8. Perforacin Bajo Balance8.1. DefinicinLa perforacin bajo balance est definida como la perforacin Intencional de una formacin cuya presin excede la presin hidrosttica ejercida por la columna de lodo. El fluido de perforacin puede ser lodo base agua o lodo base aceite, lodo aireado o espuma, o gas como aire, nitrgeno o metano. Primeramente, la perforacin bajo balance se usa para mejorar la ROP, elimina los riesgos potenciales de pega diferencial y prdida de circulacin., y protege las formaciones productoras. Pero en fin, la perforacin bajo balance se hace para reducir el costo total de perforar un pozo y hacer producir un reservorio. Si este costo viene a ser mayor que con la perforacin convencional, es de beneficio limitado. Con la utilizacin del equipo adecuado, ciertos pozos pueden ser perforados bajo balance, y as proporcionarn las ventajas de costos reducidos de perforacin y produccin mejorada. Es Imperativo que todo el equipo de seguridad funcione perfectamente y que todo el personal tome las debidas precauciones (lo que es cierto para todas las operaciones de perforacin) pues las patadas de pozo (kicks) son ms severas y peligrosas.

8.2. Beneficios y Limitaciones8.2.2. Beneficios Mejora dramtica de la rata de perforacin. Mayor capacidad para mantener un hueco vertical en formaciones duras (sin tener que reducir el WOB y las RPM, como en la perforacin convencional). Riesgo mnimo de perder circulacin. Se evita la pega diferencial. Se protege el reservorio de dao a la formacin, al evitar que haya invasin de fluidos y por lo tanto evitando el taponado mecnico de los poros por sales / arcillas hidratadas.8.2.3. Limitaciones La perforacin bajo balance no debe usarse cuando se perforen formaciones frgiles que puedan colapsar cuando no estn soportadas por una columna hidrosttica de lodo. Las formaciones fracturadas o con alto buzamiento son naturalmente susceptibles al colapso si no las soporta una columna hidrosttica de lodo. Los mantos gruesos de carbn generalmente estn fracturados, y colapsan o se derrumban cuando se perforan bajo balance. Igualmente pueden producir agua, lo que afecta adversamente la perforacin con aire y / o gas. La perforacin bajo balance no debe ser usada en sales sobre presionados o de gran espesor, ni en depsitos salinos. La perforacin bajo balance en zonas sobre presionadas someras, puede ocasionar que sobrevenga un influjo sbito o muy grande de fluidos de formacin lo cual podra conducir al tipo de patada de pozo ms peligroso y severo.

8.4. Perforacin para fluidos en perforacin bajo balance8.4.1. Perforacin Con Gas Y AireLa perforacin con gas se ha empleado para incrementar la rata de perforacin en formaciones de rocas duras. 8.4.1.1. Ventajas Mxima ROP. Costo reducido para perforar zonas de prdida de circulacin. Costo reducido del fluido de perforacin. Rendimiento mejorado del pozo. Sin corrosin (N2)

8.4.1.2. Desventajas Formaciones con agua Costos (especialmente con N2, pozos de dimetro grande) Pared del pozo sin soporte. Posibilidad de incendio dentro del pozo (Al usar aire) Mala calidad de los cortes para evaluacin (muy finos e intermitentes)

8.4.2. NieblaUna niebla est formada por atomizacin de fluido en aire o en gas. El fluido en particular, sea agua, lodo o an aceite, depende de las condiciones y litologas locales. Por ejemplo las gotas de agua en suspensin pueden ocasionar la reaccin, hinchamiento y desestabilizacin de las sales, pero el uso de agua o aceite con polmeros puede evitar esto. Sin embargo al densificarse la niebla se baja la rata de perforacin y requiere mayor volumen de aire y algunas veces mayor presin de inyeccin. El uso de bombas de inyeccin y de agentes nebulizantes se aade al costo de la perforacin con niebla. 8.4.2.1. Ventajas Puede perforar formaciones hmedas Evita incendios dentro del pozo.

