Lab lod y cem (clase 3)
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Lab lod y cem (clase 3) Lab lod y cem (clase 3) Presentation Transcript

  • Laboratorio de Lodos y Cementos Problemas del Hoyo
  • Problemas del HoyoDurante la Perforación de un pozo se pueden presentardiferentes problemas, estos problemas pueden estarasociados a la operación de perforación (problemas conel lodo, pérdidas de circulación, pega de tubería, entreotras) y/o debidos a la formación (estabilidad del hoyo,formaciones sensibles, etc.)
  • Problemas del HoyoPEGA DE TUBERIA O ATASCAMIENTOLa pega de tubería es uno de los problemas que sepueden presentar durante una operación de perforacióny puede generarse de varias formas: causada por unaobstrucción o restricción física (empaquetamiento delpozo o puentes y/o perturbaciones en la geometría delhoyo) o por presión diferencial.
  • Problemas del Hoyo- Formaciones reactivas: Arcillas sensibles al agua(esmectita) se hinchan al absorber agua del lodo, lo quepuede originar un atascamiento del BHA. Este problemaocurre generalmente con lodo base agua, pero puedeocurrir en lodos base aceite, dependiendo de la salinidadde la formación con relación a la de la fase acuosa dellodo.
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Correr revestidor para proteger este tipo de formación;mantener propiedades del lodo dentro de susespecificaciones; utilizar lodos base aceite con salmuerasconcentradas.
  • Problemas del Hoyo- Formaciones poco consolidadas, fracturadas, falladas opresurizadas: las altas velocidades de circulación aunadaa un efecto de sensibilidad puede generar en ciertasformaciones presiones altas de tal forma que aumentanlos esfuerzos en las paredes del hoyo originándoseastillamiento.
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:No exceder las velocidades de tasas de limpieza y retorno de circulación;chequear constantemente el estado del hoyo; detener y circular si es necesarioantes de perforar a través de zonas de fuerte potencial de pérdida; limitarvelocidad de rotación al repasar estas zonas; restringir velocidades de viaje através de formaciones fracturadas.ACCIONES A TOMAR:Martillarla hacia abajo hasta separar la posible obstrucción y al liberar BHA subirpara limpiar el hoyo.
  • Problemas del Hoyo- Recortes depositados: un mal diseño del fluido deperforación se ve reflejado en las característicasreológicas y tixotrópicas del mismo y una mala capacidadde arrastre genera limpiezas deficientes en el pozoperforado.
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Mantener el hoyo limpio a través de una buenahidráulica; incrementar densidad del lodo al aparecer losproblemas; Mantener propiedades del lodo dentro de susespecificaciones.ACCIONES A TOMAR:Martillar hacia abajo hasta separar la posible obstruccióny al liberar BHA subir para limpiar hoyo.
  • Problemas del Hoyo- Partes caídas dentro del pozo: partes de equipos oherramientas, desde el piso del taladro pueden atascar latubería si se este sacando la misma, generalmente ocurredentro del espacio anular entre revestidor y tubería y noen hoyo abierto
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Inspeccionar todos los equipos que se van a introducir al hoyo para evitar fallasen conexiones, mechas, cuñas y otros accesorios; mantener el hoyo tapadocuando se este cambiando la mecha para evitar cualquier caída de equipos alpozo.ACCIONES A TOMAR:Al pegarse la tubería, trabajar y martillarla hacia abajo hasta separar la posibleobstrucción, incrementando la fuerza gradualmente.
  • Problemas del Hoyo- Ojo de llave (key seat): Se observa en hoyos dondeexistan cambios bruscos y severos de dirección (patas deperro), en secciones relativamente cortas del hoyo, opuede ser causado por la rotación de tubería deperforación contra las paredes del hoyo en un mismopunto.
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Minimizar las patas de perro, no excediendo a lasespecificaciones de fabricación de ángulos dados en elprograma de perforación.ACCIONES A TOMAR:Rotar y reciprocar la tubería gradualmente y con mínimatensión si se trata de perforación con Top-Drive; si se pegala tubería, rotar y activar el martillo hacia abajo con sumocuidado; en formaciones de calcáreas, bombear HCl.
