pegadura y recuperacion de tuberias

8/17/2019 Pegadura y Recuperacion de Tuberias

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Pegaduras y recuperación dePegaduras y recuperación de

tuberías de perforación.tuberías de perforación.

Causas del atrapamientoCausas del atrapamientoRecuperación de la misma.Recuperación de la misma.


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ContenidoContenido

1. Definición de tubería atrapada.2. Categorías de atrapamiento de tuberías.3. Empacamiento y puenteo

4. Ho a de traba o para an!lisis de mecanismos deatrapamiento.". #unto libre$. #rocedimiento de string s%ot


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Definición de tubería atrapada.Definición de tubería atrapada.

Una sarta se considera “atrapada” alUna sarta se considera “atrapada” alsuspender la operación debido a que lasuspender la operación debido a que latubería no puede sacarse del pozo.tubería no puede sacarse del pozo.Puede ser que tenga movimiento porPuede ser que tenga movimiento pordebajo del punto de atrapamiento condebajo del punto de atrapamiento concirculación y rotación como sucede alcirculación y rotación como sucede alpresentarse ojos de llave y colapsos depresentarse ojos de llave y colapsos de!". Pero si no la podemos mover!". Pero si no la podemos moverestamos pegados.estamos pegados.


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Categorías de atrapamiento deCategorías de atrapamiento detuberíastuberías

#istóricamente el atrapamiento de la tubería seidentificó como atrapamiento mecánico o diferencial .$l pensamiento moderno identifica dos categorías deatrapamiento mec%nico&

' Empacamiento y puenteo' Relacionado con la geometría del pozo . ( adicionalmente se considera la' Pegadura diferencial )o anterior debido a que los mecanismos que originanel problema se pueden diferenciar claramente


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Empacamiento y puenteoEmpacamiento y puenteo

$ste tipo de atrapamiento ocurre cuandoe*iste en el pozo basura que se acu+aentre las paredes del pozo y las paredesde la tubería. )a basura suele serrecortes derrumbes o c,atarra. )os

pedazos mas grandes pueden atraparmas f%cilmente la tubería aun cuandoe*ista circulación. $l empacamiento serefiere a la acumulación de los recortes y

derrumbes en el espacio anular de talmanera que llegan a obstruir lacirculación y atrapar la sarta.


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$ste tipo de atrapamiento ocurre cuandoe*iste en el pozo basura que se acu+aentre las paredes del pozo y las paredes dela tubería. )a basura suele ser recortesderrumbes o c,atarra.

)os pedazos mas grandes pueden atraparmas f%cilmente la tubería aun cuandoe*ista circulación.$l empacamiento se refiere a la

acumulación de los recortes y derrumbesen el espacio anular de tal manera quellegan a obstruir la circulación y atrapar lasarta.


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$l empacamiento es el mas serio de losmecanismos de atrapamiento. Demanera general las probabilidades deliberar la tubería de un empacamientoson menores que las relacionadas a una

presión diferencial o por causa de lageometría del pozo . Por lo tanto sepierden mas ,erramientas y se realizanm%s desvíos de pozo por -sta

problem%tica


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Ho a de traba o para an!lisis deHo a de traba o para an!lisis demecanismos de atrapamiento.mecanismos de atrapamiento.

)a tabla siguiente es una versiónligeramente simplificada es unacompilación de las probabilidades queanalizadas de manera detallada permiteidentificar la fuente del problema.

/olo se necesita responder a las 0preguntas de la primera columna encerraren un circulo el n1mero del renglón y

sumar los n1meros encerrados. $l totalmas grande indica la fuente del problema.


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Ho a de traba o para an!lisis deHo a de traba o para an!lisis demecanismos de atrapamientomecanismos de atrapamiento

Dirección delmovimiento de la !Pantes del atrapamiento2

$mpacamiento óPuenteo

Presión Diferencial 3eometría del pozo

#acia arriba 4 5 4#acia abajo 6 5 4$statica 4 4 5!ipo del movimientodescendente de la sartadespu-s delatrapamiento2

)ibre 5 5 47on restricción 6 5 48mposible 5 5 5!ipo de rotacióndespu-s delatrapamiento2)ibre 5 5 47on restricción 4 5 48mposible 5 5 5!ipo de circulacióndespu-s delatrapamiento2)ibre 5 4 47on restricción 4 5 58mposible 4 5 5

!9!:)


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E emploE emplo

$n el ejemplo la tubería se atrapó durante una cone*ión. ;o ,uborotación ni movimiento ,acia abajo despu-s del atrapamiento y lacirculación era libre.

' Para la primera pregunta se tiene que la tubería estaba est%tica seselecciona ese renglón.' Para la segunda no ,ay movimiento descendente se selecciona elrenglón imposible.' Para la tercera no ,ay rotación se selecciona el renglón imposible.' Para la cuarta )a circulación es normal se selecciona el renglón delibre.

/e totalizan los n1meros para cada columna.

' Para empacamiento se tiene un total de 2' Para presión diferencial se tiene un total de 4' Para geometría de po*o se tiene un total de 2

$ntonces la probabilidad m%s alta es un atrapamiento por presióndiferencial.


