presiones normales y subnormales

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Presiones Anormales

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Page 1: Presiones Normales y Subnormales

Presiones Anormales

Page 2: Presiones Normales y Subnormales

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD DEL ZULIA

NÚCLEO COSTA ORIENTAL DEL LAGO

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO

CABIMAS-ZULIA

Autores:

Ariacny Perozo C.I. 19.747.099

Jean Linares C.I. 17.391.770

Leover Sanchez C.I. 19.626.906

Luis Hernández C.I. 19.336.520

Wilmar Matos C.I. 18.794.719

Profesor: Ing. Chirinos Ronny

Cabimas, Febrero de 2012

PROBLEMAS ESPECIALES ASOCIADOS CON EL CONTROL DE PRESIONES

Page 3: Presiones Normales y Subnormales

ÍNDICE GENERAL

CONTENIDO PAG

INTRODUCCION………………………………………………………………….... 98

6

Problemas especiales asociados con el control de presiones……………..….. 7

Presion hidrostática……………………………………………………………….... 7

Presion de sobrecarga……………………………………...……….…………….. 8

Presion de formación…………………………………..……….………………….. 8

Presion de fractura………………………………………………………................ 10

Deposición………………………………….………..…………………………….... 11

Compactación………………………………………………………………………..

Equilibrio hidrostático……………………………………………………………….

Efecto de sobrecarga y compactación……………………………………………

Actividad tectónica…………………………………………………………………..

Efectos diageneticos………………………………………………………………..

Osmosis………………………………………………………………………………

Diferencial de presion………………………………………………………………

Gradiente de presion………………………………………………………………..

Determinación de la presion de circulación al matar el pozo…………………..

Determinación de la presion de cierre de la sarta de perforación……………..

Tipo de fluido que entra al pozo…………………………………………………...

11

12

12

12

13

13

13

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17

18

Page 4: Presiones Normales y Subnormales

Problemas encontrados si la arremetida ocurre cuando se está sacando la

sarta de perforación…………………………………………………………………

Perdida de circulación cuando ocurre una arremetida………………………….

23

23

CONCLUSION…………………………………………………………………... 26

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………………... 27

Page 5: Presiones Normales y Subnormales

ÍNDICE DE FIGURAS

CONTENIDO PAG

Figura # 1. Presion hidrostática……………………………………….….……. 7

Figura # 2. Presion de sobrecarga………………………………………..…… 8

Figura # 3. Clasificación de la presion de formación……………….…..…… 9

Figura # 4. Presion de fractura….…………………………………….….……. 11

Figura # 5.

Figura #6.

Figura #7.

Diferencial de presion……………………………………..…….…

Fluido de perforación base agua…………………………………

Fluido de perforación base aceite………………………………..

15

20

21

Figura # 8. Perdida de circulación……………………...................................

24

Page 6: Presiones Normales y Subnormales

INTRODUCCION

Durante la perforación de pozos se pueden presentar diversidad de problemas con

respecto al lodo, con respecto a la formación, con respecto a la presión de la formación

y con respecto a la temperatura de fondo, que en la mayoría de los casos son muy

difícil de solventar al momento, además que estos ocasionan grandes pérdidas y por

ende elevados costos.

Las consecuencias de las presiones anormales pueden ser indeseables, debido a que

son a menudo impredecibles o incuantificables. La perforación exploratoria puede

significar graves pérdidas en términos humanos y económicos debidos a un

conocimiento incompleto de las presiones de formación.

Cuando exista un riesgo de presiones anormales, el método de perforación a usarse

debe consistir en una evaluación continua de la presión de formación, tan precisa como

sea posible, para adaptar el programa de perforación a éstas evaluaciones

El conocimiento de las presiones de formación y los gradientes de fractura son la base

para perforar eficientemente, utilizando densidades de fluidos adecuadas, para diseñar

las profundidades de asentamiento de los revestidores y para prevenir contingencias

relacionadas con pérdidas de circulación y arremetidas.

