09 operaciones de perforación

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Introducción al Equipo de Perforación

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Perforación

4. 1. 0. Operaciones de Perforación Algunas operaciones de perforación y precauciones a tomar durante la perforación, están explicadas a continuación. 4. 1.1. Rotura de Formación con Barrena Los procedimientos de rotura de formación son extremadamente importantes para las barrenas de conos y vitales para las barrenas de cortadores fijos. Las barrenas nuevas se pueden dañar fácilmente con una arrancada inapropiada y esto reducirá la vida de la barrena, en muchas ocasiones a antes de que algunos metros sean perforados. Procedimientos generales para todo tipo de barrenas, incluyen: 1. A unos cuantos metros antes de llegar al fondo comience a bombear y rote la barrena (a una media de la velocidad rpm rotaria en-fondo) y baje la barrena lentamente. No utilice más de 500 lbs. de peso por pulgada de diámetro de barrena. Un incremento en el peso y en el torque indica que el fondo ha sido alcanzado. Una barrena de cortadores fijos (pata de cuervo) “crowfoot” mostrará además un incremento en la presión de bombeo. 2. Levante la barrena aproximadamente unos 6 a 12 pulgadas del fondo mientras rota y circula por cinco minutos para lavar cualquier relleno o desecho. Vuelva al fondo y comience a perforar con no más de 500 lbs. de peso por pulgada de diámetro de barrena. La barrena usualmente perfora inmediatamente. 3. En caso de que la barrena no perfore inmediatamente, sea paciente ya que una rotura de formación apropiada es importante. Solamente incremente el peso por encima del valor de 500 libras, en caso de que no sea suficiente para vencer la fuerza de formación. Los pesos de la rotura de formación con barrena no deben ser utilizados más allá de la perforación de uno a dos pies de agujero nuevo, ya que el peso es utilizado para deshacerse del esquema del agujero viejo y para establecer un nuevo esquema. El esquema de fondo que permanece de la barrena anterior, rara vez encaja en el perfil de la barrena que va a entrar al agujero. Esto se debe a que la barrena anterior tenía su propio perfil particular y que será llevada de forma única. Inclusive si la barrena que sigue es del mismo tipo o modelo, el esquema de fondo será diferente entre la barrena nueva y la barrena anterior. La barrena nueva debe primero perforar el esquema viejo y establecer su propio esquema antes de que pueda comenzar a estar completamente optimizada.



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Procedimientos incorrectos de rotura de formación muchas veces conllevan a severos niveles de vibración, resultando de niveles bajos de peso aplicados a la barrena. Al monitorear todos los niveles de eventos de eje y de torsión, se puede evitar el daño prematuro de la barrena. Igualmente, muchas veces también comenzaran vibraciones laterales cuando la barrena es colocada en el fondo, sin importar el tipo de barrena. Utilizando los procedimientos de rotura de formación correctos puede reducir el giro de la barrena. La manera mas efectiva de evitar que comience el giro de la barrena, particularmente después de una conexión, es siguiendo las siguientes instrucciones. 1. Coloque el RPM a una media de la velocidad de objetivo en fondo. 2. Vuelva a colocar la barrena en el fondo. Incrementando lentamente el WOB a su valor objetivo. Se deberá tener cuidado cuando se incremente el WOB para asegurar que la barra de cuñas no es iniciada antes de incrementar el RPM. 3. Incremente la rotación al valor objetivo en fondo. 4. 1. 2. Embolamiento de Fondo

La condición conocida como embolamiento de fondo ocurre cuando se realizan altas presiones de fondo y altas presiones de sobre-balance. Esta condición solo ocurre con lodos de perforación no-inhibidores. La disminución de la velocidad ROP (1-5m/hr), perforación baja de torque y perdida de respuesta a los cambios de parámetro de perforación, identifican el embolamiento de fondo. También es usual que las barrenas sean sacadas fuera del agujero con una vestidura mínima de estructura de recortes, cuando ocurre el embolamiento de fondo. Es importante controlar el WOB aplicado para minimizar la posibilidad de embolamiento global. Si se aplica demasiado WOB, el embolamiento global de la barrena, puede ocurrir. Esto será más probable de ocurrir en formaciones basadas en lutitas de fuerza baja. 4. 1. 3. Cambio Negativo en la Tasa de Perforación

