Mantener un estado de alerta para determinar los posibles primeros indicadores de arremetida en el control de pozo es de suma importancia para prevenir un incidente relacionado con descontrol del pozo. La observación cuidadosa y la reacción positiva a estos signos mantendrán el pozo bajo control y evitarán que ocurra una situación de arremetida y reventón.
Los diversos signos que se han registrado como indicadores de alerta temprana no son consistentes en todas las situaciones. Sin embargo, es posible que las señales deban usarse colectivamente, ya que un indicador puede no brindar con precisión la advertencia de estar en una situación de bajo balance. A pesar de que la serie de signos puede cambiar entre los pozos, las indicaciones de alerta temprana se pueden encontrar en la siguiente lista.
- Incremento en la tasa de perforación de penetración (ROP).
- Aumenta el Torque y arrastre.
- Disminución de la densidad de lutitas.
- Cambios en la propiedad del barro.
- Aumento del tamaño y forma del corte.
- Incremento en el gas de viaje, conexión y de fondo.
- Incremento de la temperatura del lodo de perforación de retorno.
- Disminución del exponente D
Aumento de la tasa de penetración
Al perforar con parámetros de perforación
consistentes, a medida que la broca se desgasta, debe ocurrir una
tendencia normal de disminución de la tasa de penetración.
Si la presión diferencial entre la presión hidrostática del fluido de
perforación y la presión de poro de formación disminuye, se produce un
aumento en la velocidad de perforación a medida que se reduce el efecto
de retención de viruta.
Figura 1 - Drilling Break (imagen de DrillingFormulas)
Un aumento general y constante en la tasa de penetración es a menudo un
indicador bastante bueno de que una zona de transición puede haber sido
penetrada. Este cambio en la tasa de penetración se conoce como Rotura de perforación o DRILLING BREAK (Figura 1) .
Un rápido aumento en la tasa de penetración puede indicar que se ha
ingresado una formación de presión anormal y que se ha producido una
situación de bajo balance.
Mayor Torque y arrastre
El aumento del arrastre y el torque giratorio a menudo se producen cuando se perforan formaciones de lutitas sobrepresionadas debido a la incapacidad de la densidad de lodo poco equilibrada para retener la invasión física de la formación en el pozo.
El arrastre y Torque de rotación son indicadores tanto indirectos como cualitativos de sobrepresión. También son indicadores de la inestabilidad del agujero y otros problemas mecánicos. Los aumentos de la tendencia de torsión y arrastre a menudo indican al perforador que se está perforando una zona de transición. El arrastre hacia arriba y hacia abajo, así como los valores de torsión promedio deben registrarse en cada conexión. Estas tendencias son valiosas cuando se comparan otros cambios de tendencias.
Se puede encontrar un ejemplo de información relevante en los siguientes artículos;
Las Lutitas hidro-presurizadas causan una tubería atascada
LUTITA geo-presurizada causa una tubería atascada
Disminución de la densidad de lutitas
La densidad de lutitas normalmente aumenta con la profundidad, pero disminuye a medida que se perforan zonas de presión anormales. La densidad de los recortes se puede determinar en la superficie y trazar en función de la profundidad. Se establecerá una línea de tendencia normal y las desviaciones pueden indicar cambios en la presión de poro. La densidad de la lutita se puede medir utilizando un balance de lodo, por lo que consulte más detalles en este artículo, Densidad a granel de los recortes con balance de lodo .
Aumento del tamaño y forma del corte
En las zonas de transición o en las lutitas (lutitas arenosas y de lecho arenoso) con presión anormal, las lutitas se rompen y caen en el orificio debido a una condición poco equilibrada (presión de poro mayor que la presión hidrostática del lodo). La humectación del agua puede agravar aún más este problema.
Los cambios en la forma de los recortes de esquisto pueden ocurrir a medida que se desarrolla una situación de bajo balance. Las partículas son a menudo más grandes y pueden ser agudas y angulares en la zona de transición. Relleno adicional en la parte inferior puede coincidir con el cambio de tendencia. El desprendimiento severo a menudo causará cambios en la relación de presión y emboladas de la bomba. Por lo tanto, es muy imperativo verificar con frecuencia el corte que se produce en los agitadores de lutitas o zarandas (Figura 2) para monitorear el comportamiento del pozo.