Page 7: Presiones Normales y Subnormales

PROBLEMAS ESPECIALES ASOCIADOS CON EL CONTROL DE PRESIONES

Durante las operaciones de perforación del pozo ocurren con frecuencia

ciertos problemas que aumentan los tiempos y los costos de perforación atribuidos a la

inestabilidad del hoyo, condiciones del fluido de perforación y a prácticas inadecuadas

de perforación. Los problemas más comunes encontrados durante la perforación se

clasifican de acuerdo a las causas que los originan.

Se hace una breve descripción de las teorías básicas que explican el origen de las

presiones anormales en el subsuelo así como definiciones y conceptos básicos

necesarios para una mejor comprensión del tema:

Presión Hidrostática

Es la ejercida por el peso de una columna de fluido sobre una unidad de área. No

importa cuál sea el área de la sección de la columna y se expresa de la siguiente

manera:

Figura 1. Presión Hidrostática

Fuente. www.cedip.edu.mx

Page 8: Presiones Normales y Subnormales

Presión de Sobrecarga

Es la presión ejercida por el peso combinado de la matriz de la roca, y los fluidos

contenidos en los espacios porosos de la misma (agua, Hidrocarburo, etc.), sobre las

formaciones subyacentes.

En la figura 2 se muestra la dirección en la que actúa el peso de sobrecarga sobre el

espacio poroso y los fluidos contenidos en él.

Figura 2. Presion de sobrecarga

Fuente. es.scribd.com

La formación debe ser capaz de soportar mecánicamente las cargas bajo las cuales

está sometida en todo momento. La presión de sobrecarga es función principalmente

de las densidades tanto de los fluidos como de la matriz, así como también de

la porosidad.

Presión de Formación

También conocida como presión de poro, presión del yacimiento o presión de la roca;

es la presión ejercida por los fluidos o gases contenidos en los espacios porosos de las

rocas. El peso de sobrecarga afecta las presiones de la formación, puesto que este es

capaz de ejercer presión en los granos y los poros de la roca. La presión deformación

se clasifica de acuerdo a su valor de gradiente de presión en: normal, subnormal y

anormal; según el rango de valores indicado en la Figura 3.

Page 9: Presiones Normales y Subnormales

Figura 3. Clasificación de la presión de formación

Fuente. es.scribd.com

Presión de Formación Normal

Cuando son iguales a la presion hidrostática ejercida por una columna de fluidos de

formación extendida hasta la superficie. El gradiente de presión normal es igual a

(8.91lb/gal) en zonas costa afuera y (8.33 lb/gal) en áreas

terrestres.

Presión de Formación Subnormal

Son aquellas menores a la normal, es decir a la presión hidrostática de la columna de

los fluidos de formación extendida hasta la superficie

Presión de Formación Anormal

Cuando son mayores a la presión hidrostática de los fluidos de formación.

Las presiones anormales afectan el programa de perforación del pozo en muchos

aspectos, dentro de los cuales se tienen:

La selección del tipo y densidad del lodo

La selección de las profundidades de asentamiento de las tuberías de

revestimiento.

La planeación de las cementaciones

Page 10: Presiones Normales y Subnormales

Además deberán considerarse los siguientes problemas:

Brotes y reventones

Pegaduras de la tubería por presion diferencial

Perdidas de circulación por usar lodos densos

Derrumbes de lutita

Presión de Fractura

Es la máxima presión que resiste la matriz de la formación antes de abrirse o

fracturarse en un punto específico del hoyo, es decir, la capacidad que tienen las

formaciones expuestas en un pozo para soportar la presión del fluido de perforación

más cualquier presión añadida desde la superficie bien sea de forma intencional o no.

Por lo tanto, si la presión en el hoyo es mayor que la presión de fractura de la formación

esta se abrirá ocasionando la pérdida del fluido. Para que ocurra la fractura es

necesario que la presión ejercida sobre la formación sea mayor al esfuerzo efectivo de

ésta, es decir, debe ser mayor que la suma de la presión de poro más la componente

horizontal de la presión de sobrecarga. Es importante determinar la presión de fractura

de una formación porque a través de ella se pueden conocer parámetros de control del

pozo y planificar adecuadamente cualquier operación que se desee realizar en el

mismo como por ejemplo desde la velocidad de los viajes de tuberías o el control de

una arremetida. Algunas ventajas que pueden obtenerse al conocer la presión de

fractura de una formación son:

Determinar puntos de asentamiento de revestidores.

