El artículo detalla un método analítico para calcular la presión de formación (Pff) en una zona donde ha ocurrido una pérdida de circulación total (Lost Circulation). Este cálculo es crucial porque en un escenario de pérdida total, el nivel del fluido de perforación se detiene a una altura donde la presión hidrostática restante es exactamente igual a la presión de la formación.
1. Principios Fundamentales y Objetivo
La presión de formación es la presión ejercida por los fluidos dentro de los espacios porosos de la roca. En las operaciones de perforación, se mantiene una presión hidrostática del lodo mayor a esta para evitar un influjo incontrolado de fluidos (un kick).
* Pérdida de Circulación Total: Ocurre cuando la presión en el pozo excede la presión de fractura de la formación, lo que provoca que todo el fluido se escape a la formación, dejando el pozo sin retorno a superficie.
* Mecanismo de Estabilización: Una vez que la columna de lodo cae, esta se detiene en un punto donde la presión hidrostática del fluido remanente equilibra la presión de la formación en el fondo del pozo (o en el punto de pérdida). Este principio permite back-calcular la P_{ff}.
2. Parámetros Clave para el Cálculo
El cálculo se basa en las propiedades del fluido y la geometría del pozo en el momento de la pérdida:
| Símbolo | Parámetro | Unidades Típicas |
| Dv | Profundidad Vertical donde ocurrió la pérdida (punto de fuga). | pies (ft) |
| Dw | Profundidad Vertical del Agua (profundidad donde se encuentra el nivel estático del fluido en el pozo). | pies (ft) |
| ρm | Densidad del Lodo de perforación (Mud Weight). | lbm/gal (ppg) |
| ρw | Densidad del Fluido de Salinidad Conocida (como agua de mar). | lbm/gal (ppg) |
| Pff | Presión de Formación a la profundidad Dv. | psi |
| Ll | Longitud del Anillo (altura de la columna de fluido perdida). | barriles (bbl) |
| Vl | Volumen de Fluido Perdido (generalmente, un fluido de baja densidad para equilibrar la presión). | barriles (bbl) |
| C_an_dc | Capacidad del Anillo detrás del Drill Collar (DC). | bbl/ft |
3. Fórmulas y Procedimiento de Cálculo
El método se divide en el cálculo de la altura del fluido perdido (Dw) y luego el cálculo de la presión de formación (Pff) a esa profundidad.
A. Cálculo de la Profundidad del Nivel del Fluido (Dw)
La profundidad del nivel estático del fluido (Dw) se determina a partir del volumen de fluido (Vl) que se perdió hasta que la columna se estabilizó.
* Si el volumen perdido es menor que el volumen del anillo detrás del Drill Pipe (Vl < V_an_dp):
* Esto significa que el nivel del fluido se detuvo en una sección donde solo había tubería de perforación (Drill Pipe).
* La profundidad del nivel del agua, D_w, se calcula usando la capacidad del anillo de Drill Pipe (C_an_dp) y la profundidad total.
* Si el volumen perdido (Vl) está entre el volumen de Drill Pipe y Drill Collar:
* Esto significa que el nivel del fluido se detuvo en la sección donde hay Drill Collars (DCs) o HWDP.
* La Longitud de Pérdida (L_l), es decir, la altura de la columna de lodo que se perdió, se calcula restando el volumen de fluido en la sarta y dividiéndolo por la capacidad del anillo de la sarta de fondo.
* Finalmente, Dw = Dv - Ll.
B. Cálculo de la Presión de Formación (Pff)
Una vez conocida la profundidad del nivel de fluido (Dw), la presión de formación (Pff) se calcula mediante la fórmula estándar de presión hidrostática, usando la densidad del fluido y la altura de la columna restante:
Pff = 0,052 * ρ fluido * Dv
* Nota: En la situación de pérdida, si el fluido que quedó en el pozo es el lodo original, se usa ρm. Si la columna se llenó parcialmente con un fluido de menor densidad (como agua de mar), la presión se calculará como la suma de las presiones hidrostáticas de las columnas de diferentes densidades.
En el caso más simple (lodo monodenso en el pozo):
Pff = 0,052 * ρm * Dw
* Interpretación: El resultado Pff es la presión del yacimiento en el punto de pérdida. Esto a menudo se convierte a un Peso Equivalente de Lodo (EMW) dividiendo la Pff por la profundidad vertical Dv y el factor de conversión (0.052).
4. Relevancia y Aplicación
* Ventana de Seguridad: Conocer con precisión la presión de formación en la zona de pérdida ayuda a definir la ventana de densidad de lodo (Mud Weight Window), la cual se encuentra entre la presión de formación (límite inferior) y la presión de fractura (límite superior).
* Diagnóstico: Si la presión de formación calculada es significativamente menor que la presión hidrostática del lodo original, indica que el lodo estaba demasiado pesado, lo que indujo la fractura y la pérdida de circulación.
* Control Futuro: Esta información es esencial para planificar la siguiente corrida de revestimiento, determinar si se necesita un lodo de menor densidad o diseñar una píldora taponadora (LCM pill) con la fuerza suficiente para resistir el diferencial de presión.
