TUBERIAS

TUBERIA DE PERFORACION * La tubería de perforación es el elemento tubular utilizado para llevar a cabo los trabajos durante la operación de la perforación. Está expuesta a múltiples esfuerzos durante las operaciones de perforación del pozo. Los datos principales que se deben de conocer sobre la tubería de perforación son:

*Diámetro interior y exterior del tubo, Peso Nominal, Peso Ajustado, Resistencia a la Tensión, Juntas, Espesor de Pared, Torsión de Enrosque.

CUIDADOS Y MANEJO DE LA TUBERIA DE PERFORACION

* Es importante saber cómo cuidar las uniones de tubería, ya que son partes de la tubería sometidas a muchos esfuerzos. Ellas reciben gran cantidad de uso y desgaste y tienen que soportar grandes presiones, rotación, esfuerzos y otras fuerzas pozo abajo.  

* Las Uniones de Martillo son la presión alta uniones enhebradas y soldadas con dos mitades una mitad femenina enhebrada y un macho de ala la mitad con Gira la tuerca lo que cabe juntos y sello sobre la bocacalle y luego martilleo de la tuerca mitad juntos con la mitad enhebrada. a menudo los referd a como Weco o uniones de Martillo de Wecos vienen a tamaños de 1" hasta 10" y a presiones de 1,000 psi hasta 15,000 psi. Éstos escriben a máquina de uniones son comúnmente usados en el yacimiento petrolífero y en la aplicación industrial para sellar a pedazos de tubo o manguera juntos para hacer una unión vía hilos o vía buttweld

PROTECTORES*Los protectores de rosca ayudan a evitar los

daños a las uniones de tubería. Se encuentran disponibles en acero prensado, acero vaciado, plástico o caucho. Un protector de rosca es una pieza que se atornilla a la caja o a la espiga de una unión de tubería para proteger las roscas y los hombros contra posibles daños, mientras la tubería se transporta o se almacena.

• Cuerpo de poliuretano resistente y elástico sostenido por una caja de acero reforzado y bisagras de acero inoxidable.• Para usarse en casi cualquier fluido de perforación o

terminación.

LIMPIEZA*Las roscas de la caja, de la espiga y de los

hombros en las uniones de tubería, deben limpiarse muy bien antes de conectarse a la sarta de perforación. La limpieza ofrece tres beneficios: Primero, remueve materiales extraños permitiendo un enrosque apropiado; segundo, permite una inspección mejor y más efectiva de las roscas; y tercero, alarga la vida útil de las conexiones eliminando materiales abrasivos.  

LUBRICACION

*Las roscas en las uniones de tubería deben lubricarse para protegerlas contra los efectos de las cargas de alta torsión a que se encuentran sujetas durante él enrosque y la perforación, la grasa común y el aceite se deterioran o se escurren bajo los efectos de las cargas de alta torsión. Las grasas especiales de lubricación que contienen aditivos metálicos, no se escurren tan fácilmente y resisten esfuerzos de enrosque adicionales que se producen pozo abajo. El A.P.I recomienda compuestos que contengan de 40 a 60 por ciento de su peso, en polvo metálico fino de Zinc para las conexiones rotatorias ahusadas.

TORSIÓN DE ENROSQUE*Antes de 1936, la fuerza de torsión no era

considerada significativa en él enrosque de las uniones de tubería. Si la conexión se encontraba floja, se esperaba que se apretara a medida que la sarta de perforación hacía girar las barrenas de tipo arrastre. De hecho, no siquiera se usaban tenazas para apretar las conexiones de la tubería que se metía al pozo, solo se usaban para desarmarla.  

DESCRIPCION DE LOS COMPONENTES DE LA TUBERIA DE PERFORACION

*Tubo de perforación: Es una envolvente cilíndrica que tiene una longitud determinada, con diámetro exterior, diámetro interior, recalcados, conexión caja piñón, diámetro exterior de junta, espesor de pared y marca de identificación.*Longitud: La longitud de un tubo abarca desde el

sello de la caja hasta el sello del piñón. Nunca se debe de incluir el piñón para determinar el largo, ya que al unirse el piñón con la caja de otro tubo éste se pierde al quedar dentro de la caja.*La tubería de perforación se suministra en el

siguiente rango A.P.I. de longitud: Rango 1 de (7.5 a 8.5 metros). Rango 2 de (8.5 a 9.5 metros). Rango 3 de (9.5 a 10.5 metros).