Minimizar pérdidas de circulación.

Determinar parámetros de control de bombeo y cementación.

Page 11: Presiones Normales y Subnormales

Figura 4. Presion de fractura

Fuente. www.cedip.edu.mx

Deposición

A medida que el material detrítico es llevado por los ríos hasta el mar, se libera de

suspensión y se deposita en el suelo. Inicialmente los sedimentos formados no están

consolidados ni compactados por lo tanto las formaciones resultantes tienen una

porosidad y permeabilidad relativamente alta. A través del espacio entre los granos, el

agua de mar mezclada con estos sedimentos se mantiene comunicada con la formación

generando una presión igual a la columna hidrostática del agua, lo cual ocasiona

presiones normales en la formación.

Compactación

Una vez que la deposición ha ocurrido, el peso de las partículas sólidas a lo largo de la

columna estratigráfica es soportado en los puntos de contacto de los granos presentes

en la matriz, por lo tanto lo sólidos formados durante este proceso geológico no influyen

en la presión hidrostática ejercida por los fluidos en los espacios porosos y la presión de

la formación no se ve afectada. Por otra parte, a mayor profundidad de enterramiento,

los granos de la roca previamente depositados están sujetos a incrementar su presión.

Esto causa un reordenamiento en la matriz de la roca trayendo como consecuencia el

cierre de los espacios intersticiales, reduciendo la porosidad en el sistema roca-fluidos.

Page 12: Presiones Normales y Subnormales

Equilibrio Hidrostático

A medida que ocurre el proceso de compactación de los sedimentos, el agua es

expulsada continuamente de los espacios porosos, sin embargo mientras exista una vía

de flujo relativamente permeable hacia la superficie la fuerza originada por la

compactación para liberar el agua será despreciable y el equilibrio hidrostático se

mantendrá, ocasionando que la presión de la formación no se vea afectada, es decir, se

mantenga normal.

Por otra parte, es necesario hacer mención que existen los siguientes tipos de

presiones:

Presiones sub-superficiales. Presiones de sobrecarga. Presiones normales: 0.465

psi/pie. Presiones anormales. Presiones altas o sobrepresiones. Presiones bajas o sub-

presiones.

Efecto de Sobrecarga o Compactación

Es ocasionado en la mayoría de los casos por las altas tasas de sedimentación. En

general, a medida que ocurre la deposición, las capas superiores van generando

sobrecarga en las capas inferiores, esto hace que la porosidad de la formación

disminuya continuamente y vayan expulsándose los fluidos contenidos en ella. Cuando

los sedimentos se depositan a mayor velocidad dela que pueden ser expulsados los

fluidos del espacio poroso, la sobrecarga es soportada parcialmente por la presión de

poro, causando presiones anormalmente altas.

Actividad Tectónica

Cuando ocurren grandes movimientos tectónicos pueden generarse fallas en la

formación que pueden sellarla evitando así el escape de los fluidos del espacio

intersticial.

Page 13: Presiones Normales y Subnormales

Efectos Diagenéticos

La diagénesis es un término que se refiere a la alteración química de los minerales de

la roca por procesos geológicos. Las lutitas y carbonatos, sufren cambios en su

estructura cristalina, lo cual da como resultado que se formen presiones anormales en

la formación. Por ejemplo, la transformación de arcillas montmorilloníticas en arcillas

ilíticas y caolinitícas es un proceso liberador de agua. De igual modo lo es la conversión

de anhidrita en yeso que produce un aumento de volumen de hasta 40%. En estos

procesos aumenta la cantidad de fluido contenido en la roca y al no poder escapar se

generan zonas de sobrepresión.

Osmosis

Es el movimiento espontáneo de agua de la formación a través de un estrato

semipermeable (arcilla o lutita) que separa dos formaciones (yacimientos) con

diferentes concentraciones salinas, específicamente de una solución de baja

concentración a una de alta. Durante este proceso la presión caerá en la

formaciónde baja salinidad y aumentará en la formación más salina creando presiones

anormales.