8.4.2.2. Desventajas Rata de perforacin menor que con aire / gas Requiere mayores volmenes de aire y presin de inyeccin. La humedad permite la corrosin. El agua en el pozo puede ocasionar inestabilidad en los sales. No hay soporte contra la pared del pozo.

8.4.3. EspumaMientras que la niebla tiene partculas de lquido suspendidas en una fase continua de gas, la espuma es un fluido de dos fases: una de burbujas de gas suspendidas en una fase lquida. La espuma se usa en general porque no se altera por los influjos de fluido de la formacin y porque tiene unas excelentes caractersticas para levantar los cortes y limpiar el hueco. La calidad de la espuma es un trmino que describe la proporcin de gas respecto al fluido. Por ejemplo, una calidad de espuma de 0,80 contiene 80 % de gas. (Por encima de 0,97 o 97 % el fluido se llamara una niebla)8.4.3.1. Ventajas Buena capacidad levantamiento de fluidos de formacin como agua y aceite. Excelente capacidad de arrastre de cortes y limpieza de hueco (comparada con la niebla) debido a su viscosidad, necesitando menor velocidad. Necesita menos gas que una niebla aire/ gas.

8.4.3.2. Desventajas Humedece la formacin, aunque esto puede ser minimizado con aditivos. Hay corrosin si la fase gaseosa es aire. Es de difcil disposicin final (Necesita ms equipo de superficie). Alto costo porque la espuma no es reutilizable y debe ser constantemente generada.

8.4.4. AireadosEl trmino fluido aireado se le da a un fluido en dos fases cuya calidad de espuma es menor a 0.55, o 55% de gas. El lodo aireado se ha desarrollado para reducir prdidas de circulacin cuando se usan lodos convencionales, por medio de la reduccin de la presin hidrosttica. Sin embargo el problema ms crtico con el lodo aireado son los ascensos sbitos de presin. El lodo aireado entonces es ms adecuado para perforar formaciones duras que no reaccionen inmediatamente a los cambios de presin y velocidad.

8.4.4.1. Ventajas Propiedades (como densidad, torta de lodo, inhibicin del lodo). Control de presin. Riesgo reducido de prdida de circulacin

8.4.4.2. Desventajas Aumentos sbitos de presin. Corrosin (con ciertos tipos de fluido) Costo adicional de equipos y generacin de gas

8.5. Comportamiento de los Sistemas de Espuma y Nitrificado/ AireadoLos sistemas de espuma y aireado/nitrificado son compresibles, por lo tanto no se comportan como los sistemas de lodo convencionales. Las siguientes herramientas ayudan a explicar el comportamiento de los sistemas de circulacin aireado / nitrificado.Ante cualquier posible problema con la circulacin de espuma, es recomendable analizar la situacin y efectuar cambios requeridos interpretados as:Aumento en la inyeccin de aire - mayor velocidad anular, menor presin de fondo.Disminucin del volumen de aire - mayor presin de fondo, menor velocidad anular.Aumento de la fraccin liquida, mayor presin de fondo, menor velocidad anular.Disminucin de la fraccin liquida, menor presin de fondo, mayor velocidad anular.Para los modelos de aireacin:El gas se inyecta bajo presin en el sistema de fluido de perforacin con el objeto de disminuir la columna hidrosttica (el fluido es la fase continua y el gas la fase discontinua), la cual tendr una incidencia directa en el gradiente de presin, pero no en la limpieza ni estabilidad del pozo, la cual ser directamente obtenida segn las condiciones fsicas y reolgicas del fluido de perforacin.El control de la mezcla Gas/Fluido es muy importante para determinar la presin de fondo aplicada con las diferentes relaciones Gas/Fluido.El control del flujo de descarga sin tener que cerrar el pozo, es importante para realizar programas de inyeccin a medida que se registren las lecturas de retorno para la determinacin del nivel esttico del pozo durante las maniobras para no sobre presionar la formacin ni que el pozo fluya durante la maniobra.