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Perforando sinPerforando sin

ProblemasProblemas

Capítulos VIICapítulos VII

LIMPIEZA DE AGUJEROSLIMPIEZA DE AGUJEROS


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ContenidoContenido

+ntroducciónEficiencia de limpie*a de agu eros en po*os ,erticales.-actores ue afectan la limpie*a de agu eros en po*os,erticalesEficiencia en la limpie*a de agu eros en po*os direccionales

-actores ue afectan la limpie*a del agu ero en po*osDireccionales/ecanismos de transporte de los recortesPerforación con aire y esp uma

Eficiencia de limpie*a del agu ero durante la perforación conaireResumen


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8ntroducción

Una insuficiente limpieza de agujeros es en granUna insuficiente limpieza de agujeros es en granmedida el responsable de las pegaduras demedida el responsable de las pegaduras detuberíatubería . :lgunos argumentan que es la causa. :lgunos argumentan que es la causan1mero 6 de pegaduras de tuberías alrededorn1mero 6 de pegaduras de tuberías alrededor

del mundo especialmente en agujeros condel mundo especialmente en agujeros con%ngulos de agujeros muy elevados.%ngulos de agujeros muy elevados.

Un estudio en el Un estudio en el

de los incidentes de pegaduras de tubería a unade los incidentes de pegaduras de tubería a unalimpieza pobre del agujero. De ,ec,o cualquierlimpieza pobre del agujero. De ,ec,o cualquierempacamiento y pegadura de puente tienen a laempacamiento y pegadura de puente tienen a lalimpieza del agujero como parte del proceso.limpieza del agujero como parte del proceso.


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+ntroducción+ntroducción

/i los recortes

generados por unabarrena no son sacadosde forma efectiva delespacio anular yeliminadosposteriormente delpozos nosotroscomenzaremos apegarnos. )os recortespudieran pasearse en elagujero del pozo justopor debajo de los lastrabarrenas mientras seperfora.

)os primeros trabajos se

enfocaron en la remociónde los recortes de pozosverticales. /in embargo enlos 1ltimos 45 a+os losesfuerzos de perforación,an estado enfocados enlos direccionales yalcance e*tendido deperforación.


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Eficiencia de limpie*a de agu eros enEficiencia de limpie*a de agu eros enpo*os ,erticalespo*os ,erticales

#ay dos m-todos matem%ticos generalmente usados para predecir yevaluar la eficiencia en la limpieza de los agujeros en pozos verticales unm-todo es el de la concentración volum-trica de los recortes en elespacio anular y la otra es el de relación de transporte.

?olumen de recortes en el anular

7oncentración volum-trica de recortes @ AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA!otal del volumen del anular

Una baja concentración significa que nosotros tenemos la mejor limpiezade agujeros. ;osotros debemos estar empe+ados en levantar losrecortes arriba del pozo. )os recortes sin embargo comienzan a serempujados ,acia abajo a trav-s del lodo por gravedad con una velocidadterminal conocida como ,elocidad de desli*amiento. #ara tener una

,elocidad de los recortes %acia arriba0 la velocidad anular debe serm%s grande que la velocidad de deslizamiento. )a relación de velocidad de recortes y la velocidad en el espacio anulares llamado relación de transporte0 y es otro m todo usado paradescribir la eficiencia de la limpie*a.

Efi i i d li i * dEfi i i d li i * d g


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Eficiencia de limpie*a de agu eros enEficiencia de limpie*a de agu eros enpo*os ,erticalespo*os ,erticales

"elación de transporte @ ? cB?s

Donde&? c@ ?elocidad de recortes @ ? aA?s ? a@ ?elocidad anular @ gasto del flujoB %rea de flujo

? s@ ?elocidad de deslizamiento@ 4gd cCρ cAρ r 6.64 ρ f

g @ constante gravitacionald c@ di%metro de los recortes ρ c@ densidad del recorte ρ r @ densidad del fluído.

t f t l li i * d


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-actores ue afectan la limpie*a deagu eros en po*os ,erticales

)os factores que se incluyen por tener un efecto en la

limpieza de agujeros en pozos verticales&

' Peso del lodo' Velocidad anular ' Reología del fluido y régimen de flujo' Tamaño de recortes forma y cantidad ' Velocidad de penetraci!n' Rotaci!n de tubería y e"centricidad ' Tiempo#

actores e afectan la limpie*a de


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#eso del lodo factor de limpie*a en po*os ,erticales )a influencia del peso del lodo en la limpieza de agujeros se ve de tresmaneras&

' Provee flotación para ayudar al levantamiento de recortes.' :fecta el momento del fluido

' :fecta la fricción que el fluido puede impartir a los recortes cuandoeste pasando a trav-s de este. )a cantidad de levantamiento que nosotros obtenemos de la fuer*a deflotación0 puede ser encontrada por la relación de la densidad derecorte y la densidad del fluido.