Diferencial de Presion

Es la diferencia de presión entre la presión hidrostática (PH) y la presión de la formación

(PF) ejercida por el fluido de perforación en el fondo del pozo. Se puede determinar

utilizando la ecuación:

ΔP=PH-PF

Se clasifica en tres tipos:

Page 14: Presiones Normales y Subnormales

Presión en Balance

Se dice que la presión en el hoyo está en balance cuando la presión hidrostática (PH)

ejercida sobre el fondo del pozo es igual a la presión de la formación (PF).

Presión en Sobrebalance

Se dice que la presión en el hoyo está en sobrebalance cuando la presión hidrostática

ejercida en el fondo del pozo (PH) es mayor que la presión de la formación (PF)

La mayoría de los pozos son perforados en condiciones de sobrebalance para evitar el

flujo de fluidos desde el yacimiento hacia el hoyo. De acuerdo con el Instituto

Americano del Petróleo (American Petroleum Institute “API” por su siglas en inglés), el

diferencial de presión (ΔP) debe estar en un rango de 200 a 500 lpc

Existen efectos negativos al perforar un hoyo en sobrebalance, puesto que a pesar de

ser necesario mantener un sobrebalance entre PH y PF para sostener las paredes del

hoyo y evitar la invasión de los fluidos al pozo, un valor excesivo de esta diferencia de

presiones puede crear problemas que impidan la perforación de un hoyo hasta su

objetivo final como por ejemplo: disminución de la tasa de penetración, la posibilidad de

atascamiento diferencial y pérdida de circulación del pozo, los cuales se explicarán más

adelante.

Presión en Bajobalance

Se dice que la presión en el hoyo está bajobalance si la presión hidrostática ejercida en

el fondo del pozo (PH) es menor que la presión de la formación (PF) (Ver Figura 5).

Cuando se perfora un pozo en condiciones de bajo balance, las pérdidas de circulación

se reducen al máximo, por lo que la posibilidad de fracturar la formación disminuye

considerablemente.

Page 15: Presiones Normales y Subnormales

Figura 5. Diferencial de presion

Fuente. es.scribd.com

Gradiente de Presión

Es la variación de la presión por unidad de profundidad o longitud. Generalmente se

expresa en lpc/pie, lo que es equivalente a la razón entre la presión hidrostática y la

altura de la columna hidrostática como se muestra en la ecuación

Simplificando se obtiene la ecuación:

Donde:

GL: gradiente del liquido, lpc/pie.

Page 16: Presiones Normales y Subnormales

ρ: densidad del fluido, lb/gal.

La presión de formación puede ser el principal factor que afecte las operaciones de

la perforación. Si esta presión no es conocida apropiadamente, puede

ocasionar problemas en la perforación como pérdidas de circulación, reventones,

atascamiento de tuberías, e inestabilidad de hoyo. Todos estos problemas se tratarán

más adelante. Desafortunadamente, no es fácil conocer con precisión los valores de la

presión de la formación debido a la existencia de presiones anormales o subnormales

Determinación de la presion de circulación al matar el pozo

El lodo de matado circula a una velocidad constante, la velocidad de circulación lenta.

Al iniciar el proceso de control de pozo, la sarta está llena de lodo original (nuevamente

asumiendo que no encontrado afluencias en su camino hacia la parte superior, por el

interior de la sarta)

La presión de la bomba registrada será la presión SCR registrada y la SIDP requerida

para balancear el pozo.

Por lo tanto, al iniciar la operación del dominio del pozo:

ICP= SIDP + Presión SCR

Donde:

ICP= Presión de Circulación Inicial

Mientras se bombea el lodo de matado más pesado hacia la parte baja de la sarta, el

lodo ligero original se desplaza de la sarta hacia el anular. Ya que el lodo pesado

reemplaza al lodo liviano, la presión hidrostática de la sarta se incrementa. Por lo tanto

se requiere un SIDP menos para mantener la BHP en balance, la velocidad del bombeo

se mantiene en SCR.

