CAPITULO # 5

APRISIONAMIENTO Y PESCAS

1. CONDICIONES NORMALES DE PERFORACION(GRAFICO1)

Se dispone de condiciones normales de perforación cuando en la operación de perforación no se presenta problemas técnicos muy continuamente. Estas condiciones se dan cuando se maneja muy bien o adecuadamente los parámetros de perforación como ser: RPM, peso sobre el trepano (WOB), presiones de superficie, torque, caudal de bomba, etc. También debe formularse un adecuado fluido de perforación, siendo este fluido el más determinante para conseguir las condiciones normales de perforación caso contrario generarían problemas.

2. CAUSAS QUE ORIGINAN LOS APRISIONAMIENTOS.Existen muchos factores que dan lugar al aprisionamiento de la herramienta. Cuando ocurre esto lo más importante es identificar la causa y el tipo de aprisionamiento de modo que pueda utilizarse el método más efectivo para superar el problema.A continuación se describen las causas que comúnmente ocasionan este problema:

Hinchamiento de Arcillas. Pegamiento por presión diferencial. Embotamiento del trepano y estabilizadores. Ojo de llave (key - seat). Derrumbes. Pozo reducido por desgaste de calibre del trepano. Asentamiento de recortes. Caída de partes de herramientas.

2.1.HINCHAMIENTO DE ARCILLASEl hinchamiento de arcillas hace que se produzca un aprisionamiento o atascamiento de la sarta de perforación por la reducción del diámetro del pozo, lo que restringe el flujo de fluidos en esa sección de aprisionamiento. Para evitar el hinchamiento de arcillas se recomienda utilizar lodos inhibidos, lodos en base aceite, fluidos de perforación en base a polímeros (PHPA).(GRAFICO2)

2.2.PEGAMIENTO POR PRESION DIFERENCIALSe presenta cuando la presión del fluido de perforación es mucho mayor que la presión de formación, entonces se produce una fuerza lateral que tiende a pegar la tubería a la pared del pozo. Esta causa se presenta en formaciones muy porosas y permeables, tales como las areniscas, además el elemento pegador coadyuvante es el

abundante grosor del revoque que se forma en las paredes del pozo y el alto régimen de filtrado.El reconocimiento de este problema puede hacerse mediante las siguientes señales:

Incremento de torque. Incremento de arrastre. Imposibilidad de mover y rotar el sondeo.

(GRAFICO3)

2.3. EMBOTAMIENTO DEL TREPANO Y ESTABILIZADOREl embotamiento se produce cuando se tiene una hidráulica muy pobre y se presenta cuando se está perforando formaciones muy blandas (lutitas - arcillas). Sucede que gran parte de arcillas, lutitas y recortes se depositan encima del trepano y gran parte en los estabilizadores resultando en un aprisionamiento.Este problema se manifiesta por falta de agregados químicos como aditivos de lubricación o aceite, aditivos que eviten el hinchamiento de arcillas y el evitar de tener un grueso revoque en las paredes del pozo.

2.4.OJO DE LLAVE (KEY SEAT)La trayectoria del pozo está afectada por una serie de factores, tales como los naturales que están relacionados con el buzamiento, dureza y variaciones tectónicas, estos generan en un mayor o menor grado el cambio de trayectoria del pozo. El cambio brusco en el ángulo de desviación del pozo se presenta generalmente en un cambio de litología o se atraviesa una discordancia, este cambio se conoce como pata de perro (dog leg) y se produce también porque la sarta de perforación no tiene la rigidez necesaria.Estos puntos con una alta inflexión, durante la rotación de la herramienta van desgastando la parte del pozo, este tramo desgastado tendrá un diámetro de paso no mayor al de las uniones de las barras de sondeo, formando de esta manera lo que se llama el ojo de llave (key seat).

2.5 DERRUMBESLos derrumbes durante la perforación se producen por la descompresión de las paredes del pozo por falta de presión hidrostática, los derrumbes se acentúan siempre en formaciones con alto ángulo de buzamiento, esto se debe parcialmente a los efectos de gravedad y también a que los buzamientos excesivos están asociados con una alta actividad tectónica.

Los derrumbes de gran magnitud se presentan en zonas de alta presión de roca, en áreas de pérdida de circulación total donde se presentas cavernas siendo estas las más severas. Los síntomas en superficie de que se tiene un derrumbe se presentan cuando:La presión de la bomba aumenta, la resistencia a la rotación de la sarta se manifiesta en un incremento en la lectura del torcometro.

2.6 POZO REDUCIDO POR DESGASTE DE CALIBRE DEL TREPANOEste fenómeno se presenta cuando el trepano a perdido su calibre en caso de que se volviese a bajar el mismo trepano este provocaría una variación del agujero del pozo en forma reducida, que posteriormente concluiría en un aprisionamiento.

