos casos.)

7.- Fijar la velocidad de la bomba a la mitad de los SPM normales y comenzar la circulacin.

(Se desea un caudal reducido para mantener el control y para evitar un transtorno en el caso de que se tapone un estrangulador. El caudal de circulacin es usualmente con la bomba a la velocidad de regulacin o un tercio a la mitad del caudal normal. Cualquiera que sea, se debe mantener constante durante toda la operacin de matar el pozo. Supongamos 30 emboladas por minuto.)

8.- Usando el estrangulador ajustable, mantener 50 a 100 psi por arriba de la SICP inicial hasta que el nuevo lodo alcance la barrena.

(Esto es esencialmente para tener un margen de seguridad para evitar que penetren los flidos adicionales en el pozo. Debe evitarse un margen de seguridad demasiado grande, por que puede traer el riesgo de ruptura de la formacin o del revestimiento.)

9.-Clculo del tiempo de la superficie a la barrena. (SBT en minutos)

SBS

SBT =_____________________

SPM

(1282)

43 =_____________________

(30)

(Esta informacin se necesita solamente si no hay disponible contador de emboladas de la bomba.)

10.- Despus que el nuevo lodo alcanza el fondo, registrar la presin de la tubera de perforacin: 500 psi.

(Esta es la presin requerida para circular el pozo una vez que el lodo de densidad mayor alcanza la barrena de acuerdo con la tcnica de presin constante de la tubera de perforacin.)

1.- Datos a obtener antes del Brote:

Capacidad de la tuberia de perforacion:____________________ l/m

Capacidad de la bomba:____________________ l/emolada

2.- Datos a obtener despus de cerrar el pozo:

Profundidad:______________ mSIDPP: __________________ psi

Densidad del lodo:______________ gr/ccSICP: _________________ psi

3.- Clculo de la presin de la formacin:

FP = 1.422 x Profundidad x MW x SIDPP

________________ = 1.422 x ( ______________ ) x ( _______________ ) + ( ____________ )

4.- Clculo de la densidad de lodo requerida:

FP (psi)

MWR = ______________________

1.422 x Profundidad (m)

( )

___________________________ = ________________________________________

1.422 x ( )

5.- Clculo del nmero de emboladas desde la superficie a la barrena:

Capacidad DP (lt/m) x Profundidad (m)

SBS =____________________________________________________________________

Capacidad de la bomba (lt/embolada)

( _________________ ) x ( ________________ )

_____________ = ______________________________________________________________________

( ____________________ )

6.- Aumentar la densidad del lodo hasta la densidad requerida:

7.- Fijar velocidad de la bomba a la mitad de los SPM normales de perforacin y comenzar la circulacin.

8.- Usando el estrangulador ajustable, mantener 50 a 100 psi por arriba de la SICP inicial hasta que el nuevo lodo alcance la Barrena.

9.- Clculo del tiempo de la superficie a la Barrena:

SBS

SBS =_____________________________, minutos

SPM

( )

____________________ = __________________

( )

10.- Despus que el nuevo lodo alcanza el fondo, registrar la presin de la tubera de perforacin_______psi.

11.- Empleando el estrangulador ajustable, mantener constante la presin de la tubera vertical hasta que los fluidos invasores son circulados fuera del pozo.

MANUAL DE PROCEDIMIENTOS OPERATIVOS

CONTROL PRACTICO DE BROTES O SURGENCIAS