Page 17: Presiones Normales y Subnormales

Entonces la SIDP debe reducirse manualmente abriendo la válvula y así cada vez

HYDmun +SIDP= BHP (Presión de la formación)

Continuando con la circulación, vamos a asumir que el lodo de matado llegó a la broca,

desplazando el lodo original de la sarta de perforación. Ya que el lodo de matado se ha

calculado para controlar el pozo, la presión hidrostática del lodo de matado ahora

balancea la BHP. Por lo tanto, no requiere aplicar desde la superficie una presión

adicional de retorno.

Determinación de la presión de cierre de la sarta de perforación

Normalmente el fluido dentro de la tubería de perforación no está contaminado, por

consiguiente la presión en el manómetro del tubo vertical más la presión hidrostática de

la columna de fluidos en la tubería de perforación igualara la presión de la formación.

Para determinar la presión de cierre en la tubería de perforación se debe realizar los

pasos siguientes:

Lea directamente el manómetro si no hay una válvula de contra presión en la

sarta

Si hay una válvula de contra presión en la sarta:

a) Arranque la bomba lentamente, continúe hasta que el fluido se mueva o la presión de

la bomba aumente repentinamente.

b) Observe la presión de la tubería de revestimiento, detenga la bomba cuando la

presión anular empiece a aumentar.

c) Lea la presión de la tubería de perforación en ese punto.

d) Si la presión de la tubería de revestimiento aumenta por encima de la presión

original, esto indica que existes presiones atrapadas de la bomba. Entonces, el

Page 18: Presiones Normales y Subnormales

aumento de presión en la tubería de revestimiento deberá restarse de la presión de

cierre en la tubería de perforación. Este procedimiento debe repetirse hasta que se

alcance el mismo valor dos veces consecutivas; o

e) Se ha registrado una presión y tasa baja predeterminada entonces:

Abra el estrangulador y arranque la bomba lentamente, mantenga la presión en

la tubería de revestimiento al mismo nivel de la presión de cierre de esa tubería.

Acelere la bomba hasta la tasa baja predeterminada y mantenga constante la

presión en la tubería de revestimiento.

Lea la presión circulante del manómetro del tubo vertical y reste la presión

circulante predeterminada. Diferencia será la cantidad de sub-balance o la

presión de cierre de la tubería de perforación.

Tipo de fluido que entra al pozo

Según el manual de Tecnología Aplicada a los s Fluidos de Perforación (1998), define

el lodo de perforación como un fluido de características físicas y químicas apropiadas

que puede ser aire o gas, agua, petróleo y combinación de agua y aceite con diferente

contenido de sólido. No debe ser tóxico, corrosivo ni inflamable pero si inerte a las

contaminaciones de sales solubles o minerales, y además estable a las 9 temperaturas.

Debe mantener sus propiedades según las exigencias de las operaciones y debe ser

inmune al desarrollo de bacterias.

El propósito fundamental del lodo es ayudar a hacer rápida y segura la perforación,

mediante el cumplimiento de ciertas funciones. Sus propiedades deben ser

determinadas por distintos ensayos y es responsabilidad del especialista en lodos

comparar las propiedades a la entrada y salida del hoyo para realizar los ajustes

necesarios.

Page 19: Presiones Normales y Subnormales

Los fluidos de perforación se clasifican de acuerdo al tipo de base en: fluido base agua

y fluido base aceite; y de acuerdo a su comportamiento de flujo en: newtonianos y no

newtonianos.

De acuerdo al tipo de base en:

a) Fluido de perforación a base de agua: El agua es uno de los mejores líquidos

básicos para perforar, por su abundancia y bajo costo. Sin embargo, el agua debe ser

de buena calidad ya que las sales disueltas que pueda tener, como calcio, magnesio,

cloruros, tienden a disminuir las buenas propiedades requeridas. Por esto es

aconsejable disponer de análisis químicos de las aguas que se escojan para preparar el

fluido de perforación. El fluido de perforación más común está compuesto de agua y

sustancia coloidal.

Durante la perforación puede darse la oportunidad de que el contenido coloidal de

ciertos estratos sirva para hacer el fluido pero hay estratos tan carentes de material

coloidal que su contribución es nula. Por tanto es preferible utilizar bentonita preparada

con fines comerciales como la mejor fuente del componente coloidal del fluido. La

bentonita es un material de origen volcánico, compuesto de sílice y alúmina pulverizada

y debidamente acondicionada, se hincha al mojarse y su volumen se multiplica.

