El Sistema Circulatorio

El sistema de circulación del fluido de perforación es parte

esencial del equipo de perforación.

Sus dos componentes principales son: el equipo que forma el

circuito de circulación y el fluido propiamente dicho.

DISTRIBUCIÓN ESQUEMÁTICA DEL SISTEMA CIRCULATORIO

Fluido de control (fluido de perforación).

Es el fluido circulatorio que se utiliza en un equipo de perforación o

terminación de pozo, formado por una mezcla de aditivos químicos

que proporcionan propiedades físico-químicas idóneas a las

condiciones operativas y a las características de la formación

litológica a perforar.

La estabilización de sus parámetros físico-químicos, así como la

variación de los mismos al contacto con los contaminantes

liberados en la formación perforada son controlados mediante

análisis continuos.

El fluido de perforación sigue el siguiente recorrido:

1.De los tanques de succión a las bombas de lodo. 2.De las bombas sale a alta presión, y pasa por las conexiones en

superficie hasta la sarta de perforación. 3.Por el interior de la sarta hasta la barrena. 4.A través de las boquillas de la barrena, y de éstas por el

espacio anular entre el hueco y la sarta de perforación, saliendo a superficie.

5. A través del equipo para remover contaminantes, restaurar

sus propiedades y circularlo nuevamente al pozo.

Manguera flexible

Máquinas

Bomba de lodo

Lodo limpio

Residuos

Sarta de perforación

Barrena

Detalle de lastra barrena

Barrena para

Roca dura

Lodos

Hacia la

superficie

Lodo

Equipo para perforación de pozos

Torre o mástil

• Bomba de lodos.

Es la encargada de hacer circular el fluido a través del sistema

circulatorio integrado por las tuberías de perforación, presas

metálicas, barrena y espacio anular del pozo.

Debe tener un gasto y presión de bombeo que depende de la

sarta de perforación, del diámetro de la barrena empleada y

de las características de la formación que se perfora.

EQUIPO NECESARIO EN EL SISTEMA CIRCULATORIO

• Espacio anular.

Se trata de la separación entre la

formación litológica y la tubería

de perforación, y depende del

grado de estabilización del pozo

perforado con las propiedades

físico -químicas del fluido de

control y las condiciones

operativas empleadas.

1) En un equipo de perforación, el fluido se bombea desde los fosos o presas del lodo por la sarta de perforación de donde sale a presión por las boquillas de la barrena, limpiándola y enfriándola en el proceso.

2) Luego, el lodo acarrea los recortes de roca hacia arriba por el espacio anular (entre la sarta de perforación y la pared del pozo) hasta llegar a la tubería revestidora en la superficie, por donde sale.

3) Los recortes de roca son separados mediante una zaranda (mesa vibratoria) o con la nueva tecnología de transportador de lutitas, y el lodo retorna a las presas.

4) Estas presas del lodo están diseñadas de manera que permitan el asentamiento de las partículas finas, y para que se efectúe el tratamiento del fluido, añadiéndole productos químicos y aditivos.

Presa de lodos.

Son recipientes metálicos donde se almacena y se da

tratamiento al fluido de perforación. Usualmente son tres

presas conectadas entre sí, con la capacidad suficiente para

almacenar cuando menos 1.5 veces el volumen total

del pozo. Cuentan con agitadores electromecánicos,

pistolas hidráulicas, tanto de fondo como superficiales, así

como válvulas y líneas para la recirculación del fluido.

Presa 1 Es conocida como presa de descarga ya que en ella es donde descarga el pozo, es aquí donde se instala la temblorina para eliminar los recortes de mayor tamaño (40 micras). Presa 2 Es conocida como presa de asentamiento, es aquí donde se le da tratamiento al lodo y se instala el equipo de control de sólidos para eliminar los sólidos de menor tamaño. Presa 3 Es conocida como presa de succión porque de aquí la bomba de lodos succiona el lodo para enviarlo nuevamente al pozo.

1

2

3

Son dispositivos auxiliares empleados en el sistema

circulatorio del fluido de perforación.

Separa los sólidos de tamaños variables provenientes

del corte de la barrena, así como de los gases de la

formación perforada, limpia y aprovecha mejor el

fluido de perforación para optimizar la perforación.

Equipo de Control de Sólidos

El objetivo de diseño de cualquier

equipo de control de sólidos es

alcanzar, paso a paso, la remoción

progresiva de los sólidos perforados.

Esto permite que cada equipo optimice

el desempeño del equipo siguiente.

Además, el sistema debe tener la

capacidad para diferenciar entre los

sólidos perforados y el valioso material

pesante.

