8/12/2019 Tema9 Perforacion Bajo Balance
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PERFORACIN BAJO
BALANCE
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Perforacin Bajo Balance
INDICE
1. Definicin.
2. Razones para utilizar el mtodo de Bajo balance.
3. Informacin para planear el Bajo balance.4. Equipo superficial y sub superficial.
5. Fluido de control.
6. Limitaciones.
7. Evaluacin econmica.
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La perforacin convencional.- Consiste en
perforar el yacimiento o zona productora,utilizando un lodo de perforacin cuya presin
hidrosttica ejercida sobre el yacimiento o
formacin perforada sea mayor que la presin
de poro de la formacin.
Perforacin Bajo Balance
La perforacin bajo balance.- Consiste en
perforar el yacimiento o zona productora,
utilizando un lodo de perforacin cuya presin
hidrosttica ejercida sobre el yacimiento sea
ligeramente menor que la presin de poro de la
formacin productora, permitindole fluir a
gastos controlados.
PyYac
PyYac
Ph
Py > Ph
PyYac
PyYac
Ph
Py < Ph
Convencional Bajo balance
En la perforacin bajo balance, el control del pozo se realiza con equipo superficial.
1. Definicin.
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Perforacin Bajo Balance
1. Mejorar la productividad del pozo.2. Optimizar la perforacin.
3. Disminuir costos.
1.- Mejorar la productividad.- Cuando se
mantiene una presin de yacimiento por arriba
de la presin hidrosttica estamos asegurandoque el fluido de perforacin no entrar a la
formacin evitando as el dao a la misma por
invasin de fluidos y slidos.
Py > Ph
2. Razones para utilizar el mtodo de Bajo balance.
Skin Factor BBL/Day
0 6,500
2 4,900
10 3,100
30 1,900
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2.- Optimizar la perforacin.- Una forma de optimizar la perforacin es, evitar los tiempos
perdidos por pegadura de tuberas originados por presin diferencial, mejorar los avances
en la velocidad de penetracin y evitar la perdida de lodo. Con la perforacin bajo balance
donde la presin diferencial es a favor de la formacin nos permite obtener incrementos
en la velocidad de penetracin y disminuye el efecto de pegaduras.
Perforacin Bajo Balance
70
60
50
40
30
20
10
0
-500 0 +500
Carbonato
Arcilla
Arena p
bPh
Velocida
d
penetracin
ft/hr
Presin diferencial PSI
PRESION DE LODO
PRESION DE PORO
FUERZA RESULTANTE
Py < Ph
Py
2. Razones para utilizar el mtodo de Bajo balance.
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3.- Disminucin de costos.- Al evitar el dao a la formacin durante la perforacin,
estaremos permitiendo una limpieza mas rpida del pozo sin la utilizacin de
estimulaciones o fracturamientos cuyo costo es muy alto.
La perforacin bajo balance nos permite maximizar el uso del fluido de control (puede
representar del 15 al 20% del costo total del pozo) al disminuir o eliminar la perdida del
mismo.
Al utilizar presiones diferenciales a favor de la formacin, nos permite utilizar
densidades del fluido de perforacin mas bajas que las utilizadas en una perforacin
normal. Es conocido que la densidad del fluido de perforacin tiene un efecto
importante en el desempeo de las barrenas y cuanto mayor es la densidad, menor es
el rendimiento de la barrena.
Perforacin Bajo Balance
2. Razones para utilizar el mtodo de Bajo balance.
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Perforacin Bajo Balance
a.a. ObjetivoObjetivo
b.b.
InformacinInformacin
3. Informacin para planear el Bajo balance.
a.- Objetivo.- El principal objetivo de la perforacin bajo balance es la reduccin de
costos, mediante la eliminacin del dao a la formacin durante la perforacin y la
optimizacin de la perforacin al evitar tiempos perdidos por pegaduras y perdida de
fluidos.
b.- Informacin.- Para obtener una buena planeacin es importante disponer de lasiguiente informacin:
Geologa
Plano de cimas y bases
Planos de correlacin
LitologaFallas
Yacimientos
Presin de poro
Presin de fractura
Presin de sobrecargaContenido de fluidos
Perforacin
Fluido de perforacin
Programa de barrenas
Equipo superficialPrograma direccional
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a. Cabezas rotatorias.- Es el equipo utilizado para el control superficial de presin del
sistema.
4. Equipo superficial y sub superficial
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Kelly Driver
Top Rubber
Bearing Assembly
Bottom Rubber
Bowl
! Presin de Trabajo Rotando: 2,500 PSI
! Presin Esttica : 5,000 PSI
! Capacidad del cuerpo : 10,000 PSI
! Mxima Velocidad de operacin:120 RPM
! Temperatura de Operacin:- 28 + 121 C-20 + 250 F
! Capacidad para servicio en presencia de H2S
Cabeza Rotativa Modelo 7100
Perforacin Bajo Balance
a. Cabezas rotatorias.- Es el equipo utilizado para el control superficial de presin del
sistema.