El fluido bentónico resultante es muy favorable para la formación del revoque sobre la

pared del hoyo. Sin embargo, a este tipo de fluido hay que agregarle un material

pesado, como la baritina (preparada del sulfato de bario), para que la presión que

ejerza contra los estratos domine las presiones subterráneas que se estiman encontrar

durante la perforación. Para mantener las características deseadas de este tipo de

fluido como son: viscosidad, gelatinización inicial y final, pérdida por filtración, pH y

contenido de sólidos, se recurre a la utilización de sustancias químicas como

quebracho, soda cáustica, silicatos y arseniatos.

Page 20: Presiones Normales y Subnormales

Figura 6. Fluido de perforación a base de agua

Fuente. www.ingenieriadepetroleo.com

b) Fluido de perforación a base de aceite: Una emulsión inversa es una emulsión de

agua en petróleo; en la cual, la fase dispersa es el aguadulce o salada y la fase

continua es el diesel, petróleo crudo o algún derivado del petróleo. Una emulsión se

define como una dispersión de partículas finas de un líquido en otro líquido Una

emulsión de agua en petróleo se estabiliza por medio de varios emulsionantes. En una

buena emulsión no debe haber tendencia de separación de fases.

En este tipo de fluidos, el agua está efectiva mente aislada; por tanto, el filtrado

proviene de la fase continua y es el petróleo Se utilizan para perforar lutitas

problemáticas por su alto grado de hidratación, zonas de arena productora con altas

temperaturas o en zonas corrosivas.

La emulsiones directas se emplean en zonas de presionadas o en donde las rocas

están fracturadas y son susceptibles de pérdidas de circulación en combinación con

nitrógeno y en donde lo permitan los gradientes de fractura .En este tipo de fluidos, el

agua está efectivamente aislada; por tanto, el filtrado proviene de la fase continua y es

el petróleo .Se utilizan para perforar lutitas problemáticas por su alto grado de

hidratación, zonas de arena productora con altas temperaturas o en zonas corrosivas.

Las emulsiones directas se emplean en zonas depresionadas o en donde las rocas

están fracturadas y son susceptibles de pérdidas de circulación en combinación con

nitrógeno y en donde lo permitan los gradientes de fractura.

Page 21: Presiones Normales y Subnormales

En este tipo de fluidos, el agua está efectivamente aislada; por tanto, el filtrado

proviene de la fase continua y es el petróleo. Se utilizan para perforar lutitas

problemáticas por su alto grado de hidratación, zonas de arena productora con altas

temperaturas o en zonas corrosivas.

Las emulsiones directas se emplean en zonas depresionadas o en donde las rocas

están fracturadas y son susceptibles de pérdidas de circulación en combinación con

nitrógeno y en donde lo permitan los gradientes de fractura.

También se emplean en la reparación de pozos en campos productores de gas, para

evitar el daño a la formación por su bajo contenido de sólidos. Este lodo se refuerza

con polímeros que soportan altas temperaturas y son utilizados como estabilizadores

térmicos y reductores de filtrado Los fluidos de baja densidad son emulsiones directas

que se preparan a razón de hasta 80% de diesel de acuerdo a la densidad requerida,

un18% de agua y un 2% de emulsificantes y proporcionan buena estabilidad de las

paredes del agujero tanto en la perforación como en la reparación de pozos.

Figura 7. Fluido de perforación a base de aceite

Fuente. www.ingenieriadepetroleo.com

De acuerdo a su comportamiento de flujo:

a) Newtonianos: Son aquellos cuya viscosidad se mantiene constante

independientemente de la velocidad a que están siendo cortados cuando se mueven en

Page 22: Presiones Normales y Subnormales

conductos de régimen laminar. Es decir, mantienen una relación directa y proporcional

entre el esfuerzo de corte que genera el movimiento y la velocidad de corte a la cual se

mueve. Entre ellos se pueden encontrar el agua, aceite, gasolina, glicerina, entre otros.

