El artículo "Undergauge Holes and Stuck Pipe" (Agujeros Bajo-Calibre y Atrapamiento de Tubería) de Drilling Manual aborda una causa de atrapamiento mecánico de la tubería que surge de la reducción del diámetro del pozo más allá de sus dimensiones nominales. Un agujero bajo-calibre (undergauge hole) puede ser un precursor directo de problemas graves, incluido el stuck pipe, la dificultad para bajar revestimientos y fallas en la cementación.
Definición de Agujero Bajo-Calibre (Undergauge Hole):
Un agujero bajo-calibre se refiere a una sección del pozo donde el diámetro real es significativamente menor que el diámetro nominal perforado por la barrena. Es decir, la pared del pozo se ha reducido. Esta reducción de diámetro puede ser generalizada a lo largo de una sección o localizada en puntos específicos.
Causas de Hoyos Bajo-Calibre:
El artículo identifica varias razones por las cuales el diámetro del pozo puede reducirse:
Inestabilidad de Formación y Colapso:
Lutitas expansivas: Como se mencionó en otros contextos, las lutitas que se hidratan y expanden al contacto con lodos a base de agua pueden ejercer presión sobre la pared del pozo, provocando que se contraiga o colapse sobre sí misma y sobre la tubería.
Formaciones no consolidadas: Rocas sueltas o friables pueden desmoronarse y caer en el pozo, reduciendo el diámetro disponible.
Inestabilidad de esfuerzos: Si los esfuerzos geológicos naturales exceden la resistencia de la formación, la pared del pozo puede deformarse o colapsar.
Desgaste de la Broca (Bit Balling/Wear):
Broca "Embarrada" (Balled-up Bit): Cuando la broca se cubre de recortes pegajosos (especialmente en lutitas plásticas), su capacidad de cortar y mantener el diámetro se ve comprometida. La broca "desliza" sobre la formación en lugar de cortarla eficazmente, lo que resulta en un agujero de menor diámetro.
Desgaste excesivo: Una broca desgastada puede no mantener su diámetro nominal, especialmente si los elementos de corte (insertos de carburo, conos) se rompen o desgastan de manera irregular.
Problemas de Limpieza del Pozo y Acumulación de Recortes:
Cama de Recortes (Cuttings Beds): Si los recortes se acumulan en el anular, especialmente en pozos desviados, pueden formar capas densas. Al moverse la tubería a través de estas capas, la presión puede compactarlas contra la pared del pozo, reduciendo el espacio anular.
Daño por Lodo (Mud Damage):
- Filtración excesiva: En formaciones muy permeables, la filtración del lodo puede eliminar el soporte de presión, permitiendo que la formación se deforme o colapse ligeramente.
- Daño por sólidos en el lodo: Un alto contenido de sólidos finos en el lodo puede contribuir a la formación de tortas de lodo gruesas y difíciles de eliminar, afectando el diámetro efectivo del pozo.
Consecuencias de los Hoyos Bajo-Calibre:
Los undergauge holes son precursores de muchos problemas, siendo el más directo el atrapamiento de tubería:
Atrapamiento de Tubería (Stuck Pipe):
- Atrapamiento Diferencial: La reducción del diámetro aumenta la superficie de contacto entre la tubería y la pared del pozo, exacerbando el riesgo de atrapamiento diferencial.
- Atrapamiento Mecánico: Si el diámetro se reduce lo suficiente, la tubería puede quedar físicamente encajada. Esto es especialmente cierto si la reducción de diámetro se combina con una formación de key seat o con la acumulación de recortes.
Dificultad para la circulación: El espacio anular reducido limita el flujo de lodo, lo que dificulta la evacuación de recortes y puede llevar a la formación de beds de recortes más densos.
Dificultad para Bajar Revestimientos (Casing Running):
Si el diámetro del pozo se reduce significativamente, la tubería de revestimiento (casing) no podrá ser bajada hasta la profundidad deseada. Esto compromete la integridad del pozo y su capacidad para ser completado o aislado.
Problemas de Cementación:
La incapacidad para bajar el revestimiento a la profundidad correcta o la reducción del espacio anular dificultan o imposibilitan una cementación efectiva para aislar las zonas productivas y proteger la tubería de revestimiento.
Aumento de Torque y Arrastre:
Un diámetro de pozo reducido incrementa la fricción entre la tubería y la pared del pozo, elevando los requerimientos de torque y arrastre.
Estrategias de Prevención y Mitigación:
La prevención se enfoca en mantener el diámetro nominal del pozo durante la perforación.
Selección y Mantenimiento de la Broca:
- Usar la broca correcta: Seleccionar la broca apropiada para la formación esperada.
- Evitar el "balling" de la broca: Asegurar una buena circulación y el uso de aditivos de lodo para prevenir la acumulación de recortes en la broca.
- Monitorear el desgaste de la broca: Cambiar la broca antes de que se desgaste significativamente y afecte el diámetro del agujero.
Control de la Inestabilidad del Pozo:
Diseño de fluidos de perforación: Utilizar lodos inhibidores para lutitas expansivas y mantener la densidad de lodo dentro de límites seguros.
Monitoreo de la integridad del pozo: Vigilar las señales de inestabilidad y ajustar los parámetros de perforación.
Optimización de la Limpieza del Pozo:
Asegurar una buena velocidad anular y propiedades reológicas del lodo para evacuar eficientemente los recortes y prevenir la formación de beds densos.
Rotar y reciprocidad la tubería para mantener la formación suelta y evitar que los recortes se compacten.
Reamedura (Reaming):
En secciones donde se sospecha la formación de agujeros bajo-calibre o colapso, se puede usar una broca de reamedura (reamer) para ensanchar el agujero al diámetro nominal mientras se retira la tubería. Esto se hace a menudo al sacar la tubería después de perforar.
Liberación de Tubería Atrapada por Agujeros Bajo-Calibre:
Si la tubería se atrapa debido a un agujero bajo-calibre, las estrategias de liberación son similares a las de otros atrapamientos mecánicos, pero con la dificultad añadida de que hay menos espacio para maniobrar:
- Intentos de rotación y tensión.
- Uso de jars.
- Circulación con píldoras de lubricidad o liberación de atrapamiento.
- Perforación alrededor (washover) o molienda (milling), si el espacio lo permite.
En resumen, los agujeros bajo-calibre son una falla en mantener el diámetro deseado del pozo, a menudo derivada de problemas de inestabilidad de formación, desgaste de la broca o limpieza deficiente del pozo. Son un factor de riesgo importante para el atrapamiento de tubería y otros problemas operativos, lo que resalta la importancia de una perforación controlada y el uso de herramientas y fluidos adecuados...
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