Porcentaje de levantamiento @ ρ f Bρ c

Donde&ρ f @ densidad de recorte

ρ c@ densidad del fluido

actores ue afectan la limpie*a de


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Densidad del lodo Densidad del recorte 51667 de

le,antamientoE.== ppg F 46 ppg G655@ 05 >65.H ppg F 46 ppg G655@ H5 >6I.5 ppg F 46 ppg G655@ JI >

$l lodo m%s pesado transfiere m%s momento a los recortes. )a friccióntambi n pudiera ayudar a arrastrar los recortes le os de la pared yregresarlos al flu o. )a fricción tambi n es influenciada por el pesodel lodo mientras m!s alto sea el peso del lodo m!s alta ser! lafricción. /i el peso del lodo pudiera ser m%s bajo que cero entonces no actuaríaninguna fuerza de flotación momento o fricción al corte. $s por esto queel agujero no podría ser limpiado sin importar que tan alta fuera lavelocidad en el espacio anular.

)a e*periencia de campo nos dice que cuando el peso del lodoincrementa nosotros tenemos menos problemas con la limpie*a deagujeros y la podremos obtener con una velocidad menor en el espacioanular.


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#eso del lodo#eso del lodo

$ada contribuirá mas a la eficiencia en la limpieza de agujeros en pozos %erticales como un incremento en el peso del lodo# )a razónde transportación incrementar% y la concentración de recortesreducir% dr%sticamente en cuanto el peso del lodo comience aincrementar.3eneralmente no ajustamos nuestro peso del lodo para mejorar lalimpieza del agujero. ;osotros tratamos de mantener el peso del

lodo con la condiciones que el agujero lo permita por razones deeconomizar. :sí nosotros ajustamos nuestra velocidad anular opropiedades reológicas en primer lugar.


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8elocidad anular factor de limpie*a8elocidad anular factor de limpie*apara po*os ,erticalespara po*os ,erticales

&a %elocidad anular es el segundofactor 'ue más afecta la limpieza

eficiente de los agujeros en pozos%erticales .)a velocidad anular provee unafuerza de elevación a trav-s de unatransferencias de momento y fricciónasí como el lodo lo ,ace con losrecortes. )a transferencia demomento aumenta linealmente con lavelocidad en flujos laminares asícomo lo ,ace el peso del lodo. #ayque darnos cuentas que lacontribución proveniente de lavelocidad anular depende del pesodel lodo. /i el peso del lodo fueracero no ,abría contribución a lalimpieza del agujero por parte de lavelocidad anular.

-igura 9:2 Perfil de flujo laminar

)a distribución desigual de velocidadescausa que los recortes sean presionados,acia la pared.

-igura 9:3


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-igura 9:2 Perfil de flujo laminar

)a distribución desigual de velocidadescausa que los recortes sean presionados,acia la pared.

-igura 9:3


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7omo la velocidad corriente abajo de losrecortes va incrementando una fuerza deKernoulli arrastra los recortes de regreso,acia donde ,ay m%s flujo donde esllevado ,acia arriba de nuevo. $stemovimiento cíclico C,acia arriba y ,aciaabajo es conocido como reciclo del

recorte y causa que aumente laconcentración de recortes en el espacioanular.&a se%eridad del reciclado de los recortesdepende en gran parte del perfil del flujo .7on un perfil del flujo plano e*iste una

menor tendencia que una partícula seapresionada contra la pared y que lavelocidad cerca de la pared se tambi-nmas r%pida. 9bviamente nuestra meta escrear un perfil de flujo plano. $sto se logracon una combinación de velocidad anular

y propiedades en el fluido.

-igura 9:4 "eciclaje del recorte

)os recortes caen al acercarse a lasparedes donde la velocidad es m%s lenta,asta que eventualmente regresan adonde ,ay un flujo m%s r%pido corriente

arriba donde son arrastrados a la partealta de nuevo.


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&a %elocidad anular y el perfil del flujoson influenciados por el tamaño delagujero .


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Reología de fluido y regimenes delReología de fluido y regimenes delflu o -actores de limpie*a enflu o -actores de limpie*a enlimpie*a de po*os ,erticaleslimpie*a de po*os ,erticales

)a forma de el perfil del flujo

anular depende del r-gimendel flujo que ,ay en este. $lr-gimen del flujo es un tipo derelación entre la presión y lavelocidad.

#ay tres tipos de regímenesde flujo&

!urbulento )aminar !apón

-ig 9:$ 3asto del flujo vs presión

)a presión incrementa m%s r%pido en flujosturbulentos

VVeelloocciiddaadd

FFlluu j joo TTuur r b buulleennttoo

FFlluu j joo LLaammiinnaar r

Reología de fluido y regimenes delReología de fluido y regimenes del


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Reología de fluido y regimenes delReología de fluido y regimenes delflu o -actores de limpie*a enflu o -actores de limpie*a enlimpie*a de po*os ,erticaleslimpie*a de po*os ,erticales

-ig. 9:9 "egímenes del flujo

FF iigg .. 7 7 --77 AA FF lluu j j oo T Tuu rrbb uu llee nn ttoo

FF iigg .. 7 7 --77 B B FF lluu j j oo L Laa mm iinn aa rr

FF iigg .. 7 7 --77 C C FF lluu j j oo d d ee T Taa pp óó nn

7on menor presión y velocidad el flujo es laminar con mayor

presión y velocidad el flujo es turbulento CLigura JAI con fluidos e*tremadamente viscosos a velocidades bajas unavariación de flujo laminar es conocido como “flujo tapón” e*istente.CLigura J.J7 . )a velocidad a la cual los flujos se cambian de laminara turbulento es influenciado por las propiedades del lodo.


