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• nicolascm94

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LIMPIEZA DEL POZO DE PERFORACIÓN

I.

INTRODUCCIÓN

Para llevar a cabo varias operaciones es importante que los materiales circulen dentro y fuera del pozo. Algunos materiales son añadidos para llevar a cabo un objetivo. Otros materiales que pudieran causar daños deben ser retirados para mantener limpio el pozo. Los materiales no deseados y potencialmente dañinos que pueden ser circulados en el pozo son: cemento, fluidos corrosivos, recortes, escombros, grava, gases, metales, lodo viejo y contaminado, plásticos, arena, cemento húmedo no utilizado. Igualmente necesario es la habilidad de circular materiales deseados como ser el acido, cemento, píldora gelatinizadas, plásticos, grava, arena de fractura, selladores y otros fluidos dentro del pozo.

Se requieren más equipos y procedimientos antes, durante y después de la operación comparada con la perforación tradicional. Además, muy poco se sabe a cerca de las propiedades hidráulicas de los fluidos y aún menos se sabe de las propiedades para limpiar el pozo.

La limpieza es un factor importante que afecta el costo, el tiempo de perforación, la seguridad en la extracción del petróleo y la perforación de pozo gasífero.

Si la limpieza del pozo se realiza de forma incorrecta, ésta puede causar problemas muy costosos como por ejemplo: el prematuro desgaste del trépano, el aprisionamiento diferencial, falla de la sarta de tubería, perdida de circulación, obstrucción de la formación, una perforación más lenta, formaciones que se fracturan, alta torsión y arrastre. ........................................................................PERFORACIÓN PETROLERA IV..........................................................

Para realizar una correcta limpieza del pozo debemos tomar en cuenta:  Clasificación de los fluidos de perforación.  Tipos de fluidos.  Hidráulica.  Acarreo de recortes.  Reología de sustentación de recortes.

II.

CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN

Todo fluido que se usa en una perforación de pozo durante las operaciones necesarias, se denominan fluidos de perforación.

Los fluidos usados para esto objeto incluyen gases, líquidos y sólidos suspendidos en líquidos. También se usan con frecuencia emulsiones de aceite en agua y agua en aceite para la limpieza del pozo. En algunas operaciones de perforación, se usan combinaciones de dos corriente de fluidos cada una con bombas o compresoras separadas.

Los líquidos usados como fluidos de perforación incluyen aguas dulces, aguas saladas y aceite crudos.

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III.

TIPOS DE FLUIDOS

Los tipos fluidos se clasifican: Fluidos Newtoniano y Fluidos No Newtoniano.

a) Fluido Newtoniano.-

La clase más simple de fluido es la clase de fluidos Newtonianos Los fluidos de base (agua dulce, agua salada, aceite diesel, aceite diesel, aceites minerales y sintéticos) de la mayoría de los fluidos de perforación son Newtonianos. En estos fluidos el esfuerzo de corte es directamente proporcional al velocidad de corte como indica la figura. La viscosidad de un fluido Newtoniano es la pendiente de esfuerzo de corte/velocidad de corte.

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Se llama fluidos Newtonianos porque obedecen al concepto de viscosidad de Newton y algunas veces se le llama fluidos verdaderos. Una fuerza mínima aplicada a estos fluidos hará que empiecen a fluir lentamente.

b) Fluidos No Newtoniano.-

Estos fluidos cuya viscosidad no es constante a la temperatura y presión de que se trata, sino que depende del flujo mismo como factor adicional. Las lechadas de cemento en agua y las suspensiones coloidales son no Newtonianos. Para fluidos de perforación la viscosidad generalmente disminuye al aumentar la velocidad de flujo y parece llegar a un valor inferior definido a muy altas velocidades de flujo.

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c) Regímenes de flujo.-

 Flujo Laminar

El flujo laminar en el espacio anular es el más común puede ser descrito como una capa individual o lamina moviéndose a través del tubo y del espacio anular. Los niveles centrales generalmente se mueven a velocidades más altas que las capas próximas a las paredes del pozo o al tubo. Un alto punto cedente para el lodo tiende a hacer que las capas se muevan a velocidades uniformes. La remoción de los recorte de perforación a menudo es un movimiento hacia el extremo desde las placas más veloces hasta las áreas más tranquilas. Esos niveles externos tienen velocidades más bajas y no son efectivas las remociones de recortes, un procedimiento común para minimizar el problema es incrementar el punto cedente decreciendo la velocidad la variación de velocidad en las capas, otra alternativa es bombear unos 30 a 40 bbl de bache viscoso.