  • Problemas del Hoyo- Hoyo estrecho: Se produce por desgaste excesivo de lamecha en el hoyo (arenas abrasivas). Al bajar con unamecha nueva, esta se queda atascada en el hoyo demenor diámetro.
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Mantener el diámetro: mechas, estabilizadores y otras herramientas que sebajen al pozo; si la mecha anterior sale reducida en su diámetro, realizar el viajecon la próxima mecha con mucho cuidado hasta llegar al punto de reducción delhoyo y comenzar a ampliarlo; tener precaución al correr mechas PDC, dediamante natural o toma núcleos, luego de haber corrido una mecha tricónica, yaque la rigidez de las mismas puede provocar un atascamiento.ACCIONES A TOMAR:Si se pega la tubería, debe actuarse el martillo hacia arriba con la máxima fuerzahasta liberar la mecha, no aplicar torque.
  • Problemas del Hoyo- Ensamblaje de fondo ( BHA ) rígido o empaquetado:puede pegarse al bajarlo en un hoyo que fue perforadocon sarta flexible, sobre todo en zonas con altadesviación, al sacar tubería, el BHA está en tensión ymenos flexible que antes y se hace imposible sacar latubería
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Mantener ángulos de la perforación, no excediendo lo programado; realizarviajes de tubería lentamente después de haber corrido una tuberíaflexiblemente; se puede preparar un ampliador después de cambiar el BHA,teniendo cuidado de mantener el rumbo y dirección del pozo, ya que se puedeocasionar un Side Track del hoyo original.ACCIONES A TOMAR:Si se pega la tubería, utilizar martillo con máximo impacto en dirección opuestaal viaje; Si se está sacando tubería, el martillo debe accionarse hacia abajo yviceversa.
  • Problemas del Hoyo- Cemento fresco: si se baja el BHA dentro de uncemento fresco que todavía no ha fraguadocompletamente. El cemento tiene una reología tan altaque el BHA puede forzarse dentro de el, pero no sepuede sacar.
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Se debe conocer el tope de cemento luego de terminar el proceso decementación; chequear los tiempos de fraguado del cemento; Si se consiguecemento al bajar la tubería, perforarlo con bajo peso y alta tasa de circulación;chequear en zaranda, las condiciones del cemento que sale.ACCIONES A TOMAR:Si se pega la tubería, hay que actuar rápidamente antes de que el cementoendurezca; martillar y trabajar la tubería hacia arriba con la máxima fuerza.
  • Problemas del Hoyo- Revestidor colapsado: Ocurre cuando la fuerza ejercidapor la formación excede la resistencia al colapso delrevestidor.
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Realizar un buen diseño de revestidores; realizar buenostrabajos de cementación; revisar el diseño según losrequerimientos.ACCIONES A TOMAR:Si se pega la tubería, utilizar equipos y procedimientosespeciales para solucionar a tiempo dicho problema:cortar revestidor, abandonar el pozo, etc.
  • Problemas del Hoyo- Presión diferencial: es causada por fuerzas de presióndiferencial de una columna de lodo sobrebalanceada queactúa sobre una sarta de perforación contra un revoquegrueso depositado en una formación permeable.
  • Problemas del Hoyo
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Diseño de sartas adecuadas (evitando en lo posible portamechas deconfiguración circular de gran diámetro y en secciones largas); propiedades delodo adecuadas (baja densidad, bajo contenido de sólidos y coeficiente defricción del revoque bajo).ACCIONES A TOMAR:Reducir la presión diferencial (reduciendo la densidad del lodo); colocar píldorao bache de aceite alrededor de la sección pegada (presión capilar del aceitesobre el revoque, aumente, comprimiéndolo y reduciendo el ángulo decontacto).
  • Problemas del HoyoPÉRDIDAS DE CIRCULACIÓNEs la perdida de lodo hacia la formación yse puede presentar de distintas maneras;por invasión (formaciones cavernosas,fisuradas o poco consolidadas) o porfracturamiento hidráulico (por presionesinducidas).
  • Problemas del HoyoCONSECUENCIAS DE LAS PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN• Disminución de la presión hidrostática del lodo.• Atascamiento de la tubería.• Daño a la formación.• Altos costos en la operación de perforación.