Normalmente, los lutitas a presión producen pequeños recortes con bordes redondeados y generalmente son planos, mientras que los recortes de una lutita sobre presionada son a menudo largos y astillados con bordes angulares. A medida que se produce una reducción del diferencial hidrostático entre la presión de poros y la presión del fondo del pozo, los recortes de los orificios tendrán una mayor tendencia a desprenderse del fondo. Esto también puede conducir a la expansión de la lutita que causa el agrietamiento y desprendimiento de la lutita en el pozo. Los cambios en la forma de los recortes y la carga de recortes sobre los agitadores deben ser monitoreados en la superficie.
Cambios en las Propiedades del Lodo
El aumento de agua en el lodo o en un cloruro (y, a veces, calcio) que se ha circulado desde el fondo siempre indica que el fluido de formación ha entrado en el pozo. Puede crearse mediante frotis o puede indicar que un flujo de pozo está en marcha. Pequeños aumentos de cloruro o calcio podrían ser indicativos de zonas estrechas (no permeables) que tienen alta presión.
En ciertos tipos de lodos, la viscosidad aumentará cuando el agua salada ingrese al pozo y se mezcle con el lodo. Esto se denomina floculación porque las pequeñas moléculas de sólidos de lodo, que normalmente están dispersas, forman pequeños "grupos" llamados flóculos. Estos flóculos causan viscosidad y aumentos de gel. En otros tipos de lodos, es posible que vea una disminución de la viscosidad causada por el corte de agua (reducción de peso). Esto es cierto cuando se opera con lodos a base de agua saturada de sal de pH bajo.
En el lodo a base de aceite, cualquier contaminación por agua actuaría como un “sólido” y causaría aumentos de viscosidad. El lodo cortado en gas sería esponjoso y tendría viscosidades más altas (y menor peso del lodo). Es esencial saber que los cambios de tendencia son más importantes que el valor real del cambio.
Incremento en el gas de viaje, de conexión y de fondo
El lodo de retorno debe ser monitoreado por contaminación con fluidos de formación. Esto se hace registrando constantemente la densidad del lodo de la línea de flujo y monitoreando con precisión los niveles de gas en el lodo devuelto.
El lodo cortado con gas no indica en sí mismo que el pozo esté fluyendo (el gas puede ser arrastrado en los recortes). Sin embargo, debe ser tratado como una alerta temprana de una posible arremetida.
Por lo tanto, los niveles de los tanques deben monitorearse
estrechamente si se detectan niveles significativos de gas en el lodo.
Una parte esencial de la interpretación del nivel de gas en el lodo es
la comprensión de las condiciones en que el gas entró en el lodo en
primer lugar.
El gas puede ingresar al lodo por una o más de las siguientes razones:
El gas puede ingresar al lodo por una o más de las siguientes razones:
- Al Perforar una formación que contiene gas incluso con un desequilibrio adecuado.
- Reducción temporal de la presión hidrostática causada por el frotamiento a medida que la tubería se mueve en el agujero.
- La presión del poro en una formación es mayor que la presión hidrostática de la columna de lodo.
El gas debido a uno o una combinación de los anteriores, se puede clasificar como uno de los siguientes grupos:
Gas de Perforación: Cuando se perforan formaciones porosas que contienen gas, una cierta cantidad del gas contenido en los recortes entrará en el lodo. El gas que ingresa al lodo, a menos que esté en solución con lodo a base de aceite y se mantenga a una presión más alta que su punto de burbuja, se expandirá a medida que circula por el hoyo, causando un corte de gas en la línea de flujo. El corte de gas debido a este mecanismo ocurrirá incluso si la formación está desequilibrada. Elevar el peso del lodo no lo impedirá. Cabe señalar que el gas perforado solo será evidente durante el tiempo necesario para hacer circular los recortes de la formación porosa.
Gas de Conexión: Los gases de conexión se miden en la superficie como un aumento distinto del gas de fondo, producen al levantar la sarta después de una conexión. Los gases de conexión son causados por la reducción temporal de la presión total efectiva de la columna de lodo durante una conexión. Esto se debe a la parada de la bomba (es decir, la pérdida de ECD) y la acción de limpieza de la tubería. En todos los casos, los gases de conexión indican una condición de equilibrio cercano. Cuando se identifica una tendencia al aumento de los gases de conexión, se debe considerar la posibilidad de ponderar el lodo antes de la perforación, las operaciones continúan y, en particular, antes de cualquier operación de disparo.
Gas de Viaje: es cualquier gas que ingrese al lodo mientras se saca o mete la tubería en el hoyo que . El gas de viaje se detectará en el lodo al circular fondos hacia arriba después de un viaje de ida y vuelta. Si la columna de lodo estático es suficiente para equilibrar la presión de formación, el gas de viaje será causado por el frotamiento y la difusión del gas. El gas de viaje significativo puede indicar que existe una situación cercana al equilibrio en el hoyo..