Características:

No tiene capacidad de suspensión.

La viscosidad es independiente del esfuerzo de corte y disminuye con

Temperatura

Fluido incompresible

La relación punto cedente / viscosidad plástica es igual a cero

Perfil de velocidades constante, se asemeja a una Parábola

El índice de comportamiento de flujo igual a uno

Libre de sólidos.

b) No- Newtonianos: Son los fluidos cuya viscosidad cambia con el esfuerzo de corte,

este cambio puede ser ascendente o descendente. Es decir que la relación entre el

esfuerzo y la velocidad de corte ya no es lineal.

Algunos ejemplos de estos fluidos son algunos polímeros, mezclas de arcillas con agua,

lodos de perforación, pinturas, colas de pegar, entre otros.

A continuación se presenta la clasificación de los fluidos no-newtonianos

a) Fluidos pseudo-plástico: Cuyo movimiento se inicia con la aplicación de la fuerza,

entre los cuales están los fluidos adelgazantes, que son aquellos cuya viscosidad

disminuye al crecer la velocidad de corte entre los que se encuentran los fluidos de

perforación y los dilatantes, aquellos cuya viscosidad aumenta al crecer la velocidad de

corte.

b) Fluidos Plásticos De Bhimgan: Son los que tienen cierta energía a vencer antes de

iniciar el movimiento (tensión de cedencia) Existen otros fluidos No Newtonianos más

Page 23: Presiones Normales y Subnormales

complejos en que la velocidad de corte no solo es función del esfuerzo de corte, sino

también del tiempo y de la historia previa del esfuerzo aplicado al fluido, la viscosidad

depende del tiempo y de la historia previa del esfuerzo aplicado al fluido, la viscosidad

depende de la velocidad de corte y del tiempo durante el cual se aplica el esfuerzo.

Entre estos tenemos:

a) Tixotrópicos: si el esfuerzo aplicado disminuye con el tiempo de aplicación y

b) Reopecticos, si el esfuerzo de corte aumenta con el tiempo de aplicación; estos

fluidos tienen o adquieren una alta energía cuando están en reposo.

Problemas encontrados si la arremetida ocurre cuando se está sacando la sarta

de perforación

Aumento de volumen en tanque, flujo sin circulación, el pozo toma menos volumen o

desplaza mayor volumen, el volumen requerido para llenar el pozo, debe ser igual al

volumen de acero de la tubería que ha sido extraída. Si la cantidad necesaria de lodo

para llenar el pozo es mayor, se tiene una perdida y esta trae consigo el riesgo de tener

una arremetida. En caso de introducir tubería, el volumen desplazado deberá ser igual

al volumen de acero introducido en el pozo.

Pérdida de circulación cuando ocurre una arremetida

Las arremetidas son un factor que contribuye a que la pérdida de circulación sea

considerada unos de los problemas más importantes en la industria petrolera, y uno de

los sucesos que más afecta la estabilidad del hoyo. Existen muchos factores que

originan pérdidas de circulación en el hoyo, cada uno de estos está relacionado con el

tipo de formación que se está perforando, las condiciones del hoyo y la presión que

ejerce la columna del fluido de perforación.

Si la arremetida es reconocida y controlada a tiempo, puede ser fácilmente manipulada

y circulada fuera del pozo en forma segura. Como una arremetida podría suceder en

Page 24: Presiones Normales y Subnormales

cualquier momento, se debe estar en condiciones de reconocerla, identificarla y

reaccionar ante todos los indicadores. Estos indicadores permiten saber tanto si las

condiciones para una urgencia existen o si en el pozo pudiese estar ya una arremetida.

Antes de reanudar las operaciones de perforación el influjo o arremetida debe ser

circulado del hoyo. La circulación de un influjo de agua o petróleo no representa mayor

dificultad en comparación con la circulación de un influjo de gas. Un flujo de gas es más

complicado de remover debido a la necesidad de permitir la expansión del gas a

medida que sube en el anular.

