Lo siguiente corresponde a la perforación de pozos con maxima profundidad de 7000', CARACTERISTICOS DE UN TALADRO DE 700 A 1000 HP, queriendo decir con ello que la descripción de operaciones para perforar hoyos superficiales puede variar de acuerdo al tipo de pozo.
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I- DISEÑO Y ALISTAMIENTO DE MECHAS TRICONICAS EN CAMPO
La mecha tricónica, se ha convertido en la de uso más extendido. Fue diseñada en 1933 y esta conformada por tres ruedas cuyo movimiento giratorio perfora el hoyo. Para hoyos superficiales se requiere de su empleo debido a que es la indicada para perforar en formaciones de arenas poco consolidadas, como Mesa Las Piedras, por ejemplo
Su
diseño y alistamiento tiene que adaptarse al programa de perforación
preparado para el pozo. En este caso se requiere de una Mecha tricónica
de 12-1/4 pulgadas de diámetro, Area de flujo total (TFA): 0.73 ,IADC
No. 117. Este tipo de mecha o trépano se caracteriza por poder cortar el
mayor volumen posible de roca, manteniéndose activa el mayor tiempo que
se pueda.
Su alistamiento forma parte de la vestida del ensamblaje de fondo (BHA, por sus siglas en inglés). Este lo compone la mecha en primer lugar, seguido por un adaptador o bit sub y una combinación calculada de Drilling pipes (DP) y Heavy Weight (HWDP).
II- PARAMETROS DE PERFORACION EN HOYOS SUPERFICIALES.
En hoyos superficiales se tienen que tomar en cuenta ciertos parámetros de manera que se pueda perforar de la mejor forma posible sin que surjan ningún tipo de inconvenientes operacionales. Dichos parámetros toman en cuenta las características litológicas de la formación a través de la cual se perforará el hoyo superficial.
El hoyo superficial atravesará la formación mas somera, la cual esta comunmente compuesta por arenisca de secuencia granodecreciente, por lo que es necesario diseñar los parámetros de perforación de tal forma que se pueda mantener la verticalidad del hoyo y controlar el ángulo programado, ya que en la zona hay una muy alta densidad de pozos. Para ello se recomienda mantener bajo el Peso sobre la mecha (PSM) y altos valores de revoluciones por minuto (RPM) en las rotaciones.
De esta forma, para la perforación del hoyo superficial generalmente se aplica un peso sobre la mecha de entre 4 a 5 Klbs. La RPM se fija entre 100 y 120 revoluciones por minuto. Se bombeo a 400 galones por minuto, presio pb de 800 psi, Torque de alrededor de 3500 libras por pie (lbs.ft), y una rata de penetración (ROP) de 66 pph.
III- ENSAMBLAJE Y PRUEBAS DE TUBERÍA Y BHA HOYOS SUPERFICIALES.
La vestida del Bottom Hole Assambly (BHA) o Ensamblaje de Fondo del Hoyo, requiere de un diseño distinto al empleado en secciones horizontales. Por lo general el BHA de esta primera sección esta compuesto por la Mecha, el Bit Sub, motor de lodo, estabilizadores, drill collars (o lastrabarrenas), Tuberías de peso pesado (Heavy Weight – HWDP), dispositivos de impacto (jar).
El BHA tiene que proveer la fuerza necesaria para que la mecha quiebre la roca y permanecer estable en un ambiente mecánicamente hóstil. En los campos referidos se baja en la primera fase un BHA consistente de:
Mecha Tricónica de diámetro 12,25 pulgadas y IADC 117.
Bit Sub.
4 Drilling Pipes (DP) de 6 ¼”.
12 Heavy Weight (HWDP) de 5”.
Tuberías de Perforación de 5”.
IV- PREPARACIÓN DE LODOS NATURALES Y PRUEBAS
Para
perforar el hoyo superficial en el Campo Uracoa, perteneciente a la
Empresa Mixta PETRODELTA ha determinado el empleo de Lodos a base Agua,
compuesto de agua y sustancia coloidal. Este será de tipo Aguagel, con
una densidad de 8.6 a 8,7 ppg , viscosidad de 40 s/qt y viscosidad
plástica de 5 a 6 centipoise.
Este lodo es preparado por la empresa contratista designada para los fluidos y productos químicos. Entre los productos que se emplean para preparar el lodo de esta fase están la bentonita y cal. La bentonita es la mejor fuente de componentes coloidales, compuesta de sílice y alúmina pulverizada.
Este lodo es muy favorable para la formación del revoque sobre la pared del hoyo. Por ello tiene que cumplir, de acuerdo al tipo de formación en la que se esta perforando (en este caso Mesa – Las Piedras) con las características determinadas según el programa de perforación para cada pozo.
Durante la perforación se hacen diariamente tres pruebas de lodo. La primera a las 4:00 am, seguida de otra a las 12:00 p.m. y la última a las 8:00 de la noche. En ellas se destaca la profundidad medida a la que se tomo la muestra (MD), la densidad del lodo, la viscosidad, la viscosidad plástica, el punto cedente, la concentración de sólidos, el pH, la filtración y la prueba de azul de metileno (MBT, Metilene Blue Test).
