POZOS DE CONTROL

YESENIA GALE FLOREZ

UNIDADES TECNOLOGICAS DE COLOMBIAUTC.

TECNICA PRODUCCION Y REACONDICIONAMIENTO DE POZOSSABANA DE TORRES

2014.POZOS DE CONTROL

1

SISTEMAS Y MANEJOS DE CONTROL DE POZOS DE PERFORACION EN EL CAMPO A DESARROLLAR LA PERFORACION EN SUS DIFERENTES

ETAPAS Y MANEJOS DE ESTRUCURAS Y PROCESOS.

INGENIERO:ALEXANDER BRAN

UNIDADES TECNOLOGICAS DE COLOMBIAUTC.

TECNICA PRODUCCION Y REACONDICIONAMIENTO DE POZOSSABANA DE TORRES

2014.

INDICE

2

Introducción.…………………………………………………………………………....04

Construcción del Pozos……………………………………………………………...06

Tipos de Pozos de Control………………………………………………….……..…07

Ensayo de campo de Control………………………………………………………..09

Métodos o Sistemas de desarrollo de Pozos de Control………………………11

Conclusión…………………………………………………………………………..….16

Bibliografía………………………………………………………………………………17

3

INTRODUCCIÓN

El control de un pozo es necesario para el manejo de una situación de riesgo provocada por una arremetida o por la sospecha de ella. Las arremetidas y los influjos son provocados porque la presión que ejerce la columna hidrostática del fluido de perforación es menor que la presión de poro de la formación lo que produce que los fluidos que están dentro de ella invadan la tubería generando un aumento de los tanques y posiblemente, dependiendo del tipo de influjo, un aumento en las unidades de gas.

El control del pozo debe provocar que la presión dentro de la tubería sea igual a la presión de la formación o mayor. La presión de la formación es medida al cerrar el pozo y medir la presión en el cabezal. Con el gradiente hidrostático de los fluidos se puede determinar el tipo y la cantidad del influjo junto con la presión de la formación.

El control de pozo puede ser llevado a cabo en diferentes formas, una de ellas es densificar el fluido de perforación y otra es aumentar la presión desde la superficie (en la bomba). Es posible combinar ambos métodos. Hay varios métodos para controlar los pozos que se utilizan cada día. En cada caso, los principios son los mismos. El propósito común es mantener una presión constante en el fondo del pozo, en un nivel igual o levemente mayor que la presión de la formación, mientras que se circulan lodos más pesados dentro del pozo.

Puesto que la presión del tubo de perforación es un indicador directo de la presión en el fondo del pozo, se puede manipular sistemáticamente la presión del tubo de perforación, y se puede controlar la presión en el fondo del pozo. Los tres métodos principales de llevar a cabo las operaciones de controlar un pozo, manipulando la presión del tubo de perforación.

PROCEDIMIENTOS DE CONTROL DE POZOS.

Un control de pozo consiste en observar un pozo con las bombas detenidas para determinar si es que está fluyendo. Algunas veces los controles de flujo son llevados a cabo como política de norma de la empresa, quizá antes de levantar la tubería del fondo, en la zapata de la tubería de revestimiento, o antes de quitar la barrena. También son llevados a cabo a juicio del perforador debido a cambios en los parámetros de perforación, o a pedido de los supervisores, el ingeniero de lodos, o los miembros del personal que noten indicaciones de una surgencia. Los controles de flujo son llevados a cabo por medio de la observación directa, usando

4

sensores de flujo, o de manera volumétrica. Si el pozo está fluyendo, los procedimientos de cierre deben iniciarse de inmediato.

La profundidad, el tipo de fluido, la permeabilidad de la formación, el grado de desequilibrio y otros factores, afectan el período de observación del pozo durante el control de flujo. El control debe durar lo suficiente como para determinar si es que el pozo está fluyendo o permanece estático.

Pasos para seguir el Método de Pesar y Esperar para Control de Pozos:

1. Cerrar el pozo.

2. Permitir que la presión se estabilice y registrar la presión estabilizada de cierre en el casing, la presión inicial de cierre en la tubería y la ganancia de los tanques.

