Métodos Preventivos y de Mitigación de la Pérdida de Circulación (LC)
La clave para prevenir o minimizar la pérdida de circulación radica en una buena planificación y en la aplicación de prácticas de perforación adecuadas, con el objetivo primordial de evitar presiones excesivas sobre las formaciones geológicas.
El artículo propone nueve métodos o consejos esenciales para mitigar la pérdida de circulación:
1. Ubicación del Asiento de la Tubería de Revestimiento (Casing Seat)
Es fundamental seleccionar la zona de asentamiento de la tubería de revestimiento (casing) de manera apropiada. El gradiente de fractura de la formación en el punto de la zapata (casing shoe) debe ser lo suficientemente alto para soportar la columna hidrostática del lodo más pesado que será requerido posteriormente para equilibrar las presiones de las formaciones inferiores. Una colocación inadecuada puede causar fracturamiento en este punto débil.
2. Minimizar las Presiones de Fondo de Pozo (Downhole Pressures)
Se debe controlar la velocidad del movimiento de la tubería, ya que el efecto de pistón del ensamblaje de fondo (BHA) y la broca, conocido como golpe de ariete (surge), incrementa la presión ejercida sobre el fondo del pozo al bajar la sarta.
* Prácticas Recomendadas: Las prácticas de perforación deben mantener estos picos de presión (surge) por debajo del gradiente de fractura. Cuanto más profundo sea el pozo, más lenta debe ser la velocidad de bajada de la tubería, ya que la fricción anular entre el lodo y la tubería es la principal causa de este incremento de presión. Los espacios anulares más pequeños también magnifican estas presiones.
3. Control del Movimiento de la Sarta de Perforación
El movimiento rápido de la tubería mientras se circula el lodo puede generar picos de presión aún mayores.
* Prácticas a Evitar: Los movimientos rápidos de "golpeteo" (spudding) de la tubería o el escariado (reaming) rápido mientras se circula deben hacerse con precaución. Al pasar a través de obstrucciones (bridges), se debe proceder cautelosamente con lavado y escariado (wash and ream).
4. Minimizar la Severidad de la LC mediante la Disminución de la Tasa de Penetración (ROP)
Una Tasa de Penetración (ROP) muy alta satura el espacio anular con recortes (cuttings), incrementando la Densidad de Circulación Equivalente (ECD). Un ECD elevado hace que cualquier pico de presión adicional (como los que ocurren durante las conexiones) sea más propenso a inducir el fracturamiento de la formación.
* Control de Recortes: Es crucial mantener la concentración de recortes en el anular por debajo del 4% para minimizar su impacto en el ECD. Si el ECD está cerca del límite de fractura, se debe controlar el ROP y circular el lodo antes de realizar las conexiones.
5. Efecto de las Bombas de Lodo en la Pérdida de Circulación
El arranque o la detención brusca de las bombas de lodo generan picos de presión, especialmente al restablecer la circulación en el fondo del pozo después de un viaje.
* Estructura de Gel: Parte del pico de presión se debe a la energía requerida para romper la estructura de gel (gel strength) del lodo que se ha formado durante el tiempo de inactividad.
* Mitigación: Para reducir este pico de presión, se recomienda rotar la tubería al comenzar la circulación. Además, se debe mantener una estructura de gel baja y aumentar gradualmente la tasa de bombeo para acelerar la columna de lodo de manera controlada.
6. Minimizar el Latigazo de la Sarta de Perforación (Drill String Whipping)
El latigazo (o vibración) de la sarta puede contribuir a la LC.
* Práctica Recomendada: Se debe usar una cantidad suficiente de lastrabarrenas (drill collars) para asegurar que el punto neutro del ensamblaje de fondo (BHA) se mantenga en esta sección, minimizando así la vibración de la sarta.
7. Diseño de Tubería de Revestimiento y de Perforación
Desde la fase de planificación del pozo, los diseños de las tuberías deben optimizar la hidráulica para garantizar:
* Buena limpieza del pozo (hole cleaning).
* Un ECD mínimo, lo cual es vital al perforar zonas sensibles.
8. Control de Influjos de Pozo (Wellbore Kicks)
Es fundamental evitar los influjos. La presión de cierre en superficie (shut-in pressure) se transmite al fondo del pozo y, a menudo, puede fracturar la formación en su punto más débil, lo que resulta en pérdida de circulación y, potencialmente, en la pérdida de control del pozo.
* Medidas: La planificación y ejecución adecuadas minimizan el riesgo de influjo. Si un pozo debe ser cerrado (shut-in), se deben utilizar procedimientos de control que mantengan una presión de fondo constante y correcta para matar el pozo (kill the well).
9. Control de las Propiedades del Lodo
Las propiedades del lodo deben ser monitoreadas y controladas estrictamente:
A. Viscosidad y Fuerzas de Gel
Valores altos de viscosidad y fuerzas de gel incrementan las presiones de surge y swab cada vez que se interrumpe o restablece la circulación, además de aumentar el ECD mientras se perfora.
* Optimización: Estos valores deben optimizarse para lograr una limpieza adecuada del pozo y suspender los sólidos sin aumentar excesivamente el ECD.
* Limpieza de Pozo: En ocasiones, las propiedades del lodo no se pueden optimizar para la limpieza debido a otras consideraciones operacionales. En estos casos, se recomienda aumentar los caudales y la rotación de la tubería, o utilizar barridas de alta viscosidad (high viscosity sweeps), que a menudo contienen Material de Pérdida de Circulación (LCM), para limpiar el pozo sin efectos permanentes en la viscosidad del lodo base.
B. Sólidos de Perforación y Pérdida de Filtrado (Fluid Loss)
Se debe mantener la concentración de sólidos perforados al mínimo nivel práctico y tratar el lodo para minimizar la acumulación del revoque de pared (filter cake).
* Abollamiento (Balling): El apelmazamiento (balling) de la broca, lastrabarrenas o estabilizadores reduce el espacio anular, lo que aumenta la presión. Si esto ocurre, se debe evitar el "golpeteo" (spudding) de la broca, ya que el efecto combinado de la reducción del anular y el golpe de ariete puede exceder la presión de fractura.
* Revoque de Pared: Los lodos con alta pérdida de filtrado depositan un revoque de pared grueso, lo que reduce el espacio anular e incrementa el ECD. Un lodo que desarrolla un revoque delgado y resistente es más eficaz para prevenir la LC en pequeñas fracturas o poros.
C. Densidad del Lodo (Mud Density)
Se debe perforar con la densidad de lodo mínima requerida para el control del pozo, ya que esto no solo mejora la ROP, sino que también disminuye los efectos relacionados con el lodo que podrían causar fracturamiento.
D. Selección de Materiales de Taponamiento (Bridging Material)
La selección adecuada de agentes de taponamiento es esencial para reducir la pérdida de lodo completo en formaciones porosas.
* Criterio de Selección: El tamaño ideal de las partículas de taponamiento debe ser de un tercio a la mitad de la raíz cuadrada de la permeabilidad en milidarcys (md) de la formación, para asegurar un sello efectivo.
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