Los cambios negativos en la tasa de perforación podrían ser encontrados cuando se perfora a través de secciones intercaladas con fuerzas de formación variantes. Cuando se encuentran cambios negativos en tasa de perforación, pare la perforación, levante fuera del fondo y elimine cualquier torque de perforación residual. Regrese a perforar con el mismo proceso utilizado para el inicio de la barrena. Cuando el perfil de la barrena se establezca, reasuma los parámetros óptimos de perforación para maximizar el ROP. 4. 1. 4. Perforando Areniscas Abrasivas



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Cuando se perforan areniscas abrasivas, los parámetros de perforación deberán ser ajustados para minimizar el potencial abrasivo del ambiente de perforación. Se deberá reducir la velocidad de la barrena a la velocidad mínima posible sin inducir vibración de torsión. Esto se puede monitorear, manteniendo un torque de perforación firme. E WOB aplicado deberá incrementarse; una vez mas se deberá tener cuidado de no iniciar vibración de torsión. Si después de incrementar el WOB, el torque de perforación comienza a oscilar, reduzca el WOB gradualmente hasta lograrse un torque firme. El HIS de barrena debe ser maximizado a través de formaciones abrasivas y si es posible, maximice la velocidad de flujo al máximo permisible de presión de bombeo. 4. 1. 5. Indicadores de Superficie Una vez que la velocidad de perforación ha sido optimizada y la perforación ha comenzado, existen muchas otras variables que deben ser monitoreadas para asegurar que esta velocidad de perforación se mantiene optimizada y los problemas están siendo evitados. Usualmente, los cambios en la velocidad de perforación y los problemas de perforación aparecerán en varios indicadores de superficie, y el cruce de referencias determinara la causa. Los dos parámetros de perforación más importantes, WOB y RPM, deberán ser monitoreados constantemente. Su interacción con los siguientes indicadores debe ser registrada. 4. 1. 5. 1. Torque El torque es usualmente medido en pies-libras. Cuando se utilizan Equipos de perforación de diesel o SCR, el torque es medido en amperios (amps), que es el monto de potencia eléctrica requerida por los motores para rotar la sarta de perforación. Este torque proviene de la interacción del agujero y la barrena, BHA y Tubería de Perforación. Si los parámetros de perforación se mantienen constantes, el torque debería mantenerse uniforme sin grandes variaciones a través de cada uno de los tipos de formación. Torque Irregular Cambios del (de los) valor (valores) promedio, podrían indicar: - Formaciones intercaladas - Estabilizadores colgados - Ojos de llave o Patas de Perro - WOB excesivo - La barrena esta por debajo de la medición - Desechos en el agujero



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Un incremento de torque podría ser debido a: - Aplicación más alta de WOB - Sensitividad de RPM - Incremento de ROP - Cambios en la formación - Incremento de la inclinación del agujero - Incremento de enjarre - La barrena esta por debajo de la medición La disminución en torque podría ser debido a: - Cambios en la formación - Corriendo con un protector de tubería descubierto - Cortando el desgaste de la estructura / derrumbamiento - RPM incrementado, WOB reducido - Disminución de la inclinación del agujero - Disminución del enjarre - Embolamiento de barrena 4. 1. 5. 2. Presión de Bomba La presión de bombeo es medida en libras por pulgada cuadrada (psi), siendo las lecturas tomadas en las bombas de lodo o tubo vertical. Presión de bombeo constante debería ser una norma, una vez que la presión recomendada, es alcanzada. Presión Irregular de Bombeo Los cambios desde los valores recomendados, podrían ser: - Relacionados a la formación o la ingeniería Los incrementos en la presión de bombeo podrían indicar: - El espacio anular se esta empacando / embolamiento de los estabilizadores - La barrena esta embolando globalmente - Limpieza inadecuada de agujero - Un pasadizo de fluido taponado o una tobera taponada - Un motor PDM esta trabajando a un valor de torque mayor - Cambios en la teología del lodo Disminución en la presión de bombeo podría indicar:



