EL MÉTODO VOLUMÉTRICO para controlar pozos es un método especial que se usa cuando no es posible lograr una circulación normal en el pozo. No es un método para Matar pero controla la presión del fondo del pozo y permite que el influjo migre sin causar daños ni al pozo ni al revestidor.
Existen varias situaciones en las que no se puede obtener circulación, tales como las siguientes:
• Bombas presentan fallas.
• Mecha y/o tuberia taponada.
• Tubería de perforación está por encima del influjo.
• La tubería está completamente fuera del hoyo.
Con el método volumétrico , la cantidad de gas en el influjo permitirá su migración y la presión del revestidor incrementará hasta un valor determinado, entonces una cantidad de lodo dee purgarse para compensar el incremento de la presión en el revestidor. De esta forma la arremetida llegará a superficie mientras que la presión de fondo del pozo está casi constante.
El uso exitoso del método volumétrico requiere que el personal entienda estos tres conceptos básicos -–
1. LEY DE BOYLE – Enuncia que a una temperatura constante, la presión absoluta y el volumen de un gas son inversamente propoorcionales dentro de un sistema cerrado, tal como se observa en la figura de abajo.
En terminos matemáticos, la Ley de Boyle puede ser enunciada así:
P1 x V1 = P2 x V1
Donde;
P1 = Presión del gas en una condición inicial
V1 = Volúmen del gas en una condición inicial
P2 = Presión del gas en una condición secundaria
V2 = Volúmen del gas en una condición secundaria.
2. PRESION HIDROSTÁTICA – es aquella creada por la columna de fluido. Dos factores afectan la presión hidrostática: la densidad y la altura del fluido.
La presión en el fondo es igual a la presión hidrostática más la presión en superficie.
PRESION (fondo) = P. Hidrostática + P. Superficie.
Aplicaremos este concepto para observar la manera en la que la burbuja de gas incrementará la presion en el fondo del pozo. Si la burbuja de gas no se expande, migrará hacia arriba desde el pozo y accionará sobre la columna de lodo que está por debajo de ella, incrementando la presión en el fondo. Este incremento en la presión del fondo del pozo será igual al de la presión hidrostática por debajo de la burbuja.
. PRESION EN FONDO = P. Burbuja de Gas + P. Hidrostática debajo de Burbuja
Donde;
P1 = Presión del gas en una condición inicial
V1 = Volúmen del gas en una condición inicial
P2 = Presión del gas en una condición secundaria
V2 = Volúmen del gas en una condición secundaria.
2. PRESION HIDROSTÁTICA – es aquella creada por la columna de fluido. Dos factores afectan la presión hidrostática: la densidad y la altura del fluido.
La presión en el fondo es igual a la presión hidrostática más la presión en superficie.
PRESION (fondo) = P. Hidrostática + P. Superficie.
Aplicaremos este concepto para observar la manera en la que la burbuja de gas incrementará la presion en el fondo del pozo. Si la burbuja de gas no se expande, migrará hacia arriba desde el pozo y accionará sobre la columna de lodo que está por debajo de ella, incrementando la presión en el fondo. Este incremento en la presión del fondo del pozo será igual al de la presión hidrostática por debajo de la burbuja.
. PRESION EN FONDO = P. Burbuja de Gas + P. Hidrostática debajo de Burbuja
Si no queremos un incremento en la presión del fondo del pozo, se requiere purgar algo de lodo desde el pozo mientras el gas está migrando hacia arriba y la presión del revestidor debe incrementar para compensar la pérdida de presion hidrostática debida a la purga.
En el control volumetrico existen dos maneras de controlar la presión del fondo a medida que se permite al gas migrar hasta superficie.
1. Esperar y permitirle al gas que migre. La migración del gas incrementará la presión del fondo y la del revestidor.
2. Purgar lodo desde el anular. El lodo que se purga ha de ser igual al incremento en la presión del fondo
Ambos pasos deben ser cuidadosamente desarrollados en secuencia. performed perform in a sequence. We will go to the detailed procedures in later post.
3. Relación ente la altura y el volumen del fluido , determinados por capacidad anular. – Con el proposito de determinar el volumen de lodo que equivale a la presión hidrostática requerida, se requiere entender la capacidad anular. Esta nos dice la cantidad de barriles por pie en el anular y se calcula con la siguiente ecación:
Factor de Capacidad Anular (ACF) = (OD2-ID2) ÷ 1029.4
Donde;
ACF = Factor de Capacidad Anular en barriles/pie
OD = Diametro Externo del anular, en pulgadas
ID = Diametro Interno del anular, en pulgadas
Una vez conocido el ACF, podemos determinar el Incremento de Lodo (MI) , el cual será el volumen de fluido que se purgará del anular para reducir la presión hidrostática allí, de acuerdo a la presion requerida.
Para Calcular Incremento de Lodo
(MI) = (PI x ACF) ÷ (0.052 x MW)
onde;
PI = Incremento de la presión, en lppc
ACF = Factor de capacidad anular, en Barriles/pie
MW = Peso del Lodo , en Lpg.