Preparar el fluido de perforación, recuperarlo al retornar a la superficie,

mantenerlo limpio (eliminación de los recortes producidos por la barrena),

tratarlo químicamente, según las condiciones de perforación lo exijan y

bombearlo nuevamente al pozo.

Los fluidos que se emplean en la perforación de un pozo se administran

mediante el llamado sistema de circulación y tratamiento de inyección.

El sistema está compuesto por tanques intercomunicados entre sí que

contienen mecanismos tales como:

Funciones del Equipo de Control:

• Temblorina

• Dispositivo mecánico, primero en la línea de limpieza del fluido de perforación, que se emplea para separar los recortes de rocas u otros sólidos que provienen del fondo del pozo.

• El fluido pasa a través de uno o varios coladores vibratorios de distinta malla o tamaño de orificios que separan los sólidos de mayor tamaño.

Las Temblorinas es el único aparato removedor

de sólidos que hace una separación basado en

el tamaño físico de las partículas.

La operación de la temblorina (zaranda) es

función de:

• Norma de la vibración

• Dinámica de la vibración

• Tamaño de la cubierta y su

configuración

• Características de las mallas

• Reología del fluido

• Ritmo de carga de sólidos

• La Posición de los vibradores determina el patrón de

Vibración.

Hay tres tipos comunes de movimiento que pueden ser usados:

Circular

Lineal

Elíptico

Angulo de Canasta Variable.

Derrick Flo - Line Cleaner

• La presencia de GAS en el Fluido puede ser:

Dañino para los equipos de las barrenas (Corrosivo)

Un problema potencial de control del pozo

Letal si es tóxico o inflamable.

• Hay dos tipos de Desgasificadores:

Desgasificadores Atmosféricos: Aceptable en fluidos

sin peso y baja viscosidad.

Desgasificadores de Aspiración (Vacio) : Son

superiores a los Atmosféricos y muy usados en Fluidos

pesados y alta viscosidad.

• Bombas Centrifugas, hidrociclones y bombas del taladro

pierden eficiencia si el Fluido tiene presencia de gas.

• El desgasificador debe ser instalado entre la trampa de

arena y los primeros hidrociclones.

• Revisar la succión del desgasificador, pues no está exenta

de taponamientos.

• Siempre probar el desgasificador antes de iniciar cualquier

operación de perforación.

• Los degasificadores atmosféricos deben

descargar horizontalmente a través de la

superficie del tanque para que permita el

rompimiento de las burbujas de gas.

• Los tipo vacío deben descargar abajo de la

superficie del Fluido.

• Para la operación de los desgasificadores se

usan, por lo general, bombas centrífugas (más

comerciales).

• La bomba centrífuga debe suministrar la

cabeza alimentadora necesaria. La ubicación

de la succión de esta centrifuga debe ser lo más

lejos

de la succión del desgasificador.

• Instalar un manómetro para controlar la

cabeza alimentadora en el eductor.

• Dispositivos empleados para la

separación de granos de arena y

partículas de arcilla del fluido de

perforación durante el proceso de

limpieza del mismo.

• El fluido es bombeado tangencialmente

por el interior de uno o varios ciclones,

conos, dentro de los cuales la rotación

del fluido provee una fuerza centrífuga

suficiente para separar las partículas

densas por efecto de su peso.

•Desarenador/desarcillador:

• Los desarenadores son usados en Fluidos con poco

peso para separar partículas tamaño arena de 74

micrones o mas grandes.

• Los hidrociclones separan sólidos de acuerdo a su

densidad.

• El punto de corte de estos hidrociclones

aproximadamente está entre 50 a 80 micrones.

• En Fluidos pesados no es muy recomendable usar

este equipo debido a que la densidad de la barita es

sustancialmente mas alta que la de los sólidos

perforados

• La función principal del desarenador es eliminar sólidos

que a los equipos siguientes le puedan causar

taponamientos o mal desempeño (desarcilladores,

centrifugas), es por ello que su capacidad de

procesamiento (Tamaño y Numero de conos) debe ser 30 a

50 % mas que la circulación usada.

• Los conos de los Desarcilladores son

fabricados en una gran variedad de

tamaños, en un rango de 2 a 6 pulgadas.

• Son usados para separar sólidos

perforados en un rango de 12 a 40

micrones.

• El desarcillador difiere del desarenador

en el tamaño de los conos y punto de

corte, pero su funcionamiento es igual.

• Gran cantidad del tamaño de partícula

de la barita se encuentra en el rango de

“Limo” es por esta razón que en fluidos

densificados no es muy recomendable el

uso de los desarcilladores.