Cambio en la temperatura del lodo que retorna.
La temperatura normalmente tendrá un fuerte aumento en las zonas de transición. La velocidad de circulación, el tiempo transcurrido desde el viaje y el volumen del lodo influirán en las tendencias de la temperatura de la línea de flujo. El gradiente de temperatura en formaciones con presión anormal es generalmente más alto de lo normal. El gradiente de temperatura disminuye antes de penetrar en la interfaz y, por lo tanto, las diferencias marcadas pueden dar una indicación temprana de presiones anormales. Esta suele ser una medida de superficie que tiene una tendencia a verse influida por factores operativos. La figura 4 muestra gráficos de aumento de temperatura mientras penetra en una formación de presión anormal.
Gas de Perforación: Cuando se perforan formaciones porosas que contienen gas, una cierta cantidad del gas contenido en los recortes entrará en el lodo. El gas que ingresa al lodo, a menos que esté en solución con lodo a base de aceite y se mantenga a una presión más alta que su punto de burbuja, se expandirá a medida que circula por el hoyo, causando un corte de gas en la línea de flujo. El corte de gas debido a este mecanismo ocurrirá incluso si la formación está desequilibrada. Elevar el peso del lodo no lo impedirá. Cabe señalar que el gas perforado solo será evidente durante el tiempo necesario para hacer circular los recortes de la formación porosa.
Gas de Conexión: Los gases de conexión se miden en la superficie como un aumento distinto del gas de fondo, producen al levantar la sarta después de una conexión. Los gases de conexión son causados por la reducción temporal de la presión total efectiva de la columna de lodo durante una conexión. Esto se debe a la parada de la bomba (es decir, la pérdida de ECD) y la acción de limpieza de la tubería. En todos los casos, los gases de conexión indican una condición de equilibrio cercano. Cuando se identifica una tendencia al aumento de los gases de conexión, se debe considerar la posibilidad de ponderar el lodo antes de la perforación, las operaciones continúan y, en particular, antes de cualquier operación de disparo.
Gas de Viaje: es cualquier gas que ingrese al lodo mientras se saca o mete la tubería en el hoyo que . El gas de viaje se detectará en el lodo al circular fondos hacia arriba después de un viaje de ida y vuelta. Si la columna de lodo estático es suficiente para equilibrar la presión de formación, el gas de viaje será causado por el frotamiento y la difusión del gas. El gas de viaje significativo puede indicar que existe una situación cercana al equilibrio en el hoyo..
Cambio en la temperatura del lodo que retorna.
La temperatura normalmente tendrá un fuerte aumento en las zonas de transición. La velocidad de circulación, el tiempo transcurrido desde el viaje y el volumen del lodo influirán en las tendencias de la temperatura de la línea de flujo. El gradiente de temperatura en formaciones con presión anormal es generalmente más alto de lo normal. El gradiente de temperatura disminuye antes de penetrar en la interfaz y, por lo tanto, las diferencias marcadas pueden dar una indicación temprana de presiones anormales. Esta suele ser una medida de superficie que tiene una tendencia a verse influida por factores operativos. La figura 4 muestra gráficos de aumento de temperatura mientras penetra en una formación de presión anormal.
Disminución en Exponente D –
El D-exponente será trazado por los registradores de pozos y se mantendrá actualizado en todo momento. Este valor se introdujo a mediados de los años sesenta para calcular una tasa de penetración normalizada en relación con ciertos parámetros de perforación.
El "exponente d" descrito a partir de la siguiente ecuación:
d = log (R ÷ 60N) ÷ log (12W ÷ 1000D)
Dónde;
R = tasa de penetración en pies por hora
d = exponente en ecuación de perforación, adimensional
N = velocidad de rotación en rpm
W = peso en bit en kilo libra
D = tamaño de bit en pulgadas
** Nota: esta ecuación es válida para el peso constante del fluido de perforación.
El D-exponente se puede corregir y normalizar para los cambios de peso del lodo y / o ECD (densidad de circulación equivalente) mediante lo siguiente:
dc = dx presión normal (ppg) / peso del lodo o ECD (ppg)
Se ha utilizado un gráfico de Dc-Exponent versus profundidad en las secciones de lutitas con un éxito moderado en la predicción de la presión anormal. Las tendencias del Exponente Dc normalmente aumentan con la profundidad, pero en las zonas de transición, su valor disminuye a valores más bajos que los esperados, lo que indica una posible zona de alta presión. La figura 5 muestra una gráfica de Exponente Dc que muestra una rampa de presión anormal.
Traducido desde