Si el influjo del gas no se le permite que se expanda a medida que este sube en el

hoyo, la presión de fondo en el hoyo será llevada hasta superficie. Debido a que muy

pocos hoyos, revestidores y equipos de superficie pueden resistir una presión igual a la

presión de fondo del pozo, se permite que la mayoría de los influjos de gas se

expandan.

Figura 6. Perdida de circulación

Fuente. es.scribd.com

Page 25: Presiones Normales y Subnormales

Acciones para Prevenir la Pérdida de Circulación

El control apropiado para prevenir la pérdida de circulación incluye mantener el hoyo

lleno para prevenir un influjo, evitar el atascamiento de tubería, sellar las zonas

de pérdida y vigilar cautelosamente la circulación.

Generalmente, las pérdidas pueden ser corregidas añadiendo materiales

especiales para pérdida de circulación al fluido de perforación, ya que los sólidos que

contienen dichos materiales son más grandes que los usados en los fluidos de

perforación convencionales, es por ello que sellan las zonas de pérdida. Pueden ser

fibrosos (papel, semillas de algodón), granulares (conchas de nueces) o en hojuelas

(mica).

Cuando ocurren pérdidas parciales la mecha debe ser extraída de la zona de pérdida

siesta ocurrió en el fondo, el hoyo se debe mantenerse lleno con un fluido

de perforación de baja densidad para permitir su asentamiento entre 4 y 8 horas. Luego

la mecha se debe llevar nuevamente hacia el fondo del hoyo cuidadosamente. Si aun

así no se alcanza nuevamente la circulación del fluido de perforación se debe

colocar una píldora o lechada en el sistema de circulación. Si el fluido de perforación es

un fluido de perforación base aceite se recomienda colocar una arcilla organofílica

enagua.

Las pérdidas totales por su parte requieren un fluido de perforación especial para

altas pérdidas o un tapón de cemento para sellar la zona.

Otras medidas preventivas son minimizar las presiones de fondo ejerciendo

buenas prácticas de perforación que mantengan los aumentos bruscos de presión al

nivel dela presión de fractura y de formación, o interrumpiendo la circulación del fluido

de perforación por varios intervalos de tiempo durante los viajes de tubería. Esta acción

generalmente se aplica cuando se paran repentinamente las bombas puesto que con

ello se generan grandes aumento de presión

Page 26: Presiones Normales y Subnormales

CONCLUSIÓN

Muchos problemas son causados por las presiones anormales. Si bien es casi

imposible eliminarlas, pueden ser minimizadas reduciendo la velocidad de movimiento

de la tubería durante los viajes, ya que mientras más rápida sea esta, mayores serán

las presiones de compresión y de succión. El costo y los problemas inherentes a la

perforación, pueden reducirse sustancialmente si se conoce con anterioridad a que

profundidad se encuentran las presiones anormales y cuál es su magnitud.

El cálculo de las presiones es difícil debido a la forma en que se mueven los fluidos y la

tubería en el hoyo. Cuando se efectúa un viaje o se corre un revestidor se genera una

situación en la cual la tubería se mueve a través del fluido más que el fluido a través de

la tubería. El patrón de flujo que domina este movimiento puede ser laminar o turbulento

dependiendo de la velocidad a la que se mueve la tubería.

Uno de los principales problemas durante la perforación del pozo es ocasionado cuando

la sarta de perforación o una herramienta se atasca en el hoyo. En estos casos se

deben utilizar herramientas especiales para recuperarlas, lo cual puede ocasionar daño

a la formación. Sin embargo, algunas formaciones pueden ser dañadas forzando fluido

de perforación a través de ella, cuando se utiliza una presión de sobrebalance muy

grande mientras se perfora, logrando que la permeabilidad de la roca disminuya en las

cercanías del hoyo. Esta situación también puede ocasionar pérdidas de circulación

cuando se encuentra una formación muy porosa y permeable.

Prevenir situaciones como estas es el principal interés para quienes estén operando en

el taladro, por lo que hay que tener en cuenta cada una de las técnicas de remediación

que sean beneficiosas para uno u otro problema.

Page 27: Presiones Normales y Subnormales

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ebookbrowse.com

es.scribd.com

www.cedip.edu.mx

seminarioluzpetroleo.files.wordpress.com

www.tauniversity.org