4. Equipo superficial y sub superficial
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b. Conexiones superficiales.- Es el equipo utilizado para realizar la mezcla e inyeccion
del fluido de control a utilizar.
4. Equipo superficial y subsuperficial
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Ensambles de estrangulacin
! Bloque de presin de entrada de 4-1/16 o 7-1/16,5000 psi
! 5 vlvulas de compuerta de 4-1/16 5000 psi.
!
Estrangulador hidrulico de 4-1/16 5000 psi y unestrangulador manual de 4-1/16 5000 psi.
! Cmara de amortiguacin para interconectar con elseparador y el rbol de estrangulacin del equipode perforacin.
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b. Conexiones superficiales.- Es el equipo utilizado para realizar la mezcla e inyeccion
del fluido de control a utilizar.
4. Equipo superficial y sub superficial
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Separador Vertical 3F
!Gas, lquido y slidos
!Mximo gasto de 350 galones por minuto y 30 MMPCD
!Presin de trabajo de 130 lppc
!Medidor de gas de platina de orificio de 6
!Medidor de lquido tipo turbina de 3 Mirillas
!Bombas centrifugas de transferencia (Misin 3x4R)
!Bomba de cavidad progresiva para slidos (Roper) ybomba de agitacin.
!Vlvula de contrapresin en la salida de gas
!Vlvula de alivio Mercer de 3 x 2.
!Vlvula de nivel de lquido mecnica flotante oneumtica.
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c. Separador.- Es el equipo utilizado para separar los fluidos en superficie
4. Equipo superficial y sub superficial
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! Vlvula de contrapresin en la lneade gas.
! Control de nivel de lquidos conactuadores y vlvulas
! Vlvulas de alivio y disco de ruptura.
! Bombas centrifugas para lquido y decavidad progresiva para slidos
! La medicin de los gases producidosa travs de este separador se hacecon un sistema de platina de orificio
! Cada uno de los cuatro comparti-mientos est equipado con mirillas
Capacidad :
60MMPCD y 30000 BPD.
Presin de trabajo : 250 psi
Separador Horizontal
Perforacin Bajo Balance
c. Separador.- Es el equipo utilizado para separar los fluidos en superficie
4. Equipo superficial y sub superficial
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Sistemas de Inyeccin de Gas A travs de la TP
Aplicacin mas simple.
No se requieren modificacionessustanciales a los equipos
convencionales
Menores costos de aplicacin
Es difcil controlar la presin defondo de pozo durante los viajes.
Requiere el uso de herramientas defondo no convencionales (Sistema
por cable o Electromagnticas)
Perforacin Bajo Balance
d. Sistema de inyeccin al pozo.- Es el mtodo y equipo utilizado para hacer llegar el
fluido al fondo del pozo
4. Equipo superficial y sub superficial
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Mayores costos de instalacin.
El control de la densidad efectivade circulacin (ECD) est limitado
por la profundidad de la tubera
(Punto de inyeccin de gas)
Buen control de la presin defondo de pozo durante los viajes.
Permite el uso de herramientasconvencionales por pulso de lodo.
Sistemas de Inyeccin de Gas A travs de SartaParsita
Lnea de inyeccin
Sarta
Perforacin Bajo Balance
d. Sistema de inyeccin al pozo.- Es el mtodo y equipo utilizado para hacer llegar el
fluido al fondo del pozo
4. Equipo superficial y sub superficial
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Instalacin mas costosa.
Tiempo adicional para instalar yrecuperar el tie back
El control de la ECD esta limitada porla profundidad del liner (Punto deinyeccin).
Problemas para estabilizar presin defondo durante la circulacin.
Buen Control de la presin de fondode pozo durante los viajes.
Permite el uso de herramientasconvencionales por pulso de lodo.
Sistemas de Inyeccin de Gas
Por Anular concntrico (Tie back o Scab Liner)
Perforacin Bajo Balance
d. Sistema de inyeccin al pozo.- Es el mtodo y equipo utilizado para hacer llegar el
fluido al fondo del pozo
4. Equipo superficial y sub superficial
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! El Gauge Carrier aloja dos registradoreselectrnicos de presin y temperatura.
! Se instala arriba del ensamble de fondo depozo, recolecta datos en memorias quepueden ser descargados durante los viajes.