2.7 CAÍDAS DE HERRAMIENTAS.-Dentro de esta clase de contingencias esta la caída accidental de objetos metálicos desde boca pozo. El desprendimiento de las aletas del estabilizador, dilatación de las aletas del estabilizador o caída de los patines de las cuñas o de otra herramienta.(Grafico 6)

3 PESCAS-CAUSAS.- Las pescas se presentan por falta de contacto o cuando se ha perdido el control desde superficie con cualquier elemento metálico que está dentro del pozo ya sea en agujero abierto o en agujero entubado. Las pescas son operaciones tendientes a recuperar parte o toda la sarta de perforación, conos de trepano, piezas de herramientas o cualquier material caído accidentalmente en el agujero.4 CAUSAS QUE DAN LUGAR A LAS PESCAS.-Las causas son múltiples y van desde la caída accidental de la herramienta manual al pozo o desprendimiento de partes de la herramienta, perdida de rodillos hasta fallas del material tubular quedando en el pozo una buena parte de la columna de perforación. La pesca en un buen número de casos se produce cuando el aprisionamiento no ha podido resolverse y se recurre al desenrosque o corte de la tubería. 5 OBJETIVOS DE UNA PESCA.-El objetivo una vez producida la pesca es utilizar técnicas que permitan una rápida recuperación; sin embargo existen algunos principios que son fundamentales en una operación de pesca como:

Antes de iniciar una operación de pesca se deben realizar todos los factores involucrados, incluyendo el tamaño y la forma del pescado, la forma geométrica de la boca del pescado, las condiciones del pozo y del lodo de perforación.

Anotar las condiciones en las que se producen la pesca. Es importante desde el punto de vista práctico, que el pescado se recupere en los

primeros intentos, ya que los problemas de recuperación aumentan, los recortes y derrumbes de las formaciones se asientan alrededor y encima del pescado aumentando la dificultad de su recuperación.(Grafico 7).

6 DESENROSQUE VOLUNTARIO.-Este procedimiento consiste en desenroscar la tubería en una unión a una profundidad previamente definida. Para esta operación previamente se debe determinar el punto libre o profundidad a la cual la herramienta no está aprisionada.

7 DESENROSQUE INVOLUNTARIO.-El desenrosque se produce cuando se aplica el movimiento de torsión izquierda a una sarta de tubería y esto hace que en algún punto del arreglo se desconecte la herramienta.8 DETERMINACION DEL PUNTO LIBRE.-Cuando la tubería se aprisiona por cualquiera de las razones, el primer paso es determinar a qué profundidad se ha producido el aprisionamiento. Existen tres métodos que sirven para determinar el punto libre de una pesca y son:

Método de elongación. Indicador del punto libre. Registros de tubería aprisionada.

a) Método de elongación.

1) E=❑❑

2) e=¿12∗L

3) ¿(F 2−F1 )

A= FA

4) E=(F∗12∗L)A∗e

5) L=(E∗A∗e )12∗F

6) W=¿A*12*0.283

7) A= W12∗0.283

8) L=735∗103∗W∗eF

Donde:

=Esfuerzo de tensión (psi).

=Deformación elástica.

E=Módulo de elasticidad (lb/plg2).

e=Alargamiento o elongación (plg).

F=Fuerza aplicada o tensión (lbs).

A=Área de la tubería.

W=Peso unitario (lb/pie2).

L=Longitud de la tubería libre.

b) Indicador del punto libre.- Una determinación mas exacta del punto libre se obtiene mediante la utilización de mecanismos electromagnéticos altamente sensibles que miden tanto la elongación como el movimiento de torsión de una sarta de tubería.

c) Registros de tubería aprisionada.-Consiste en un vibrador el cual es medido por un receptor en los intervalos aprisionados, las vibraciones sónicas disminuyen en proporción a la severidad del aprisionamiento, normalmente se corre el registro desde fondo de tubería hasta superficie.

9) DESENROSQUE CON CORDON EXPLOSIVO (BACK-OFF).-El método del cordón explosivo es una de las variedades de explosivos de mecha instantánea con características especiales para este tipo de trabajo.El armado del cordón explosivo para el disparo es simple, la carga se puede componer de una o más líneas del cordón. Este explosivo se baja con un localizador de cuplas. El extremo superior del cordón se conecta a un detonador especial y se cubre todas estas conexiones con cinta aislante especial.10) CORTE DE TUBERÍA.-Esta técnica se utiliza cuando los métodos de desenrosque convencional no han tenido éxito por diferentes razones, en tal caso será imposible determinar el punto libre, por tanto se procederá al corte de la tubería.Existen tres métodos para cortar la sarta de tubería

a) Cortador Químico.- Este procedimiento consiste en utilizar un cable eléctrico, un percusor y un compuesto químico (el fluoruro de halógeno) para quemar una serie de agujeros en la tubería de este modo debilitándolo tal que puedan separarse fácilmente con una ligera presión.