  • Problemas del HoyoCLASIFICACIÓN DE LAS PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN• Moderadas (1 – 10 bph)• Parcial (10 – 15 bph)• Severa (> 15 bph)• Total (no se obtienen retornos)
  • Problemas del HoyoCOMO RECONOCERLAS• Perforando: Disminución de volumen en los tanques; caudal de flujo; presión de bomba; el hoyo no mantiene nivel estático al parar las bombas; aumento en el peso de la sarta.• Formaciones permeables poco profundas: descenso en el nivel de fluido.• Fracturas naturales(profundidad media a baja): No se detecta disminución del peso de la sarta; el hoyo no puede ser llenado en condiciones estáticas.
  • Problemas del Hoyo• Cavernas y cavidades de disolución: pérdidas repentinas y completas.• Fracturas inducidas: van gradualmente de lentas, moderadas a completas; generalmente ocurren durante las conexiones o maniobras por velocidad excesiva de la sarta; si ocurren posterior al control de una arremetida.
  • Problemas del HoyoCOMO LOCALIZAR PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN• Registro trazador: se corre un registro GR a través de la tubería de perforación. Luego bombear píldora de lodo con material radiactivo a la tubería y se repite el perfil. Donde la sonda encuentra una alta radiactividad indica el punto de perdida. Se puede también bombear hacia abajo del anular una pequeña cantidad de Yodo radiactivo. Se introduce la sonda en la tubería de perforación, después del trazador mientras se esta bobeando. El punto de perdida ha sido alcanzado cuando se pierda el contacto radiactivo.
  • Problemas del Hoyo• Registro Indicador de Producción: La tasa de flujo es indicada de acuerdo a la velocidad de un rotor variable en el instrumento.• Registro de temperatura: La zona de perdida se detecta al haber un cambio en la temperatura. En ese punto la temperatura será menor.• Registro de presión: La zona de perdida se detecta al haber un cambio drástico en la presión de formación. En ese punto la presión será menor• Registro Acústico: La zona de perdida se detecta al haber un cambio en el Tiempo de Transito, indicando la presencia de formaciones permeables o fracturas.
  • Problemas del HoyoCOMO PREVENIRLO:Conocer los gradientes de operación; controlar densidad del lodo; mantenerpropiedades reológicas (fuerza de gel y punto cedente); utilizar caudales debombeo óptimos; calculas valores máximos de velocidad de operaciones;durante los viajes romper geles lentamente; realizar pruebas de integridad de laformación; seleccionar los puntos de asentamiento del revestidor enformaciones fuertes y profundas.ACCIONES A TOMAR:Dependen de la severidad de las pérdidas, pero generalmente se trata el lodocon material de pérdida de circulación; se realiza inyección forzada de unapíldora con material anti perdida granular de 0.5 pulg, con escamas y fibras; o seaplica una inyección forzada de DOBC, o sea diesel, oil, bentonita y cemento.
  • Problemas del HoyoCONTAMINACIÓNUna contaminación es cualquier tipo de material (sólido,líquido o gas) que tiene un efecto perjudicial sobre lascaracterísticas físicas o químicas de un fluidos deperforación. Lo que en un fluido constituye uncontaminante en otro no será necesariamente así.
  • Problemas del Hoyo• Sólidos no reactivos de baja gravedad específica: estos sólidos generalmente provienen de la formación no contribuyen a la fase gelatinizante, tiene características abrasivas y son contaminantes comunes en los fluidos de perforación.
  • Problemas del Hoyo• Gases ácidos: estos gases provienen de la formación y son el dióxido de carbono (CO2) y sulfuro de hidrogeno (H2S) y el control de esta contaminación se hace agregando álcalis como soda caustica, cal u óxido de zinc en el caso de H2S.
  • Problemas del HoyoOTROS CONTAMINANTES DEL FLUIDO DE PERFORACIÓNOtras sustancias contaminantes comunes de los lodos deperforación lo constituyen:• Cemento• Cal• Yeso• SalContaminantes que serán tratados con más detalle en elpróximo tema.
  • Laboratorio de Lodos y CementosContaminantes de los Lodos de Perforación
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónLos tratamientos para remover los contaminantes sonposibles en algunos casos e imposibles en otros. Elobjetivo de todo tratamiento es contrarrestar elcontaminante y su efecto en el lodo, el tratamiento tieneventajas siempre y cuando no sea excesivo y no afecteadversamente las propiedades del fluido de perforación .