¿COMO DESARROLLAR EL METODO VOLUMETRICO?
Este método se desarrolla en 05 pasos:
PASO 1 – Cálculos
Se deben determinar tres cálculos antes de aplicar el método Volumétrico.
1. Factor de Seguridad (SF) – en un incremento de la presión de fondo donde permitimos que ocurra naturalmente debido a la migración del influjo de gas hacia arriba con el cierre del pozo, es importante un Factor de Seguridad debido a que permite mantener la presión de fondo del pozo por encima de la presión de formación, y de esta forma el pozo no estará en condiciones de bajo balance mientras se siguen los siguientes pasos. Comúnmente el SF está alrededor de 50 a 200 lppc. Si la presión inicial de cierre en el revestidor es muy cercana a la máxima presión permisible en superficie, se debe seleccionar pequeños valores de factor de seguridad para prevenir una fractura en la formación.
2. Incremento en la Presión (PI) – esta presión se usa como la presión de trabajo mientras se está aplicando el método Volumétrico, y debe ser igual al valor de la presión hidrostática del lodo purgado durante cada paso.
3. Incremento del Lodo (MI) – Es el volúmen de lodo purgado desde el anular para reducir la presión hidrostática por cada cantidad de Incremento de Presión. Es muy importante que en el taladro exista precisión para medir pequeñas cantidades de lodo purgado desde el anular. El incremendo de Lodo se determina mediante la siguiente ecuación:
Donde;
Incremento de Lodo, en Barriles
PI es Incremento de Presión, en lppc.
ACF es el Factor de Capacidad Anular, en barriles/pie
MW es el peso del Lodo, en lpg.
PASO 2 – Permite que la Presión en el Revestidor se incremente hacia el Factor de Seguridad más el Incremento de Presión.
Después de que se complete el primer paso, el segundo paso consiste en esperar que la presión en el revestidor se incremente a un valor igual a la suma del Factor de Seguridad (SF) más el Incremento de Presión (PI). En esta estación, la presión del fondo se incrementará por la presion en superficie, pero la presión hidrostática permanece igual.
Por ejemplo, si SF es 100 lppc y PI es 100 psi, necesitamos esperar hasta que la presión del revestidor incremente a 200 lppc.
PASO 3- mantener la Presión del Revestidor constante Mientras el Incremento de Lodo es Purgado.
Debido a que se consiguió estar en sobrebalance por el Paso 2, con el propósito de alcanzar el incremento de la presión en el revestidor debida a la migración del gas, la presión hidrostática debe liberarse mediante el purgado de volumenes de lodo específicos, los cuales seran iguales al Incremento de Lodo. Purgando lodo con una presion constante en el revestidor nos permite asegurar que la presión del fondo del pozo se reduzca únicamente por la pérdida de presión hidrostática. Si se llegase a fallar en mantener la presión del revestidor constante mientras se purga lodo, puede ocasionar una reducción de la presión del fondo , empeorando la situación para controlar el pozo.
cada purga de volumen (incremento de lodo) reducirá la presión del fondo por la cantidad de Incremento de Presión. Una vez que la pruga se complete, la presión de fondo estará sobre balanceada por el factor de seguridad.
PASO 4 – Esperar por el incremento de la Presión del Revestidor debido al Incremento de Presión.
En este paso se debe esperar que el gas migre arriba hasta que la presión del revestidor incremente de acuerdo al valor de PI. Cuando termine este paso, la presión del fondo aumentará la cantidad equivalente al Incremento de Presión, por lo tanto la presión del fondo estará sobrebalanceada debido al factor de Seguridad más el Incremento de Presión.
PASO 5 – Repetir los Pasos 3 y 4 hasta que el Gas Migre hasta Superficie.
El resto de la aplicación del método de control de pozo volumétrico consiste en repetir los pasos #03 y #04 hasta que el gas finalmente migre hasta totalmente hasta superficie. Durante cada paso de purga , la burbuja de gas se expande y su presión se reduce. Con el tiempo , el gas alcanza la superficie y estará bastante reducida y su volumen incrementará de acuerdo a la Ley de Boyle. .
Traducido desde http://www.drillingformulas.com/volumetric-well-control-when-it-will-be-used/
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Este método se puede usar para traer la afluencia de gas a la superficie y luego reemplazar el gas con fluido para devolver el pozo a la presión hidrostática normal. Normalmente este método se aplica en operaciones de perforación en tierra. En alta mar, se aplica el Método Volumétrico Dinámico (la explicación de este otro método no forma parte de este artículo).
Situaciones en las que se pueden utilizar los métodos volumétricos:
* La sarta está taponada
* La sarta está fuera del agujero.
* Las bombas no funcionan.
* La sarta está fuera del fondo del pozo.
* Durante operaciones de stripping o el snubbing.
* En período de cierre o reparaciones de equipos de superficie.
* La fuga de la tubería o del empacador hace que se desarrolle presión en el revestidor del pozo de producción o inyección.
* Un lavado en la sarta evita el desplazamiento del influjo por uno de los métodos de circulación. ..