3. Realizar los Cálculos de Control de Pozos y se tienen que averiguar los siguientes datos:

Presión de Fondo del Pozo, basada en la presión del drill pipe.o Peso de Matar del Lodo necesario para controlar el influjo Data de presión de la tubería de perforación.

Máxima presión del revestidor de superficie durante la operación de control de pozos.

Máxima ganancia en los tanques durante la circulación.

4 Alcanzar el peso del lodo en el sistema según el peso de matar requerido.

5 Establecer la circulación requerida para la Tasa de Matar manteniendo la presión del Casing constante.

6 Seguir el programa de tubería de perforación hasta que el peso de lodo de matar llegue a la mecha.

7 Mantener constante la presión en la tubería una vez que el lodo de Matar salga de la mecha hasta completar la circulación.

8 Chequear el peso de lodo de salida y asegurarse que sea igual al peso del Lodo de Matar.

9 Parar bomba y chequear flujo para garantizar que el pozo se encuentra estático.

10 Circular y acondicionar Lodo si se requiereConstrucción de pozos

5

Cuando diseña la construcción de su pozo, se entiende el desafío al que usted se enfrenta. Hay que tener conocimientos específicos especiales que usted necesita para optimizar la construcción de su pozo sin importar cuáles son las condiciones presentes. Los desafíos que hoy representan los yacimientos agotados o excesivamente presurizados dificultan la posibilidad de lograr un aislamiento zonal óptimo mediante los métodos convencionales

Preparación del área:

Luego de que la empresa contratista, consigue el contrato para perforar un pozo en tierra el área se prepara para acomodar la torre y su equipo.

El área se limpia, se nivelan y se construyen carreteras de acceso y debido a que el compuesto mayor del lodo de perforación es agua, un pozo para agua se perfora o se instalan bombas y tuberías de agua de un rio, lago, etc. cercano.

Luego se cavara una presa grande y se cubrirá con plástico este tanque de reserva servirá como lugar para desperdicios.

Luego de preparar el área, hay que preparar el punto donde se va a perforar el pozo, en tierra se suele cavar un hoyo rectangular llamado antepozo, sótano o simplemente cajón. La torre ira justo encima de este antepozo y este servirá como espacio adicional para los accesorios de perforación que van instalados debajo de la torre.

En el centro del antepozo, se comienza la primera parte del pozo, pero no necesariamente con el trepano. En vez, una torre de perforación portátil puede utilizarse para comenzar la perforación. Esta parte del hoyo es de gran diámetro pero de poca profundidad. Se reviste con una tubería ancha conocida como caño conductor o caño guía.

Luego otro hoyo se cava al lado del sótano. Este hoyo también se reviste con tubo y se llama ratonera. La ratonera sirve de almacenaje temporal para la pieza del equipo de perforación conocida como el cuadrante.

Luego de todo esto se procede a trasladar el equipo y la torre del contratista de perforación al lugar de perforación.

Ensamblaje del equipo:

vez que el contratista ya ha trasladado su torr asta es lugar de la perforación de la perforación, el próximo paso es montar los componentes de la torre para poder comenzar la perforación. Para las torres que se van a utilizar en tierra, primero se tiene que montar la infraestructura, un armazón de metal que descansa sobre la tierra justo encima del hoyo. La infraestructura aguanta el peso del mástil o de la

6

torre, los kilómetros de tubería que se usaran en el hoyo y el malacate que soporta el peso de la sarta de perforación durante las carreras. A veces dependiendo del diseño de la torre, los motores también van sobre la plataforma.

Con la infraestructura en su sitio y armada, y con los motores y malacate en su sitio, el próximo paso es montar la torre. La torre es una estructura que se monta pieza a pieza son pernos por una cuadrilla de construcción de torres. En la mayoría de perforaciones modernas utilizan mástiles, el mástil es una estructura que se arma una sola vez en el sitio.

Tipos de Pozos de control.

Muchos factores técnicos y geológicos influyen para que un pozo se pueda cavar de manera vertical, mientras más profundo se encuentra el yacimiento que buscamos, más control hay que tener sobre la trayectoria de la barrena para mantener el hoyo recto.