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónCONTAMINACIÓN CON CEMENTOLa contaminación con cemento se produce normalmentepor errores operacionales, cuando se perfora tapones decemento después de bajar un tipo de revestimiento,cuando se hace un side track o cuando se colocantapones en formaciones complicadas; los sistemas agua-bentonita floculan severamente cuando el cemento estaflojo, una vez fraguado es poco soluble y causa unacontaminación mínima.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónCARACTERISTICAS DE UN LODO CONTAMINADO CONCEMENTO• pH alto debido al incremento del ión OH.• Alta pérdida de agua.• Alto contenido de calcio en el filtrado.• Gran incremento de en la caída de presión en la mecha.
  • Contaminantes de los Lodos de Perforación• Revoque grueso y esponjoso.• Alta viscosidad de embudo.• Alta resistencia de gel.• Alto punto cedente.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónTRATAMIENTO PARA UN LODO CONTAMINADO CON CEMENTO• Controlar el pH; se recomienda tratar el lodo con 0,5 a 0,75 lbs/bbl de bicarbonato de sodio para precipitar el calcio como CaCO3. Ca(OH)2 + NaCO3 → CaCO3↓ + NaOH + H2O• También es recomendable utilizar adelgazantes para controlar las propiedades reológicas o bien la dilución con agua es efectiva.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónCONTAMINACIÓN CON YESOLa severidad de esta contaminación depende de lacantidad de formación atravesada, otra forma decontaminar el lodo con yeso es excederse en la adición desulfato de calcio para obtener del lodo propiedadesespeciales.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónCARACTERÍSTICAS DE UN LODO CONTAMINADO CONYESO• Aumento de las viscosidades.• Disminución del pH.• Altas pérdidas de agua.• Aumento del ión calcio.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónTRATAMIENTO PARA UN LODO CONTAMINADO CON YESO• Se utiliza soda ash que presenta un pH = 11.6, se requiere aproximadamente 0.093 lbs/bbl para precipitar 100 ppm de ión calcio. Debe tenerse cuidado de no sobretratar cuando se llegue a estar entre 100 y 150 ppm se debe suspender el tratamiento.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónCONTAMINACIÓN CON SALLa contaminación con sal se puede producir al perforardomos salinos o por influjos de agua salada, otra formaes al sobre tratar lodos con carbonatos o bicarbonato desodio, al mezclar arcillas sódicas o si la barita ha sidocontaminada con carbonatos o de una reacción químicaentre el CO2 con iones OH.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónCARACTERÍSTICAS DE UN LODO CONTAMINADO CON SAL• Aumento del ión cloruro.• Disminución del pH.• Aumento del volumen de filtrado.• Aumento de la viscosidad y la resistencia de gel.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónTRATAMIENTO PARA UN LODO CONTAMINADO CON SALEsta contaminación no puede ser tratada químicamentepuesto que no hay producto que elimine la sal del lodo, nininguna forma económica para precipitarla, sin embargose puede minimizar el efecto de la sal con su dilución conagua dulce; si la concentración de sal es muy alta secambia el lodo a salado.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónCONTAMINACIÓN CON CALLa contaminación con cal al reaccionar CO2 con los ionesOH y al igual que la sal, al mezclar arcillas sódicas o si labarita ha sido contaminada con carbonatos o alsobretratar lodos con bicarbonato de sodio o carbonatos.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónCARACTERÍSTICAS DE UN LODO CONTAMINADO CON CAL• Altas viscosidades y elevadas fuerzas de gel.• Aumento del pH.• Aumento del volumen de filtrado.• No hay presencia de calcio en el filtrado.
  • Contaminantes de los Lodos de PerforaciónTRATAMIENTO PARA UN LODO CONTAMINADO CON CALEsta contaminación no puede ser tratada químicamentese recomienda pretratar con bióxido de carbono paraprecipitar el calcio y el tratamiento debe ser suspendidocuando el exceso de cal sea igual a la concentración debicarbonato de sodio y también es recomendable utilizaradelgazantes para controlar las propiedades reológicasdel lodo.