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-lu o )aminar -lu o )aminar

-lu o laminar esta gobernado principalmentepor las propiedad de ,iscosidad de el fluido.El fluido fluye suavemente con todas lasmol-culas movi-ndose en la misma direcciónpero a diferentes velocidades. $l agua fluye lentamente en una línea de flujoeste es un ejemplo de flujo laminar como lafigura adjunta el agua se ad,iere a un lado de lalínea y así la velocidad en las paredes es cero.)as propiedades de co,esividad del agua causauna fuerza de atracción que ,ace m%s lenta lasmol-culas de agua adyacentes que pasan cerca

de las paredes.$l perfil del flujo laminar es parabólico. )a formade este perfil depende de la viscosidad pl%sticade el fluido y de su punto de cedencia. $l perfilplano se va desapareciendo mientras el punto

de cedencia y la viscosidad pl%stica C(PBP?incrementa.


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-lu o &urbulento-lu o &urbulento

El flu o turbulento es m%s caótico y gobernadopor propiedades internas del fluido. $l flujo nofluye suavemente con todas las mol-culasmovi-ndose en la misma dirección como en elflujo laminar. )as mol-culas se pegan en lasparedes así que el flujo en las paredes es ceroigual como en el flujo laminar. $n el cuerpo detodo el flujo sin embargo las mol culas semue,en en todas las direcciones y adiferentes ,elocidades como en la figura. $lpromedio del flujo esta en la dirección corrienteabajo con un perfil del flujo que es muc,o m%splano que el flujo laminar. Un río r%pido es un

ejemplo de un flujo turbulento. Un perfil del flujo m%s plano provee una mejorlimpieza del agujero. Un flujo parabólico grandecomo el agua en flujo laminar es ineficiente parala limpiezas en agujeros.


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Cur,as de consistenciaCur,as de consistencia

$l gasto de corte no es constante en el agujero del pozo Cfig JA65 estees muy alto en las paredes y muy peque+o en el centro del pozo.$squematizando el esfuerzo cortante y el gasto cortante para cualquierlodo se produce una gr%fica llamada cur,a de consistencia . Una curvade consistencia para agua limpia es mostrada en la figura JA65 :.

-ig. 9:16 7urvas de consistencia para fluidos típicos


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)a pendiente de la parte de línea recta en la gr%fica en la figura JA65

representa la viscosidad pl%stica. )a viscosidad pl%stica representa larazón del incremento de las cargas en el esfuerzo cortante y el gastocortante C ∆τ⁄∆ν . Este es un resultado de interfaces mec!nicas entrelas partículas sólidas y el fluido. ( es mayormente una función del %reade superficie total de los sólidos.

8iscosidad #l!stica8iscosidad #l!stica

-ig. 9:11 Mrea de superficie de los recortes

$l %rea específica del recorte incrementa conforme su tama+o disminuye. $l %rea específica es el total del %reasuperficial dividida entre el peso del recorte. 9bserve que el %rea específica aumenta al doble cada vez que el di%metrodel recorte es dividido.


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Una película delgada de líquido de almenos 4 micrones cubre cadapartícula sólida en el lodo. 7uando laspartículas son grandes no ser requieremuc,o líquido para cubrirlas. Deacuerdo a como se ,an rompiendo

estas pie*as en partículas cada ,e*m!s pe ue;as su !rea totalincrementa. 7ada vez m%s y m%sliquido se va encerrando entre laspartículas que van cubriendo a medidaque se van ,aciendo m%s peque+as.

$ventualmente este líquido inmóvilconstituye una porción considerabledel porcentaje del volumen total dellodo.

8iscosidad #l!stica8iscosidad #l!stica

-ig 9:12 ?iscosidad pl%stica

8i id d8i id d t


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)a viscosidad aparente representa el total de presión requerida paraoriginar cierto gasto al flujo. Este es una combinación de ambos0punto de cedencia y ,iscosidad pl!stica . $ste se representa en unapendiente en la línea que intercepta cualquier punto de la curva deconsistencia y el origen. 9bserve en la figura JA6= que la viscosidad aparente disminuye encuanto el gasto del corte aumenta. $l punto de cedencia y la viscosidadpl%stica de un fluido sigue siendo constante en gastos del flujomoderados y nos da información significativa.

8iscosidad aparente8iscosidad aparente

-ig. 9:13 ?iscosidad aparente contra gasto de corte

LLaa v viiss ccoo ss iidd aa dd a a pp aa rree nn ttee e e ss ttaa r ree pp rree ss ee nnttaa dd aa

pp oorr u unn aa p p ee nndd iiee nnttee e e nn l laa l líínn ee aa p puunnttee aa dd aa .. L Laa vviiss ccoo ss iidd aa dd a a pp aa rree nnttee d d iiss mm iinnuuyyee a a c c oommoo v vaa iinn ccrree mm ee nn ttaa nnddoo e e ll g gaa ss ttoo d dee c coo rrttee ..