b) Cortador a Choro.- Esta técnica realiza un corte por medio de un explosivo en forma de una cara cóncava formando un circulo. También se hace correr y es disparado por medio de un cable eléctrico.

c) Cortador Mecánico.- Son herramientas fabricadas con una serie de cuchillas que permiten realizar cortes tanto internamente como externamente. Los cortadores internos son bajados sobre una sarta de diámetro pequeño.Los cortadores externos son bajados con los canos lavadores, las secciones cortas de la tubería que han sido lavadas son cortadas por este método externo.

Como una norma general se debe cortar la tubería por encima del punto de aprisionamiento (Grafico 8).11) HERRAMIENTAS DE PESCA Y SU APLICACIÓN.-La elección de la herramienta de pesca y la forma en que va ser operada están reguladas por el tamaño y la forma de la herramienta en pesca (pescado).

12) PESCADORES DE AGARRE EXTERNO.-Son aquellas herramientas que están diseñadas para sujetar a la herramienta en pesca por la parte exterior, antes de bajar estos pescadores será necesario analizar cuidadosamente las características y las causas incluyendo el tamaño y la forma de la parte superior o boca de pesca.

12.1) OVERSHOT.-Es la herramienta de mayor uso de agarre externo, traducido al español es pescador con mordazas de agarre externo. El diseño con la ranura helicoidal en la caja y las cuñas que se ajustan al cuerpo son las que se utilizan generalmente. Esta herramienta es la más fuerte que se dispone para agarrar por fuera de la boca de pescado, obturar y jalar el pescado.La mayor parte de los Overshots consisten de tres piezas exteriores: El substituto superior, el cuerpo y el guiador. Si el diámetro del pescado se aproxima al diámetro máximo del enchufe entonces se utiliza una garra tipo espiral.Si el diámetro de la boca de pescado es mucho menor que el agarre máximo del enchufe (Usualmente ½”) hay que usar una garra de cesta y un empaque de control.Para enchufar adecuadamente el Overshot sobre la boca de pescado se hace rotar lentamente la sarta de pesca hacia la derecha y se baja gradualmente el enchufe sobre el pescado; la rotación y bajada combinada son importantes. La bomba en superficie puede ser enganchada para ayudar a limpiar el pescado y también para indicar cuando el Overshot está enchufado en el pescado. Una vez verificado esto, por el incremento en la presión de la bomba se debe parar la misma.

12.2) OVERSHOT DE AGARRE CORTO.-Se dispone en tamaños limitados para utilizarlos cuando la porción expuesta del pescado es demasiado corto para ser agarrado con un enchufe de pesca convencional. Están diseñados de manera que puedan recuperar un pescado cuyo extremo superior mida apenas 2”.

12.3) TARRAJA HEMBRA.-Esta herramienta esta básicamente constituida de un tramo corto de material tubular en cuyo interior se ha hecho una rosca.La tarraja hembra se usa para recuperar material tubular que tenga rosca macho en la parte superior, una vez que se ha asegurado al pescado no puede soltarlo. 13) PESCADORES DE AGARRE INTERNO.-Este tipo de herramienta está diseñada para sujetar el pescado tubular por la parte interior.

13.1) ARPÓN DESPRENDEDOR.- El arpón desprendible se utiliza para agarrar por dentro y rescatar la tubería de perforación y de producción. El arpón se compone de mandril agarrador, anillo desprendedor y tuerca.El mandril puede ser tipo llano o del tipo de resalto. La mordaza flexible y enteriza tiene un espiral interior que ajusta con el espiral del mandril, la cola de la mordaza descansa contra un tope del mandril cuando el arpón está enganchado.Para agarrar y tensionar el pescado con el arpón se baja lentamente la tubería de pesca, hasta que el arpón haya agarrado al pescado a la profundidad deseada, se da una vuelta completa a la izquierda y luego se tira del pescado, elevando la sarta.

Al dar vuelta la sarta a la izquierda el mandril gira alrededor del agarrador y pone este en posición de agarre. Mediante un tirón recto se asegura el pescado.

13.2) TARRAJA MACHO.-Para sujetar un pescado se usa principalmente cuando su parte superior consiste de un elemento de rosca interna. La forma cónica de la herramienta permite que entre fácilmente en el pescado, también permite un ajuste positivo con la rosca del pescado. La tarraja macho normalmente se baja con una junta de seguridad y una tijera hidromecánica.