Entrenamiento Acelerado para Supervisores

Anlisis, Prevencin y Manejo deEventos No Programados

En Perforacin

LIMPIEZA DEL AGUJERO

EN POZOS DIRECCIONALES

Entrenamiento Acelerado para Supervisores

Introduccin

q Transporte y Remocin de recortesq Funcin principal del fluido

q Acumulacin de Recortesq Derivada de la pobre limpieza del pozoq Mayor en pozos desviados por fuerzas

de gravedad

q Propiedades de suspensinq Recortes retenidos en el fluido estticoq Punto Cedente y Fuerzas Gel del fluido

Movimiento de Partculas

Mayor velocidad anular es requerida en pozos direccionales que en pozos verticales

Los recortes llegan ms rpido por gravedad al lado bajo del pozo para formar camas de recortes y avalanchas

Concentracin de Recortes en el Anular, ACC

La formacin de las camas de recortes sobre el lado bajo del pozo debido a una velocidad inadecuada del fluido de perforacin depende adems del ngulo del pozo

Camas de Recortes

Problemas derivados de una pobre limpieza del hoyo:

Altos valores de Torque y Arrastre

qPegas de la tubera

qProblemas al correr el revestimiento

Condicin para evitar la formacin de camas de recortes:

Vlodo (pozo direccional) > Vlodo (pozo vertical)

Transporte de Recortes Factores que afectan la limpieza del hoyo:

Principales:

qTasa de Flujo (velocidad anular)

q Tipo de Flujo (laminar / turbulento)

q Inclinacin del Agujero

q Reologa del Fluido

q Rata de Penetracin

Secundarios:

q Velocidad de asentamiento de las partculas

q Geometra y distribucin de las partculas

q Excentricidad de la tubera de perforacin

q Rotacin de la tubera de perforacin

Secciones en la trayectoria del pozo

q Trayectoria Tipo I Incluye dos secciones:

qSeccin Vertical: inclinacin de 0 a 10

q Seccin de Bajo ngulo: inclinacin de 10 a 40

q Trayectoria Tipo II

qSecciones con inclinaciones de 40 a 60

q Trayectoria Tipo III

qSecciones con inclinaciones superiores a 60

Trayectoria Tipo I Zona Vertical (0- 10)

Caractersticas de la remocin de recortes:

qLimpieza del agujero: no hay mayores problemas

qViscosidad del fluido: Debe ser alta para mejorar el transporte de recortes

qRotacin de la tubera: No tiene mucho efecto, especialmente con flujo turbulento

qExcentricidad de la tubera: No tiene influencia

Trayectoria Tipo I Bajo ngulo (10- 40)Caractersticas de la remocin de recortes:

q Velocidad Anular: mayor que para pozos verticales

q Reciclado de las partculas: recortes caen ms rpido al lado bajo del pozo donde se deslizan para ser levantados y r egresar al medio del anular donde son barridos hacia arriba. Este reciclado perjudica la eficiente limpieza del hoyo

q Flujo Laminar: Domina el transporte de recortes

q La Viscosidad, YP y Fuerza Gel inicial tienen efectos significativos en la concentracin de recortes en el anular y en la eficiencia de limpieza del hoyo

Reciclado de Partculas

1. El recorte es forzado hacia el lado bajo del pozo y hacia abajo por la baja velocidad del flujo cerca de la pared

2. En cierto punto la partcula es levantado de nuevo hasta la regin media del del flujo donde se tiene alta velocidad. Es llevado hacia arriba hasta que su tendencia a caer por gravedad supera la fuerza de levantamiento para caer de nuevo en el lado bajo y repetir el proceso

3. La partcula sufre retrituracin y cambios en su forma

4. Se combate bombeando pdoras viscosas de barrido

Trayectoria Tipo II ngulo Crtico de 40a 60Caractersticas:

q Comportamiento de los recortes:

No se presenta el reciclaje de partculas como en los pozos de bajo ngulo pues la gravedad tiende a retenerlos sobre el lado bajo del pozo.

q Camas de recortes

Se desarrollan camas de recortes con apilamiento inestable que se desliza hacia abajo en forma de avalanchas.

Las avalanchas provocan la acumulacin de recortes al rededor de la sarta que pueden llegar a atraparla si no se tratan adecuadamente

q Velocidad Anular

Se debe promover el flujo turbulento para erosionar las camas derecortes

q Movimiento de la sarta de perforacin

El movimiento de la tubera (rotacin/reciprocacin) perturba mecnicamente las camas de recortes

Trayectoria Tipo III Alto ngulo (60+)

Caractersticas:

qFormacin de camas de recortes en forma instantnea

qEspesor de las camas gobernada por la velocidad anular

qLas camas formadas son estacionarias. No se presentan avalanchas

qEl flujo turbulento ondulante y en forma de vrtice destruye las camas de recortes. Los recortes son levantados y desplazados hacia arriba por el anular

qEl movimiento de la tubera (rotacin / reciprocacin) ayuda a perturbar y remover las camas de recorte