GGaassttoo ddee ccoor r ttee

/idiendo el punto de cedencia y la/idiendo el punto de cedencia y la


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)os ingenieros de lodos miden el punto de cedencia y la viscosidad pl%sticacon un viscosímetro L:;; ?A3. $ste instrumento mide el esfuerzo de corte adiferentes velocidades de corte. El esfuer*o de corte es tra*ado por elflu o de corte producido en una copa rotatoria a 366 y $66 rpm. )a viscosidad pl%stica es la tendencia de la línea. )a ecuación paraencontrar esta pendiente es& #8 @ $sfuerzo de corte a I55rpm N esfuerzo de corte a =55 rpm Bvelocidadde corte a I55 rpmA velocidad de corte a =55 rpm .

#8 @ $sfuerzo de corte I55 rpmA $sfuerzo de corte a =55 rpm


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ReogramaReograma

-ig. 9:14 3r%fica de determinación de yp vp

Determinación gr%fica depunto de cedencia yviscosidad pl%stica.

Determinación gr%fica depunto de cedencia yviscosidad pl%stica de unviscometro L:;; ?A3.

θ @ esfuerzo de corte medidoen grados.

θθ

ee nn

gg r r aa dd oo ss


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)a velocidad de penetración controlatanto el tama+o como la cantidad derecortes generados. : altas velocidadesde penetración la barrena estaperforando en profundidades dondeproduce recortes grandes . $sto estatambi-n produciendo m%s de ellos. 7omola velocidad de penetración aumenta la

eficiencia en la limpieza del agujerodebería aumentar. Un incremento en el torque con unincremento en la velocidad depenetración nos puede indicar que la

barrena esta cavando en la parte m%sprofunda y esta generado recortes muygrandes.

8elocidad8elocidad de penetraciónde penetración

&ama;o de recortes0 formas y&ama;o de recortes0 formas y


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&ama;o de recortes0 formas y&ama;o de recortes0 formas ycantidadcantidad #o*os 8erticales #o*os 8erticales

)a velocidad de asentamientoincrementa con el tama+o y la densidadde los recortes. $sto incrementa tambi-nsi los recortes son esf-ricos. )osrecortes grandes tienen una mayortendencia a ad%erirse a las paredesdonde la velocidad de los fluidos esmenor.)os efectos de la forma y la naturalezade los recortes afecta la calidad del cortemínimo del lodo. )os sólidos inertes yesf-ricos muestra poco corte mínimo.=randes cantidades de recortesinterfieren con el perfil del flu o y

tambi n unos recortes con otrosreduciendo la eficiencia en la limpiezadel agujero. )a concentración derecortes a lo largo de las paredesincrementa la concentración de recortesen el agujero. $sto causa un cambio del

perfil del flujo interno.

Una concentración de recortes forzaran el perfilinterno de flujo. )a velocidad cerca de las paredesser% m%s lenta y los recortes se ciclaran

-ig. 9:1" /ólidos e*cesivos deforman elerfil del flu o

Rotación de la tubería yRotación de la tubería y


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Rotación de la tubería yRotación de la tubería ye>centricidade>centricidad #o*os 8erticales #o*os 8erticales

)a rotación de la tubería me ora la relación de transporte de recortespor el barrido de recortes lejos de las paredes y regresando al r%pidomovimiento de la corriente del flujo. )a e*centricidad de la tubería en elespacio anular reduce la relación de transporte de recortes. $l perfil del flujoes m%s alargado del lado que no tiene tubería.$l efecto de ambas tanto rotación como e>centricidad tienen un muype ue;o impacto en po*os ,erticales pero llega a ser muc,o m%ssignificativo en %ngulos altos en los pozos.

-ig. 9:1$ "otación de tubería -ig. 9:19 $*centricidad de tubería

La rotación de la tubería empuja los recortesLa rotación de la tubería empuja los recorteslejos de las paredes y regresan al movimientolejos de las paredes y regresan al movimientorápido del flujo.rápido del flujo.

La excentricidad de la tubería fuer a el perfil delLa excentricidad de la tubería fuer a el perfil delflujo lejos del el lado de la tubería !ue esta lejos laflujo lejos del el lado de la tubería !ue esta lejos la

parte !ue está recargada la tubería. parte !ue está recargada la tubería.


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&iempo&iempo #o*os 8erticales #o*os 8erticales

!oma tiempo para circular los recortes lejos de la barrena y de las,erramientas de fondo antes de ,acer una cone*ión. !ambi-n tomatiempo circular para limpiar el agujero antes de comenzar a sacartubería. Un gran n1mero de incidente de pegaduras de tubería puede pasar porno permitir una suficiente circulación antes de una cone*ión o viaje. Una estimación de la cantidad de tiempo para limpiar el agujero debeser establecido y comparado contra el tiempo actual observado paralimpiar el pozo antes de cada viaje.