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- Un deslave en la sarta de perforación - Toberas perdidas - Perdida de circulación - Fluido de perforación aireado 4. 1. 5. 3. Emboladas de la Bomba Un número establecido de emboladas por minuto es necesario para circular el fluido de perforación a una velocidad de flujo y presión, predeterminados. Con la presión de bombeo en una constante, las variaciones en la velocidad de emboladas de bombeo, pueden indicar problemas. Incremento de emboladas de bombeo, podría indicar: - Un deslave - Perdida de circulación - Fluido de perforación aireado Una disminución de emboladas de bombeo, podría indicar - Una restricción del espacio anular (empacar) - Una tobera taponada - Betuna barrena embolada

4. 1. 6. Prueba de Perforabilidad

Una prueba de perforación es diseñada para determinar el WOB y el RPM mas apropiado para perforar una sección del agujero, utilizando información sobre la habilidad de perforación en formación, tipo de barrena, y consideraciones de velocidad de perforación. Esta prueba es un proceso paso-a-paso, alterando los parámetros de perforación para lograr la velocidad máxima de perforación. La prueba debería ser realizada después de que sea establecido un esquema de fondo y se haya encontrado que no se espera que la formación cambie, en algún tiempo. La prueba es realizada de forma pasiva y es utilizada para definir una velocidad rotaria fija y el rango de peso-en-barrena. Para optimizar el rango de WOB, una prueba activa de perforación puede ser realizada. En ambas pruebas perforación, la pasiva y la activa, se deberán monitorear los niveles de vibración. No es recomendable usar una combinación RPM/WOB que produce niveles altos de vibración, así como también un alto ROP, ya que esta combinación podría resultar en una falla prematura de la barrena de perforación o los componentes de la sarta de perforación. 4. 1. 6. 1. Prueba de Perforabilidad Pasiva 1. Comience con RPM moderado y un WOB máximo y cierre la manilla de freno.\



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2. Permita que el peso de la barrena perfore por medio de un incremento predeterminado y registre el tiempo tomado para perforar el incremento de WOB. 3. Continúe monitoreando el tiempo para cada reducción de incremento de peso hasta que la velocidad de perforación este demasiado lenta. 4. Seleccione el incremento de peso que requiera el espacio menor de tiempo para perforar. 5. Repita este procedimiento a diferentes velocidades rotativas para determinar el RPM óptimo. 4. 1. 6. 2. Prueba de Perforabilidad Activa Utilizando el RPM y el WOB de las pruebas pasivas de perforación de sacado, la prueba active es utilizada para determinar los valores específicos para la mayor velocidad de perforación. Coloque el RPM al mejor valor de la prueba pasiva de perforación de sacado y por cada pequeño incremento de peso dentro del rango optimo del WOB, registre la velocidad de perforación por cinco minutos. Esto refinara y optimizara el WOB aplicado. Por ejemplo: 1. Comience por seleccionar un WOB de rango medio y modere el RPM. 2. Mantenga el RPM y el WOB por cinco minutos y registrar la velocidad de perforación. 3. Incremente el WOB y repita los pasos 1 y 2. Entonces disminuya el WOB y repita los pasos 1 y 2. 4. Determine las dos velocidades de perforación más rápidas y seleccione un WOB entre dos velocidades de perforación. 5. Utilizando el WOB seleccionado, varíe la velocidad rotaria como se indica en los puntos 1 y 2, registrando la velocidad de perforación para cada periodo. 6. Seleccione el RPM entre las dos mejores velocidades de perforación. Una vez que la perforación ha sido optimizada, el peso en barrena debe ser mantenido. Se deberá dar peso continuo a la barrena. El acercamiento de afloje/perforación, debe ser evitado, ya que esto contribuiría a vibraciones de torsión, llevándonos a barrena prematura y falla/desgaste y ROP disminuido. Se pueden realizar pruebas activas de la perforación de sacado, independientemente de las pruebas pasivas.

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