El artículo de Drilling Manual, "Drilling Pack-off and Stuck Pipe Freeing" (Empaquetamiento en Perforación y Liberación de Tubería Atascada), aborda uno de los escenarios más críticos y desafiantes en las operaciones de perforación: el pack-off y su consecuencia directa, el atrapamiento de la tubería. El texto subraya la interconexión entre estos fenómenos, enfatizando que un pack-off no controlado es una causa principal de stuck pipe, lo que resulta en tiempos improductivos significativos y altos costos.
Definición y Mecanismo del Pack-off:
El pack-off ocurre cuando los recortes de perforación (cuttings) se acumulan y compactan en el espacio anular entre la tubería de perforación y la pared del pozo, impidiendo la circulación del lodo. A diferencia de una simple acumulación de recortes, en un pack-off, esta masa de recortes se vuelve tan densa y cohesiva que efectivamente sella el anular, bloqueando el flujo del lodo tanto hacia arriba como hacia abajo.
El proceso generalmente se inicia con una limpieza insuficiente del pozo, especialmente en pozos altamente desviados u horizontales. Los recortes, que no son transportados eficazmente a la superficie, comienzan a depositarse en el lado de baja gravedad del pozo, formando lo que se conoce como una "cama de recortes" (cuttings bed). Si la tubería de perforación se mueve a través de esta cama, o si se detiene la circulación por un tiempo prolongado, los recortes pueden ser compactados y endurecidos, formando un tapón sólido.
Los factores que contribuyen a la formación de pack-off incluyen:
* Baja velocidad anular del lodo: Insuficiente para transportar los recortes.
* Propiedades reológicas inadecuadas del lodo: Falta de viscosidad y tixotropía.
* Geometría del pozo: Pozos desviados y horizontales presentan mayores desafíos.
* Alta tasa de penetración (ROP): Genera más recortes de los que el lodo puede manejar.
* Tiempo de permanencia de la tubería: Detener la circulación por períodos prolongados permite que los recortes se asienten y compacten.
* Tipo de formación: Algunas formaciones generan recortes más cohesivos.
Consecuencias del Pack-off:
La consecuencia más inmediata y grave de un pack-off es el atrapamiento de la tubería. Una vez que el anular está sellado por los recortes compactados, la tubería queda inmovilizada, incapaz de ser movida hacia arriba, abajo o rotada. Esto puede llevar a:
* Pérdida de la tubería: Si no se logra liberar.
* Tiempos improductivos (NPT): Largos periodos dedicados a intentar liberar la tubería.
* Costos elevados: Por materiales, mano de obra y pérdida de producción.
* Riesgos de seguridad: Al intentar procedimientos forzados.
* Daños al pozo: Si se aplican fuerzas excesivas.
Estrategias para la Liberación de Tubería Atrapada por Pack-off:
Liberar una tubería atrapada por pack-off es notoriamente difícil, ya que el tapón de recortes es denso y cohesivo. Las estrategias se centran en romper la cohesión del tapón y restablecer la circulación.
* Restablecer la Circulación: El primer objetivo es lograr que el lodo fluya nuevamente. Esto puede implicar:
* Aplicar presión de bomba: Intentar forzar el lodo a través del tapón. Esto debe hacerse con precaución para no exceder las presiones de fractura de la formación o causar un pack-off mayor.
* Rotación y reciprocidad: Si es posible mover la tubería, rotarla y moverla hacia arriba y hacia abajo puede ayudar a fracturar el tapón de recortes.
* Circulación inversa: En algunos casos, bombear lodo por el anular (si es posible) puede ayudar a desalojar los recortes.
* Uso de Píldoras (Pills): Se pueden bombear píldoras de fluidos especiales para disolver o lubricar el tapón:
* Píldoras de lubricidad/liberación de atrapamiento: A base de aceite o con aditivos específicos para reducir la fricción y la cohesión de los recortes.
* Píldoras de alta viscosidad: Para ayudar a empujar y dispersar los recortes.
* Perforación Alrededor (Washover): Si la tubería está firmemente atascada, se puede emplear un equipo de "washover" para perforar un nuevo pozo alrededor de la tubería atrapada. Se utiliza una tubería de mayor diámetro (washover pipe) con una broca especializada en el extremo para cortar la formación y los recortes que rodean la tubería atascada. Este es un proceso largo y costoso.
* Uso de Explosivos: En situaciones extremas y como último recurso, se pueden emplear cargas explosivas controladas para fracturar el tapón de recortes y liberar la tubería.
Prevención del Pack-off:
La prevención es, sin duda, la estrategia más efectiva. Se basa en:
* Optimización de la Limpieza del Pozo: Mantener el anular libre de recortes mediante:
* Ajuste de las propiedades reológicas del lodo.
* Asegurar una velocidad anular adecuada.
* Uso de herramientas de mejora de la limpieza (estabilizadores, centralizadores, etc.).
* Rotación y reciprocidad de la tubería.
* Manejo de Pozos Desviados y Horizontales: Implementar técnicas específicas para estas geometrías complejas.
* Monitoreo Constante: Estar atento a los indicadores de acumulación de recortes (torque, arrastre, aumento de presión).
* Uso de Fluidos de Perforación Adecuados: Seleccionar lodos que minimicen la hidratación de las lutitas y maximicen la capacidad de transporte.
En conclusión, el pack-off es un problema grave que requiere una atención constante a la limpieza del pozo. La prevención mediante una buena ingeniería de fluidos y operaciones de perforación es fundamental para evitar los costosos y peligrosos escenarios de atrapamiento de tubería.