Recomendaciones OperacionalesTrayectorias Tipo I - Inclinaciones de 0 a 40

q Utilizar flujo laminar en el espacio anular

q Mantener altos valores de YP y de Fuerza Gel para reducir asentamiento de recortes cuando se pare la bomba

q Verificar limpieza del hoyo antes de parar la circulacin

q Mxima relacin YP/PV

q Utilizar pldoras viscosas de barrido para reducir el reciclaje de recortes

Trayectorias Tipo II. Inclinaciones de 40 a 60

q Mantener flujo turbulento en el anular para prevenir o reducir la formacin de camas de recortes

q El transporte de recortes en flujo turbulento no es afectado por la reologa

q Se puede tener el lodo con baja reologa pero se prefieren altas geles para la suspensin de los recortes cuando est esttico

q Mantener la mxima velocidad anular posible si no se logra flujo turbulento

q La agitacin mecnica de las camas de ripios con la rotacin o reciprocacin de la sarta es el principal factor de limpieza del agujero. Tomar en cuenta el trabajo direccional al rotar la sarta

q Efectuar viajes peridicos de limpieza

q Bombear doras de barrido combinadas (baja viscosidad y altopeso) para erosionar las camas de recortes y transportarlos a lasuperficie

Recomendaciones Operacionales

Trayectorias Tipo III. Inclinaciones mayores que 60

q Se prefiere tener flujo turbulento en el anular

qSe aplican las mismas recomendaciones para las trayectorias de ngulo crtico, pero no se requiere mantener alta la fuerza gel

q Agitacin Mecnica de las camas de recortes con la rotacin o reciprocacin de la sarta

qViajes de limpieza frecuentes si no es posible la rotacin

q Pldoras de barrido combinadas de baja viscosidad y alta densidad son efectivas para erosionar las camas de recortes y transportarlos a la superficie

Recomendaciones Operacionales

Indicadores de pobre limpieza del agujero

q Retorno de recortes reducido respecto a la ROP

q Altos valores de peso de la sarta subiendo

q Dificultad para transferir peso a la barrena y lograr torque en el motor

q Dificultad para orientar el motor de fondo por friccin excesiva con recortes

q Retriturado excesivo de los recortes por reciclado prolongado de los recortes y la interaccin entre la sarta y lascamas de recorte

Recomendaciones Operacionales

Ejemplo de una operadora (1995)

q Pozos de Alcance Extendido con los siguientes datos:

Profundidad promedia: 23000 pies

Desplazamiento Horizontal: 19500 pies

Relacin Desplazamiento/profundidad: 4/1

q Limpieza del agujero: Factor crtico para el xito del proyecto

q Diseo de Hidrulica: Mx.Velocidad Anular de 264 pie/ min con 1150 gpm

q Tubera de Perforacin 6-5/8

q Presin de Circulacin en superficie: 4500 psi

q No se presentaron problemas de limpieza en las secciones de 12 y 8

Requerimientos del Equipo:

Tres bombas de 1600 HP cada una

Sistemas de Alta Potencia

Tubera de perforacin ms grande: 65/8

Lneas de superficie de mayor dimetro

Consideraciones financieras:

Costo: elevado pero efectivo para prevenir problemas de limpieza y riesgos de pega de la sarta

Ganancia: por eliminacin del NPT

Ejemplo de una operadora (1995)

Resumen

q Las altas velocidades anulares significan mejoramiento de la limpieza para cualquier inclinacin

q Camas de recortes se forman en ngulos de 40 a 60 con avalanchas. Por encima de los 60 se forman camas pero no hay avalanchas

q El flujo turbulento erosiona las camas de recortes

q La rotacin y / o la reciprocacin de la tubera de previene la formacin camas de recorte o perturba las ya existentes

Resumen

q En flujo laminar, el transporte de recortes est afectado por la reologa del lodo

qMantener la relacin YP/PV al mximo para mejorar capacidad de transporte, cuando no se pueda lograr flujo turbulento

q En flujo turbulento, el transporte de recortes no est afectado por la reologa del lodo

q La combinacin de pldoras de baja viscosidad y alta densidad son efectivas para la limpieza del hoyo

Resumen

Desviacin del flujo en anular excntrico

La baja velocidad anular en la parte baja creada por la excentricidad de la sarta en el agujero promueve la formacin de camas de recortes que pueden crecer y atrapar la tubera. El fenmeno es ms severo a medida que aumenta la inclinacin del hoyo

Modelo reolgico de la Ley de Potencia

Lodo Base Agua Vs. Lodo Base Aceite

q Desempeo en pozos de Alto ngulo

Similar con valores bajos de YP y PV

El lodo base agua es mejor con valores altos de YP y PV

q Torque Vs ngulo del Pozo

q Desempeo en secciones de ngulo Crtico