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Eciencia en lalimpieza deagujeros e npozos

direccionales

)impie*a en (gu eros Direccionales)impie*a en (gu eros Direccionales


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)impie*a en (gu eros Direccionales)impie*a en (gu eros Direccionales+ntroducción+ntroducción

$l mismo factor que tiene influencia en lalimpieza en pozos verticales tambi-n tiene

influencia en la limpieza en pozos direccionales./in embargo ,ay algunas diferenciasfundamentales en la cual estos factores aplican.$sto es debido mayormente a la cama derecortes de formación y al r%pidoacomodamiento de estos en algunos %ngulos

debido a un fenómeno conocido como :sentamiento de Koycott”En po*os ,erticales0 la efectividad de lalimpieza del agujero es monitoreado por eltorque y las tendencias de arrastre y porinspección visual en las temblorinas. En unpo*o direccional sin embargo pueden ,abercamas de recortes substanciales incluso si lastemblorinas est%n limpias y el torque y arrastreson moderados.$n un pozo vertical la limpieza del agujeropuede ser mejorado por el decremento de lavelocidad de deslizamiento de los recortes.

-ig 9:1? ?elocidad de deslizamiento en pozosinclinados

"uando el ángulo de inclinación aumenta# el componente"uando el ángulo de inclinación aumenta# el componenteaxial de la velocidad de desli amiento disminuyeaxial de la velocidad de desli amiento disminuye


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)a diferencia en la )impie*a)a diferencia en la )impie*a

)a diferencia fundamental entre los pozos verticales y ,orizontales son&

' En po*os ,erticales el esfuerzo de la limpieza de agujeros estaconcentrada en reducir el asentamiento de los recortes.' En po*os direccionales el -nfasis esta en el arrastre de recortes de lacama de recortes y en la suspensión.

' $n el laboratorio el promedio y la m%*ima altura de cama de recortes esusado para medir el funcionamiento de la limpieza de agujeros. $lpromedio de la altura de la cama nos da una indicación del volumen totalde recortes en el espacio anular mientras la altura m%*ima indica dondepudieran ocurrir las pegaduras )a razón de limpieza del agujero HCRHole Cleaning Ratio propuesta por


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-actores ue (fectan la )impie a del-actores ue (fectan la )impie a del(gu ero en #o*os Direccionales(gu ero en #o*os Direccionales

• $l %ngulo de inclinación• )as propiedades del lodo y r-gimen de flujo

• )a velocidad de penetración• $l tiempo• $l gasto• )as capas Cacumulación de recortes• )a rotación y e*centricidad de la tubería


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@ngulo de +nclinación@ngulo de +nclinación

##ay tres zonas de inclinación distintas enun pozo direccional

• $% a &$%• =5O a IHO• IHO a 5O )as tres zonas a veces se dominan comoregiones ,ertical0 %ori*ontal y detransición .

)a naturaleza de la acumulación derecortes y los mecanismos de la limpiezadel pozo son marcadamente distintos encada zona. $n la sección vertical algo quereduce la velocidad de deslizamiento

mejora la limpieza del pozo. $n realidadsolo el componente a*ial de la velocidad dedeslizamiento afecta la limpieza delagujero. $n la sección vertical la mayoríadel componente a*ial esta en la direcciónvertical.

-ig. 9:1A !res regiones de inclinación


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@ngulo de +nclinación@ngulo de +nclinación

)os recortes migran ,acia el lado bajo del pozo a medida que el pozoempieza desviarse de la vertical. :l apro*imarse el %ngulo a =5O los

recortes empiezan estar m%s tiempo en contacto con la pared. Elproblema de la recirculación de los recortes se ,uel,e m!s gra,ecuando el !ngulo e>cede de 36B. 7onforme el %ngulo aumenta de=5O a 0HO la duración de tiempo que las recortes est%n sobre lapared aumenta espectacularmente. )a concentración volum-trica delas recortes aumenta aceleradamente entre =5O y 0HO y permanece

relativamente constante en %ngulos superiores.

l d l ó


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@ngulo de +nclinación@ngulo de +nclinación(sentamiento oycott $l :sentamiento Koycott toma su nombre por el Dr. :. $. Koycott quien estudiabamuestras de sangre durante la Primera 3uerra


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(sentamiento oycott(sentamiento oycott(sentamiento oycott 7on un %ngulo de 0H grados las partículas tienden a depositarse una distanciacorta y ,ay un canal e*puesto en el lado alto del pozo. :,ora el fluido limpiopuede correr con fuerza r%pidamente ,acia arriba del lado superior del pozodejando el fluido m%s denso cargado de sólidos dej%ndolo descender m%sr%pidamente ,acia abajo en forma de capas de recortes . CLig JA44

-ig 9:22 :sentamiento Koycott-ig 9:21 :sentamiento Koycott.

/ i d &/ i d &


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/ecanismos de &ransporte/ecanismos de &ransporte

/ecanismos de &ransporte de los Recortes $l mecanismo de transporte de los recortes es distinto en cada sección debido ala naturaleza de las capas de recortes. Dos clasificaciones amplias deltransporte de recortes son la suspensión y el transporte de capas .$n la sección vertical los recortes tienden a ser mezcladas con el fluido deperforación en el agujero y moverse en suspensión ,omog-nea. /ientras el!ngulo aumenta0 las recortes m!s grandes emigran al lado inferior y semue,en %acia arriba del po*o en suspensión %eterog nea . CLig JA4= . 7onlos %ngulos mayores los recortes tienden a formar capas y desplazan por ellado inferior del pozo. 7on los %ngulos de m%s que IHO las capas tienden dequedarse inmóviles a menos que las agite el movimiento de tubería.