Sensores
Presin y Temperatura
Perforacin Bajo Balance
d. Sensores.- Es el equipo utilizado para la toma de informacin mientras se esta
perforando
4. Equipo superficial y sub superficial
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Informacin proporcionada
CACTUS 1002Pres in y Temperatura Anu lar 1
MG S/N 4533
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8/17/03
21:59
8/18/03
4:31
8/18/03
11:11
8/18/03
17:51
8/19/03
0:31
8/19/03
7:11
8/19/03
13:51
8/19/03
20:31
8/20/03
3:11
8/20/03
9:51
8/20/03
16:31
8/20/03
23:11
Tiempo
Presion(psi)
50
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
Temperatura(F)
Presin
Temperatura
1. Viaje
2. Circulando c on Lodo
3. Circulando c on lodo relajado
4. Reparac iones, arme y desar me
5. Conexin
6. Retorno de N2 en Superf icie.
7. Corta Bombeo de L odo
8. Corta inyeccin de N2
9. Perf ora con lodo
1
7
8
65
6
3
10
4
1
1
28
3
Levanta para
omar survey
4
Perforacin Bajo Balance4. Equipo superficial y sub superficial
d. Sensores
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Rango de Densidad Efectiva de Circulacin
2.5 21
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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Rango de Densidad para fluidos aereados
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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Gas y/o Aire Seco! 100% Gas (El aire es el mas usado por economa).
! Aplicado en general en formaciones muy duras.
! Velocidad mnima para limpieza efectiva del pozo: 3000 pies/min (915 m/min).
! Alta velocidad de penetracin (20 30 m/hr).
! Baja capacidad para desalojar flujos de agua de formacin.
! Se requiere secar totalmente el pozo antes de empezar a perforar.
! Desgaste adicional de los componentes de la sarta por la friccinde los slidos a alta velocidad.
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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Rocio (Niebla o Mist)! Calidad (96 99.) % de Gas
! Sistema bifsico muy fino, el aire es la fase continua.
! Mayor volumen de aire requerido que en el caso de aireseco para efectiva limpieza anular.
! Puede manejar volmenes de flujos de agua de hasta 100Bls/hr
! El mecanismo de limpieza es combinado entre el arrastrede la fase discontinua del fluido (Gotas de lquido) y lavelocidad anular.
! Se complementa con agua y aditivos qumicos (Polmeros,surfactantes, inhibidor de corrosin).
! Riesgo de atrapamientos por formacin de collares delodo/slidos en el tope de los lastrabarrenas
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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Espuma
! Calidad (55 99.5 %).
! Sistema bifsico donde el aire es la fase discontinua.
! Bajo volumen de aire requerido para efectiva limpieza anular.
! Alta capacidad de acarreo de cortes y de soporte cuando sedetiene la circulacin.
! Puede manejar volmenes de influjo de agua de hasta 300 bpd.
! El mecanismo de limpieza es la viscosidad del sistema de espuma .
! Se emplean aditivos qumicos (Polmeros, surfactantes, inhibidorde corrosin, antiespumante) para mejorar las propiedades de laespuma.
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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Fluido Gasificado ! Calidad (0 - 55 %).
! La fase lquida es un lodo de perforacin convencional.
! Medio gasificante (Aire, Gas natural, Nitrgeno y/o gas decombustin).
! Gradiente hidrosttico regulado por la inyeccin de gas.
! Bajo requerimiento de gas comparado con las otras tcnicas.
! La capacidad de acarreo de los cortes depende de la fase lquida.
! Fcil separacin de fases en superficie.
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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MEDIO GASIFICANTE
! Mxima pureza 99.9%
! Mayor costo de generacin
! No incremente la tasa de corrosin
! Problemas de logstica,
disponibilidad y almacenamiento
! Costo de transporte
! Pureza 95-98%, 2 5% de Oxgeno
! Menor costo
! Requiere programa de control de
corrosin por el contenido residual
de Oxgeno
! Disponibilidad 24 hr al da en la
localizacin
! Costo de movilizacin/desmo-
vilizacin del paquete de equipos
Nitrgeno Criognico Nitrgeno de Membrana
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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Fibra Polimrica ahuecada para Separacin de Gases
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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Configuracin Sistema de Produccin de Nitrgeno por Membrana
Equipo dePerforacin Booster Sistema de
Membrana
Compresor
Alimentacin
de Aire
Equipo dePerforacin Booster Sistema de
Membrana
Compresor
Alimentacin
de Aire
Perforacin Bajo Balance5. Fluido de control
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Perforacin Bajo Balance6. Limitaciones
El mtodo de perforacin bajo balance tiene algunas limitaciones, sobre todo en
formaciones inestables.
a. Formaciones poco consolidadas.
b. Formaciones altamente presurizadas.
c. Intrusiones salinas.
d. Formaciones con flujos de agua.
e. Formaciones arcillosas plsticas.
7. Evaluacin econmica
Despus de realizar el anlisis tcnico, as como revisar todos los requerimientos serealiza un anlisis econmico, el cual nos permitir tomar la decisin si se realiza o no la
perforacin.
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