De las experiencias derivadas de desviaciones accidentales en la perforación vertical surgió la idea de desplazar lateralmente los hoyos de manera intencional con el fin de obtener mejores resultados. Esta técnica comenzó a utilizarse a partir de los años treinta, y con ella se desarrollaron las herramientas adecuadas para obtener precisión en el ángulo de desviación requerida.

.

Corte Transversal Trayectoria del Hoyo para mostrar la trayectoria intencionalmente

Los avances en la fabricación de equipos, la computación y la electrónica en el campo petrolero, han hecho posible que actualmente los expertos perforen y terminen pozos direccionales, inclinados y horizontales.

En el siguiente gráfico puedes apreciar los diferentes tipos de perforaciones.

7

Observa que en la figura A el estrato es perforado verticalmente, en la figura B es penetrado direccionalmente en un ángulo de 45 grados, en la figura C se trata de un pozo inclinado de escasa profundidad, en la figura D puedes observar lo que se llama macolla de pozos, y en la E y última se trata de un pozo cuyo(s) estrato(s) productor(es) puede(n) ser terminado(s) como sencillo y/o doble, con la ventaja de que el intervalo productor penetrado horizontalmente logra tener varias veces el espesor natural del estrato.

Ensayo de Campo de Control

Para entender fácilmente esta actividad en la cual interviene la mano de obra calificada (técnico) y la tecnología, a través de la cual se puede establecer el comportamiento de un pozo productor de crudo y/o gas, es necesario conocer unas generalidades de la misma.

OBJETIVO DEL DIAGRAMA

Evaluar las condiciones del trabajo del equipo de superficie es decir el machín y del subsuelo de los pozos que producen por intermedio de levantamiento artificial de bombeo mecánico.

DEFINICIONES

8

Para hacer efectivo este trabajo, hemos descrito algunas definiciones propias de la Ingeniería de Petróleos, con el objeto de poder entender los equipos y actividades en el desarrollo de la actividad.

Equipo de superficie: Dentro del equipo de superficie, se cuenta la unidad de bombeo, caja reductora, motor y conexiones de superficie (líneas de producción)

Equipo de fondo: Varillas, tubería de producción, Casing, anclas y bomba.

Dinagrama: Es un registro de cargas, sobre la barra pulida para determinar la carta en superficie del comportamiento de la bomba durante cada ciclo de bombeo y por medio de la ecuación de onda determina la carta de fondo de la bomba y la carga sobre los tramos de varilla.

Well Anallzer Echometer: Es un equipo digital utilizado para la toma de registros de diagramas y niveles de fluido. Consta de: una interfase, celdas de carga y cables de conexión.

Interfase: Equipo que convierte los impulsos de corriente, generados por la celda de valores de carga en libras.

Celda de carga: Equipo que se utiliza para la medición de cargas en la barra pulida, además de medir spm (ciclos por minuto) y recorrido.

PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE DINAGRAMAS

Una vez en el sitio de trabajo, es decir, el pozo productor por bombeo mecánico se siguen los siguientes pasos, los cuales serán cronometrados y se levantará la información requerida para hallar los tiempos estándares.

Se hacen las siguientes conexiones que no se tendrá en cuenta para la medición:

Interfase -cable Y.

Cable Y - Cable Churrusco.

Cable churrusco - celda de carga

Luego de hacer las conexiones se prepara el programa para la medición.

Y nos disponemos a levantar las mediciones del trabajo.

El operario detiene el motor de la unidad, desacelerándola.

Frena la unidad cuando el crank (cabezal) está en la carrera descendente del

ciclo, es decir abajo.

Instala la grapa de seguridad utilizando una llave de tuerca.

Libera el carrier ubicado en la barra lisa del crank

Instala la celda de carga

9

Se desplaza hasta la unidad y libera el freno

Enciende la unidad para realizar la toma del diagrama por medio de la onda

que transmite la celda hasta la interface. Esto se hace dejando el machín subir

y bajar en dos ciclos.

Se levanta el registro y se hace la toma de las válvulas.

Se procede a detener la unidad finalizando la carrera ascendente, durante doce

(12) seg., aproximadamente para la toma de la varilla viajera.

Se detiene la unidad abajo.

Se procede a grapar la barra lisa para soltar el carrier bar y sacar la celda de

Carga.