/ i d &/ i d &


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/ecanismos de &ransporte/ecanismos de &ransporte

Un problema con los agujeros inclinados es que la e*centricidad de la tubería yla concentración de recortes en el lado inferior del pozo deforma el perfil de flujo.$l fluido del lado alto del pozo tiene una velocidad muc,o m%s r%pida que el flujoobstruido del lado inferior. Esto %ace m!s difícil para el fluido de perforacióntransmitir la energía necesaria para mo,er los recortes . $l perfil m%salargado del flujo laminar es muc,o menos efectivo en prevenir o limpiar lascapas de recortes en agujeros de %ngulo alto que el perfil ac,atado del flujoturbulento.

EE ll p p ee rrffiill d d ee ll f flluu j j oo s s ee d d iiss ttoo rrss iioo nn aa h h aa cc iiaa e e ll l laa dd oo b b aa j j oo dd ee ll a a gg uu j j ee rroo .. L Laa v vee lloo cc iidd aa dd e e ss mm uu yy b b aa j j aa t trraa ss l laa ee xxcc ee nn ttrriicc iidd aa dd d d ee l laa t tuu bb ee rrííaa d d ee p p ee rrffoo rraa cc iióó nn ..

/ d l d fl/ d l d fl


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/odelos de flu o/odelos de flu o

)o$studios de /ifferman y Qenny ,an llegado a estas conclusiones conrespecto al r-gimen de flujo con diferentes %ngulos de inclinación&

∀• El flujo laminar es deseable para los ángulos menores a ()* porque lareducción de la velocidad de deslizamiento domina en los pozos verticales.

∀• El flujo turbulento es preferido para los ángulos por encima de ))* porque la necesidad de penetrar las capas de recortes y ma*imizar la

velocidad cerca de las capas domina en los pozos de %ngulos altos. $l perfilde flujo laminar en los pozos de %ngulos altos no provee suficiente esfuerzocortante para agitar las capas de recortes a menos que el fluido seasuficientemente viscoso para obtener el flujo tapón. $l flujo turbulento esmuc,o m%s eficaz de agitar las capas de recortes con los %ngulos por encimade HHO.

' El flujo turbulento y el flujo laminar son iguales en el rango de ()* a ))*# /edebe llegar a un arreglo entre limitar la velocidad de asentimiento de losrecortes cerca de la pared y ma*imizar la velocidad cerca de la pared.'

/ d l d fl/ d l d fl


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/odelos de flu o/odelos de flu o

$n un pozo vertical un aumento en el punto cedente resultar% en mejorlimpieza del agujero. /in embargo en un pozo direccional un aumento en elpunto cedente tiene un efecto perjudicial en la limpieza del agujero. $sto esporque el lodo viscoso no puede penetrar la capa de recortes tanfácilmente como el lodo menos viscoso. Sin embargo, la razón principales la deformación del perfil del flujo laminar # )a tubería de perforacióne*c-ntrica empuja el perfil de flujo ,acia afuera de las capas de perforaciónque produce una velocidad muy baja por encima de las capas

Perfiles de velocidad en un pozo ,orizontal

EE ll p p ee rr ffiill d d ee f flluu j j oo s s ee d d ee ffoo rrmm aa y y l laa ss c c aa pp aa ss d d ee r ree cc oo rrttee ss s s ee d d ee pp oo ss iittaa nn e e nn e e ll l laa dd oo a a bb j j oo d d ee ll p p oo zz oo .. E E ss ttoo p p rroo vvoo cc aa qq uu ee l laa v vee lloo cc iidd aa dd s s ee aa d d ee mm aa ss iiaa dd oo b b aa j j aa p p aa rraa e e rroo ss iioo nn aa rr l laa c c aa pp aa d d ee r ree cc oo rrttee ss .. E E ss ttee p p rroo bb llee mm aa e e ss ttaa mm ee nn oo ss mm aa rrcc aa dd oo c c oo nn f flluu iidd oo ss d d ee b b aa j j aa v v iiss cc oo ss iidd aa dd ..

R l í # * Di i lR l gí # * Di i l


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Reología en #o*os DireccionalesReología en #o*os Direccionales

' $stas son las conclusiones de varios estudios acerca de la viscosidad en lospozos direccionales&' ∀• $l agua en el flujo turbulento provee la mejor limpieza del agujero con lasinclinaciones mayores a IHO.∀• : falta de la rotación de tubería las capas de recortes siempre est%n presentesen el flujo laminar por alta que sea la velocidad del flujo.∀• )as capas de recortes no e*isten en el flujo turbulento.∀• /e debe llegar a un arreglo entre ma*imizar la velocidad detr%s de la tubería deperforación e*c-ntrica y reducir la velocidad de deslizamiento a las bajasvelocidad es de esfuerzo cortante que e*isten entre la tubería de perforación y lascapas de recortes.∀• '

-ig. 9:2? ?elocidad del corte.