*Diámetro exterior: Es la medida que tiene el cuerpo del tubo en su parte externa. *Diámetro interior: Es la medida interna de un tubo

de perforación. *Recalcado: Es el cambio gradual de espesores. Este

recalcado permite un factor de seguridad adecuado en el área soldada para proveer resistencia mecánica y otras consideraciones metalúrgicas.*Conexión caja-piñón: Es el punto donde se realiza el

enlace de la caja de un tubo con el piñón de otro tubo. *Diámetro exterior de la junta: es la medida que

resulta de la unión de la caja con el piñón de un tubo de perforación.*Espesor de pared: Es el grosor (área transversal)

que tiene la pared de un tubo de perforación.

JUNTAS PARA LA TUBERIA DE PERFORACION

*La fabricación de juntas para la tubería de perforación se realiza bajo normas de calidad estrictas. La materia prima es acero aleado, rolado y posteriormente forjado. Después de que las forjas son maquinadas bajo especificaciones establecidas por el INSTITUTO AMERICANO DEL PETROLEO (A.P.I), cada caja y piñón es tratado térmicamente hasta satisfacer los grados de dureza correspondientes.*Existen 2 tipos de fabricación de juntas para la perforación de pozos

SOLDADURA POR FRICCION (FRICTIONWELD).La soldadura por fricción es un proceso de soldadura, de un estado sólido se produce coalescencia de materiales por el calor obtenido con ayuda del movimiento mecánico inducido por deslizamiento entre las superficies de fricción. Las piezas de trabajo se mantienen unidas bajo presión. Este proceso generalmente implica rotación de una parte contra otra para generar calor por fricción en la unión.SOLDADURA POR INDUCCION (FLASHWELD). Es un proceso especial de tratamiento térmico el cual se lleva a cabo en las juntas la tubería de perforación, elevando primero la temperatura y posteriormente enfriando en la zona de soldadura, lo cual permite establecer las propiedades físicas originales alteradas metalúrgicamente durante el proceso de ensamble.

IDENTIFICACION DE LA TUBERIA DE PERFORACION EN FUNCION DEL DESGASTE

*El API ha establecido diversos lineamientos para la clasificación de la tubería de perforación.

GRADOS• E-75, con resistencia a la tensión mínima de 75,000 lb/pg2 • X-95, con resistencia a la tensión mínima de 95,000 lb/pg2 • G-105, con resistencia a la tensión mínima de 105,00 lb/pg2 • S-135, con resistencia a la tensión mínima de 135,00 lb/pg2

* Grado E-75 = °E, Es el grado menos resistente, sin embargo, tiene mayor propiedades antioxidantes. Una franja blanca en la parte intermedia en el cuerpo del tubo de perforación. * Grado X-95 = °X, Es más resistente que el grado

anterior y con menos propiedades antioxidantes. Dos franjas blancas en la parte media del cuerpo del tubo de perforación. * Grado G-105 = °G, El grado de resistencia

incrementa, y el grado de propiedades antioxidante, disminuye. Tres franjas blancas en la parte media del cuerpo del tubo de perforación.* Grado S-135 = °S, Es el grado de tubería, más

resistente y es el de menor propiedades antioxidantes. Cuatro franjas blancas en la parte media del cuerpo del tubo de perforación.

TUBERIA FLEXIBLE*La tubería flexible se utiliza para una amplia

variedad operaciones con petróleo y gas. Se utiliza en la realización y producción de pozos de petróleo. Es una tubería de tramos continuos de acero de pequeño diámetro utilizada en procesos de reparación, perforación y completación de pozos. Estas tuberías o sartas de tubería flexible pueden tener hasta 10 Km de longitud (aproximadamente 32,000 pies) y entre 1 – 4 ½ pulgadas de diámetro. Esta tubería se enrolla en un carrete para su manejo y transporte.

*Algunas de las principales ventajas de estas tuberías con respecto a las unidades convencionales de perforación y reparación de pozos son: rápida movilización, menores costos operacionales, aceleración de las operaciones (debido a que no es necesario efectuar interrupciones para realizar la conexión de tuberías) y la capacidad de bombear fluidos en cualquier momento sin importar la posición dentro del pozo.