Luego de sacar la celda, se cierra de nuevo el carrier bar y se desengrapa.

Se libera el freno

Puesta en marcha de motor.

Esta actividad se hace diariamente en todos los pozos que presenten una baja en la producción y también se realiza periódicamente para prevenir inconvenientes futuros.

Puede decirse que del tiempo que tarda el operario en realizar este trabajo depende la producción que se espere del mismo, es decir, detener una unidad compromete la cantidad de crudo explotado. Por esto estamos seguros que analizar el tiempo y estandarizarlo será una herramienta importante para poder calcular previamente cuánto cuesta en cantidad de crudo y dinero este procedimiento.

A continuación se describen los registros y gráficos del estudio de tiempo realizado a esta actividad. El sistema de medición del tiempo se realizó con cronometro, en tres oportunidades y en días diferentes al mismo operador. Se puede decir que se realizó bajo condiciones normales de trabajo, aunque el operario no se desenvuelve con naturalidad y estaba más pendiente de hacer su trabajo mecánicamente que hacerlo de manera eficaz.

Métodos o Sistemas de desarrollo de pozos de control.

10

Sistema de Izaje

Aporta los medios para levantar y bajar la sarta de perforación, la tubería de revestimiento y otros equipos sub superficiales, para realizar conexiones y viajes.

El sistema de izaje es un componente vital del equipo de perforación. Este sistema suministra un medio por el cual se da movimiento vertical a la tubería que está dentro del pozo; esto es, bajar y sacar la sarta de perforación y la T.R.

Los principales componentes de este sistema son:

Mástil y subestructura Malacate La corona y la polea viajera (Sistema de poleas) El cable de perforación Equipo auxiliar tal como elevadores, gancho, etc.

Mástil

Es una estructura de acero con capacidad para soportar todas las cargas verticales, cargas excedentes y el empuje por la acción del viento, la longitud de éstos varía de 24 a 57m y soportan cargas estáticas de 125 a 1500 tons.  y se dividen por su construcción en:

Voladizo Plegable Telescópico

Subestructura

La subestructura se construye de acero estructural y las cargas que debe soportar son superiores a las que soporta el mástil, ya que además de soportar el mástil, soporta al malacate, la mesa rotaria, el piso de trabajo y debe tener una altura suficiente para permitir la instalación del conjunto de preventores y la línea de flote.

Malacate

  Es el elemento que utiliza la energía del sistema de potencia para aplicarle una fuerza al cable de perforación. Está provisto de un sistema de frenos para controlar las altas cargas y un sistema de enfriamiento para disipar el calor

11

generado por una fricción en las balatas. El tambor del malacate tiene un ranurado (lebus) para acomodar el cable de perforación.

Cable de Perforación

El cable de perforación une al malacate con el ancla del cable y está guarnido a través de la corona y la polea viajera con objeto de darle movimientos verticales a esta.

El cable está formado por torones y un alma, varios torones se tuercen alrededor de un alma para forrar el cable.

Sistema de Poleas

El sistema de poleas es el que une mediante el cable de perforación al malacate con tubería de perforación o revestimiento y proporciona un medio mecánico para bajar o levantar dichas tuberías. El sistema de poleas se compone de: la corona  la polea viajera.

Corona

La corona es un sistema de poleas fijas colocadas en la parte superior del mástil.

Polea Viajera

Como su nombre lo indica es de libre movilidad. También se le conoce como block o gancho.

El sistema de poleas nos permite reducir la fuerza requerida para sacar o meter la tuberia.

Sistema de circulación

La función principal del sistema de circulación, es la de extraer los recortes de roca del pozo durante el proceso de perforación. El sistema esta compuesto por equipo superficial y subsuperficial.

Equipo Superficial

Bombas Presas de lodo (descarga, aislamiento y succión) Stand pipe, swivel y flecha Equipo de control de sólidos Desgasificador

12

Temblorina

Equipo Subsuperficial

Tubería de perforación preventores lastrabarrenas barrena el pozo mismo

Bombas

El componente más importante en el sistema de circulación es la bomba de lodos y la potencia hidráulica suministrada por ésta, ya que de esto dependerá el gasto y la presión requeridos para una buena limpieza del pozo. Si las bombas no trabajan de forma eficiente proporcionando el gasto de lodo y la presión adecuada se pueden presentar los siguientes problemas.