V- PROBLEMAS COMUNMENTE ENCONTRADOS DURANTE LA PERFORACION DE HOYOS SUPERFICIALES.
Durante la perforación de hoyos superficiales los problemas comúnmente encontrados son los siguientes:
ARRASTRE: Este problema se observa a la hora de sacar la sarta de perforación al sentirse un peso mayor, que puede ser indicio de algún colapso en las paredes del hoyo. Ello genera un desgaste en la sarta de perforación y en caso de observarse durante los labores de perforación, la acción recomendada es bombear píldoras de alta y baja reología, para asegurar con ello, la buena limpieza del hoyo.
PEGA DE TUBERÍA:
o atascamiento de tuberías. Ocurre debido a una diferencia de presión
entre el hoyo y la formación, cuando la sarta se para en el lado opuesto
de la formación que esta tomando fluido. Ello hace que la presión
hidrostática empuje a la sarta contra el revoque grueso frente a una formación permeable.
Esta situación se presenta cuando los Drill Collars están sobre dimensionados o las sartas de estos son demasiado largas. También se debe a una alta desviación del hoyo y condiciones que provoquen que el área de contacto drene su presión hasta igualarse con la presión de la formación (densidad alta, alta pérdida de agua y lodo con alta cantidad de sólidos). La medida más inmediata en esta situación consiste en reducir el área de contacto entre los drill collars y el revoque.
PÉRDIDA DE CIRCULACIÓN: es el problema que genera mayor impacto sobre las operaciones de perforación. Se denomina también pérdida de retornos y consiste en la pérdida total o parcial del fluido de perforación que se dirige a las formaciones del subsuelo. Ello se presenta cuando las aberturas existentes en las formaciones permiten el paso del fluido entero hacia ella, generando pérdidas que van desde 1 barril por hora de fluido hasta todos los retornos.
Ello también constituye un gasto debido al aumento del costo para obtener fluidos de perforación, al igual que los retrasos en la operatividad de los equipos de perforación. Las perdidas de circulación se presentan de la siguiente forma:
Pérdidas naturales – La invasión se presenta, o el fluido entero se pierde, en aquellas formaciones altamente permeables, no consolidadas, fracturadas, cavernosas o fisuradas.
Pérdidas inducidas – El fluido se pierde debido a una excesiva presión inducida que fractura hidráulicamente a la formación.
En caso de ocurrir este problema, se recomienda chequear la locación en superficie y sus alrededores manteniendo suficiente material antipérdida.
EMBOLAMIENTO DE LA MECHA: Este problema consiste en la pérdida de la funcionabilidad de la mecha de circular lodo. Estos problemas suelen ocurrir en presencia de arcillas altamente reactivas y retrasan considerablemente las labores de perforación.
VI- VIAJES DE LIMPIEZA (PARAMETROS PROBLEMAS DE DISEÑOS)
Son
estrategias operacionales que consisten en la realización de viajes de
tubería de manera reciproca (bajando y subiendo) luego de haber llegado a
cierta profundidad, manteniendo intervalos constantes cada vez de los
cuales se procede a realizar un viaje de limpieza. Ello se realiza con
la finalidad de “limpiar” el hoyo ante posibles derrumbes o hinchamiento
de arcillas, haciendo una especie de calibración para asegurar las
condiciones del hoyo perforado.
Estos viajes de limpieza tambien pueden realizarse reciprocando la tubería al tiempo que se bombean píldoras hasta observar que los retornos sean limpios, sin contenido de lodo. Otro procedimiento de limpieza de hoyo consiste en sacar la tubería rotandola, lo cual se conoce como Backreaming.
RESUMEN TIPICO DE OPERACIONES PARA PERFORAR HOYO DE SUPERFICIE.
Previo a la perforación del hoyo superficial, el taladro debio haber sido mudado desde su anterior hasta el cellar donde se ha planificado perforar el nuevo pozo. La Mudanza dura generalmente unos 4 días cuando se realiza dentro de una misma locación . Una vez estando vestido el taladro en un 100% se procede a perforar el hueco de ratón y se probar las lineas de Stand pipe, las bombas de lodo y la válvula Kelly Cock.
La operación inicia con el armado del BHA, el cual consiste generalmente de la Mecha Triconica de 12 -1/4” seguida del adaptador o Bit sub, 3 Drill Pipes y 32 Heavy Weights. El mismo se baja comenzando a perforar con los siguientes parámetros controlados:
PESO SOBRE LA MECHA: 2 KLBS
REVOLUCIONES POR MINUTO (RPM): 80
TORQUE: 1200 Lb. Ft
PB: 1200 Lb.ft
Galonaje: 300 galones por minuto.
Rata de Penetración (ROP): 56 pies por hora (PPH).
Posteriormente
y debido al surgimiento de varias situaciones, estos parámetros fueron
cambiados de acuerdo a la ocasión. Una vez alcanzada la profundidad de
1000' o 1050’ se bombea unos 20 barriles de píldora viscosa, circulando de manera recíproca hasta que se observan fondos limpios.