*Debido a las ventajas de este tipo de tubería, éstas resultan particularmente útiles para las siguientes aplicaciones: limpieza de pozos, operaciones de acidificación y fractura miento hidráulico, operaciones de cementación, pesca y fresado, ensanchado de pozos, perforación en condiciones bajo balance, adquisición de registros de pozos, perforación direccional e instalación de bombas.

*Componentes de equipo de Tubería Flexible (TF):

*Unidad de bombeo.Unidad de Potencia.Carrete y tubería flexible.Cabina de control.Cabeza inyectora.Conjunto de pre ventores.Grúa y subestructura.Puede suministrarse en carretes de 1" hasta 3 1/2" y longitudes máximas de 25 mil pies.Entre las múltiples aplicaciones que tiene la tubería flexible están:Limpiezas, inducciones, estimulaciones, cementaciones, pescas, terminaciones y perforación.Consideraciones para perforar con TF.

Tubería Flexible(TF)

*Objetivo:

Perforar un pozo rápido, seguro y a bajo costo, se puede lograr ya que la TF no necesita conexiones por ser continua, maneja menor volumen de fluidos y acero que las tuberías de revestimiento.

Asimismo evitan pegaduras ya que se tiene circulación continua.

Conductor marino / tubería hincada o pilote de fundación:

Es la primera sarta de revestimiento que se utiliza en la perforación con el objetivo de proteger el suelo superficial no consolidado y blando, asegurando la estabilidad de la superficie donde es colocado el equipo de perforación y guiar la sarta de perforación y las subsecuentes tuberías de revestimiento dentro del hoyo. La profundidad de asentamiento varía entre 90’ y 150’, con un tamaño entre 26” y 45”.

Conductor marino / tubería hincada o pilote de fundación:

Son clavados con martillos hidráulicos o vibratorios y el nombre que se le da a esta sarta está relacionado al tipo de operación que se realiza:− Conductor marino: perforación costa afuera con impide reventones superficiales.− Pilote de fundación: perforación costa afuera con impide reventones submarinos.− Tubería hincada: perforación en tierra.

Revestidor de Superficie:

Tiene como objetivo fundamental proteger las formaciones superficiales de las condiciones de perforación más profundas. La profundidad de asentamiento varía entre 300’ y 3500’ dependiendo del área operacional y generalmente se cementa hasta superficie.

Revestidor Conductor:

Es un tubo guía de diámetro grande (16” a 30”) que se coloca a profundidades someras, cementada hasta superficie o lecho marino, y es la primera tubería de revestimiento sobre la cual se montan las VIR’s. Se utiliza para reforzar la sección superior del hoyo y evitar que la circulación de fluidos de perforación lo lave demasiado. La profundidad de asentamiento varía entre 150’ y 250’.

Revestidor Intermedio:Este tipo de revestidor proporciona integridad de presión durante las operaciones de perforación subsecuentes. También se le llama Protectora porque protege las formaciones de altos pesos de lodo, con profundidades de asentamiento entre11000’ y 12000’.

Entre sus funciones más importantes están:−Evitar la contaminación de yacimientos de agua dulce.

−Proporcionar un gradiente de fractura suficiente para permitir la perforación del próximo hoyo.

−Servir de soporte para la instalación del equipo de seguridad (VIR’s).

−Soportar el peso del resto de las tuberías que serán colocadas en el pozo. Por esta razón se cementan hasta superficie.

Sus funciones más importantes son:

−Facilita el control del pozo si se encuentran zonas de presiones anormales.

−Aísla formaciones problemáticas, lutitas deleznables, flujos de agua salada o formaciones que contaminan el fluido de perforación.

−Permite bajar la densidad del lodo para perforar zonas de presiones normales que se encuentran debajo de zonas presurizadas.

Revestidor de Producción:

Es la sarta de revestimiento a través de la cual se completa, produce y controla el pozo durante toda su vida productiva y en la cual se pueden llevar a cabo muchas reparaciones y compleciones. Este revestidor se coloca hasta cubrir la zona productiva y proporciona un refuerzo para la tubería de producción(“tubing”) durante las operaciones de producción del pozo. Por lo general, no se extiende hasta la superficie y es colgada en la sarta de revestimiento anterior a ella. La profundidad de asentamiento es la profundidad total del pozo.