Limpieza inadecuada del pozo. Disminución en la velocidad de penetración. Atrapamiento de la sarta de perforación. Incremento en el costo del pozo.

El Stand pipe es una pieza tubular fijada a una pierna del mástil en el extremo inferior se conecta con la descarga de la bomba y en el extremo superior se conecta una manguera flexible de alta presión.

Cuello de ganso y Swivel

El cuello de ganso es una pieza tubular que une a la manguera flexible con el swivel. El swivel se conecta en una parte inferior con la flecha o kelly y nos permite girar la sarta de perforación mientras se circula,

Temblorina

Es el primer equipo utilizado para el control de los sólidos producto de la perforación, se instala sobre la presa de descarga, consta de una malla que es vibrada mediante un motor.

Sistema de Rotación

13

El objetivo del sistema de rotación es proporcionar la acción de rotación a la barrena para que realice la acción de perforar. En la actualidad existen 3 formas de aplicar la rotación a la barrena y son:

1. Sistema Rotatorio convencional2. Top Drive3. Motor de fondo

Sistema rotatorio convencional

Es superficial y trasmite la rotación a la tubería a través de sus componentes que son:

Mesa rotaria Buje maestro Bushing kelly Unión giratoria (Swivel) Sarta de perforación

 Mesa Rotaria

 Tiene como objetivo proporcionar el movimiento giratorio, que en conjunto con los bujes es trasmitido a la flecha, al swivel y a la sarta de perforación.

Buje Maestro

Se instala en la mesa rotaria y es el elemento que junto con la cuña fijan la sarta de perforación a la rotaria para trasmitirle el movimiento.

Bushing Kelly  o Bushing

Se instala en el extremo inferior de la flecha y se une al buje maestro mediante unos pines para trasmitir el movimiento a la flecha.

Flecha o Kelly

Es un elemento de acero de forma cuadrada y hexagonal que se instala en la parte superior de la tubería de perforación, en ella se instalan válvulas de seguridad en ambos extremos para el control de flujos del pozo.

Swivel

14

Este elemento está sostenido por la polea viajera y se instala en la parte superior de la flecha.

Sarta de perforación

Esta encargada de trasmisión de la rotación desde la superficie hasta el fondo del pozo (a la barrena) y esta compuesta por:

Tubería de perforación Tubería Pesada (heavy weight) Martillo Lastrabarrenas (drill collar) Combinaciones Estabilizadores Barrena y portabarrena

15

CONCLUSIÓN

El control de un pozo es necesario para el manejo de una situación de riesgo provocada por una arremetida o por la sospecha de ella. Las arremetidas y los influjos son provocados porque la presión que ejerce la columna hidrostática del fluido de perforación es menor que la presión de poro de la formación lo que produce que los fluidos que están dentro de ella invadan la tubería generando un aumento de los tanques y posiblemente, dependiendo del tipo de influjo, un aumento en las unidades de gas. El control del pozo debe provocar que la presión dentro de la tubería sea igual a la presión de la formación o mayor. La presión de la formación es medida al cerrar el pozo y medir la presión en el cabezal. Con el gradiente hidrostático de los fluidos se puede determinar el tipo y la cantidad del influjo junto con la presión de la formación. El control de pozo puede ser llevado a cavo en diferentes formas, una de ellas es densificar el fluido de perforación y otra es aumentar la presión desde la superficie (en la bomba). Es posible combinar ambos métodos.

16

Bibliogarfia

informe-control-de-pozos_2do-2012/hhpp//:pozoscontrol.mx.

Rafael Abbas Haithan Jaroqui, Abu Dhabi, Emiratos Arabes Unidos Steve Dole, En Cana Corporation Hendri Junaidi, P.T. Ccaltex Pacific Indonesia, Escocia Exploration and production Aberdeen, una red de seguridad para controlar las perdiadas de circulación y control de pozos.

Petroleos mexicanos, exploración y prevención y producción de pozos petroleros,control de brotes.

17