R l gí # * Di i lReología en #o*os Direccionales


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Reología en #o*os DireccionalesReología en #o*os Direccionales

' $stas son las conclusiones de varios estudios acerca de la viscosidad en lospozos direccionales&' ∀• Un cambio en la reología tiene menos efecto cuando la tubería est% rotando.$sto es porque la rotación de la tubería agita las capas de recortes de formaaceptable.∀• ' e requiere m%s la rotación de la tubería con los lodos altamente viscosos quecon los lodos poco viscosos.∀• $l efecto de viscosidad esta m%s marcado con los lodos base agua que conlos lodos base aceite.∀• )as capas de recortes tienden a deslizar m%s con los lodos base aceite quecon los lodos base agua.

'


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"apítulos ())

+ntroducción


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Con frecuencia0 un problema lle,a a otro.

(sí como una p rdida de circulación puedegenerar el colapso o un brote0 un agu eroestrec%o y la pegadura de tubería acarreannue,os problemas con los cuales %ay uelidiar. )os problemas m!s gra,es ueocurren en agu ero estrec%o y pegadura detubería son

' rotes inducidos' # rdidas de circulación' -allas del e uipo y de lasarta' )esiones al personal

ntroducción

(spectos sobre control de po*os


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(spectos sob e co t o de po os/i estamos combatiendo un empacamientopotencial debido al ,inc,amiento de arcillas ocamas de recortes probablemente estamostrabajando en un agujero estrec,o. )os

lastraberrenas y estabilizadores puedenempacarse y actuar como un pistón. $sto causasevera surgencia y suaveo.

$l filtrado en la pared del pozo puede actuarcomo una v%lvula de un solo sentido Cc,ecRpermiti-ndonos inducir flujo ,acia el pozo peroimpide regresar dic,o flujo a la formacióncuando la tubería es empujada ,acia abajo CLig.64A6 .

#egaduras diferenciales y control de po*os


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g y p


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Uno error com1n es rotar la tubería mientras secircula fuera del pozo para prevenir pegadurasdiferenciales durante el procedimiento de controlde un po*o . $n realidad S


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(

)o 1ltimo aspecto por considerar es asentamiento debarita. 7uando el lodo est% en reposo largo tiempoespecialmente en un po*o inclinado0 la barita sepuede asentar . $sto reduce el peso del lodo y puedecausar bajo balance. :un si el pozo estuvo est%ticocuando la pegadura se presentó las burbujas de gasque migran lentamente y el asentamiento de baritapueden causar bajo balance en el pozo. )a primera responsabilidad del perforador escontrolar el po*o . ;unca debe bajar su guardia sinimportar qu- tan intensa est- la batalla con laspegaduras de tubería.

# rdida de Circulación


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)as presiones de surgencia y sua,eo queocurren en un agujero estrec,o debido a

empacamientos pueden ocasionar la p rdidade circulación . Una p-rdida de circulaciónpuede ocasionar brotes e inestabilidad del pozo.

)o que parece como arrastre ,acia abajo en elindicador de peso puede ser un efecto de pistón.

$l incremento de la presión por la surgenciapuede tratar de arrojar la sarta ,acia afuera delpozo. Gi esta presión es m!s alta ue la defractura0 la formación se fracturar! y seperder% el lodo ,acia la formación.

Debe tenerse un cuidado e*tremo cuando semueve la sarta a trav-s de zonas estrec,asmientras se est% bombeando. De lo contrario seestar%n generando los problemas asociados conun pozo estrec,o y las perdidas de circulación.

-allas en e uipos y sartas de perforación


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p y p

Cuando la sarta se pega -sta puede ser jalada o torsionada ,asta sus límitesteóricos y m%s all%. )a sarta puede fallarinmediatamente por este tipo de esfuerzoso puede debilitarse ,asta fallar por fatiga enun futuro no lejano. )a cuadrilla de perforación necesitaconocer los límites de operación de cadaparte de la sarta. )os m%*imos esfuerzos detensión y torsión se reducen a medida que eldi%metro de la tubería se gasta. /i se jala latubería a trav-s de una desviación severadebe tomarse en cuenta el esfuerzo depandeo. Una tubería tensionada a tra, s deuna se,eridad fallar% con una carga detensión m%s baja que una que est- en unasección vertical.

Da;os al personal


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p

7uando el equipo es operadocerca de su límite puede fallar yliberar energía almacenada. $lcable de perforación podríaromperse la línea de perforaciónpodría romperse y asísucesivamente. $s f%cil quealguien resulte lastimado por

piezas sueltas volando. Conbuenas pr!cticas operati,asnadie debería resultar lastimadoen caso que cualquier equipopudiera fallar.

o debe utili*ar cu;as para rotar la sartaF /in embargo personasdesesperadas ,acen cosas desesperadas. Un perforador debe tenersiempre una reunión de seguridad con su cuadrilla para informarles acercade los peligros potenciales y mantenerlos fuera del piso de trabajo cuando semanejan pesos altos en el indicador.

PROCESO DE C !"IOPROCESO DE C !"IO


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PROCESO DE C ! IOPROCESO DE C ! IO

pegadura y recuperacion de tuberias

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