Las principales funciones son:

−Aislar las formaciones o yacimientos para producir selectivamente.

−Evitar la migración de fluido entre zonas.

−Servir de aislamiento al equipo de control (cabezal) que se instalará para manejar la producción del pozo.

Camisa o “Liner” Intermedia o Protectora:

Las camisas protectoras o intermedias son sartas que no se extienden hasta la superficie y se cuelgan de la anterior sarta de revestimiento. El propósito de esta sarta es prevenir problemas de pérdida de circulación cuando se requieren altos pesos de lodo. Proporciona la misma protección que el revestidor intermedio.

Tie Back:Los liners de producción generalmente se conectan hasta superficie (en el cabezal del pozo) usando una sarta de revestimiento “tie back” cuando el pozo es completado. Esta sarta se conecta al tope del liner con un conector especial.El tie back aísla revestidor usado que no puede resistir las posibles cargas de presión si continua la perforación, proporcionando integridad de presión desde el tope del liner al cabezal del pozo. También permite aislar un revestimiento gastado que no puede resistir incrementos de presión o aislar revestimientos intermedios en casos de incrementos de producción.

Camisa o “Liner” de Producción:

Este tipo de tubería se coloca en la sección interior del revestidor de producción.Su uso principal se realiza en pozos exploratorios debido a que se pueden probar las zonas de interés sin el gasto de una sarta completa. Luego si existe una producción comercial de hidrocarburo, se puede conectar la sarta hasta superficie. En la mayoría de los casos se corre con una herramienta especial en el tope del mismo que permite conectar la tubería y extenderla hasta la superficie si se requiere. Normalmente, va colgado a unos 500’ por encima del último revestidor cementado hasta la profundidad final del pozo.

Tubería de Producción:

Es una tubería especial utilizada para producir el pozo y que puede reemplazarse o repararse durante la vida del pozo.

Son tuberías especiales que se introducen en el hoyo perforado y que luego son cementadas para lograr la protección del hoyo y permitir posteriormente el flujo de fluidos desde el yacimiento hasta superficie.

Tuberías de revestimiento

Tipos de tuberías de revestimiento

Selección

*La selección apropiada de las tuberías de revestimiento es uno de los aspectos más importantes en la programación, planificación y operaciones de perforación de pozos.*La capacidad de la sarta de revestimiento

seleccionada para soportar las presiones y cargas para una serie dada de condiciones de operación, es un factor importante en la seguridad y economía del proceso de perforación y en la futura vida productiva del pozo.

Funciones*Entre las funciones más importantes de las tuberías de revestimiento están:

− Evitar derrumbes en el pozo durante la perforación.− Evitar contaminaciones de aguas superficiales.− Suministrar un control de las presiones de formación.− Prevenir la contaminación de las zonas productoras con fluidos − Al cementarlo, se puede aislar la comunicación de las formaciones de interés− Confinar la producción del pozo a determinados intervalos.− Facilitar la instalación del equipo de superficie y de producción.

Características

*Las tuberías de revestimiento se fabrican de acero de la más alta calidad y bajo estrictos controles de seguridad en los procesos de fabricación. Son del tipo sin costura, obtenidas por fusión en horno y soldadas eléctricamente.El API ha desarrollado especificaciones para la tubería de revestimiento, aceptadas internacionalmente por la industria petrolera.

Factores técnicos y económicos

*La capacidad de la sarta seleccionada para resistir esfuerzos y cargas bajo determinadas condiciones es un factor muy importante para la seguridad y economía en la perforación y posterior producción del pozo.

La sarta de revestimiento representa un alto porcentaje de la inversión total de un pozo, por lo tanto no se justifica pagar más por resistencia o calidad de lo que es realmente necesario.

Tipos de revestidores

*

Conductor marino / tubería hincada o pilote de fundación.

Revestidor Conductor.Revestidor Superficial.Revestidor Intermedio.Revestidor de Producción.Camisa o “Liner”:− Intermedia o Protectora.− De producción.

*Revestidor removible o “Tie back”Tubería de Producción.− Revestidor Conductor.− Revestidor Superficial.− Revestidor Intermedio.− Revestidor de Producción.− Camisa o “Liner”

*Intermedia o Protectora.− Camisa o “Liner” de producción.− Tubería de Producción.− Conductor.− Tie back.