 Flujo Turbulento Turbulencia ocurre cuando incrementa velocidades entre las láminas creando esfuerzos de corte que exceden la habilidad del lodo a permanecer en flujo laminar favoreciendo a la estructura de niveles a un estado caótico y turbulento. Muchas publicaciones sugieren que la turbulencia en el anular incrementa problemas de erosión, la corriente del flujo es continuamente arremolinado en las paredes del pozo.

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IV.

HIDRAULICA

Las propiedades físicas de un fluido de perforación, densidad y las propiedades reológicas son monitoreadas para facilitar la optimización del proceso de perforación, estas propiedades contribuyen a varios aspectos importantes para la perforación, estas propiedades físicas contribuyen a varios aspectos importantes para la perforación de un pozo, incluyendo:  Proporcionar presiones para impedir el influjo  Transmitir energía al trepano para mejorar la ROP  Proporcionar estabilidad del pozo a través de zonas presurizadas o sometidas a esfuerzos mecánicos.  Mantener en suspensión los recortes y el material densificante.  Permitir la separación de los sólidos perforados y gas en superficie.  Extraer recortes de perforación del pozo.

Por muchos años los ingenieros tienen conocimiento que la hidráulica juega un papel importante en la limpieza del pozo, para que un trepano pueda perforar más rápido. Muchas especulaciones han sido hechas con respecto al rol que la hidráulica juega en la remoción de recortes de perforación. Por ejemplo: fuerzas de alto impacto limpian mas efectivamente el pozo que máximas velocidades en la boquillas. La clave en esta especulación es intentar desarrollar el perfecto mecanismo de limpieza tal que un fragmento de roca perforada sea removida virtualmente en forma instantánea después de ser perforada. Muchos intentos han sido hechos para optimizar ciertas variables en la hidráulica en el trepano para causar una perfecta limpieza. Las variables más comúnmente optimizadas son fuerzas de impacto, potencia hidráulica, velocidad en los jets en algunos casos algunas de esas variables cuando son optimizadas limpiaran el pozo mientras en otras es más efectiva que otras.

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V.

ACARREO DE RECORTES

a) Transporte de recortes a la superficie.-

El pozo debe ser limpiado apropiadamente para prevenir que los recortes se acumulen en el espacio anular, lo que podría causar un aumento en la torsión, arrastre, el llenado o en la presión hidrostática. Todo esto puede dar como resultado una tubería atascada, perdida de circulación, la falla de la tubería o una disminución en la penetración. Debido a que los recortes son más pesados que el fluido de perforación, son levantado fuera del pozo por el fluido que fluye en el espacio anular. La fuerza de la gravedad tratara de hacer que los recortes caigan hacia el fondo del pozo. La velocidad a que los recortes caen depende del tamaño de las partículas, formas, densidad y viscosidad del fluido.

b) Suspensión de los recortes.-

Los recortes trataran de caer al fondo cuando la circulación se detiene al menos que el fluido de perforación forma una estructura gelatinosa. Esta estructura gelatinosa debería suspender o mantener los recortes en su lugar hasta que la circulación sea establecida. Presiones de compresión y pistoneo excesiva pueden darse si el lodo de perforación permanece en una estructura gelatinosa una vez que la circulación se a restablecido.

VI.

REOLOGÍA DE SUSTENTACIÓN DE RECORTES

Es la ciencia que trata de la deformación y del flujo de la materia, al tomar ciertas medidas en un fluido es posible determinar la manera en que dicho fluido fluirá bajo diversas condiciones, incluyendo la temperatura, presión y velocidad de corte. Las propiedades fundamentales son viscosidad y fuerza gel. ........................................................................PERFORACIÓN PETROLERA IV..........................................................

a. Viscosidad.-

Viscosidad se puede definir como la resistencia al flujo de una sustancia y se conocen:  Viscosidad de embudo (Seg/lt).- Se mide en el viscosímetro de Marsh, esta se utiliza como un indicador relativo de la condición del fluido. Además ningún valor en particular pude ser adoptado como un valor representativo.  Viscosidad aparente (cp).- La viscosidad aparente esta indicada por la indicación del viscosímetro de lodo a 300rpm o la mitad de la lectura a 600rpm indicada por el viscosímetro.  Viscosidad efectiva (cp).- La viscosidad de un fluido No Newtoniano cambia con el esfuerzo de corte. La viscosidad efectiva (μe) de un fluido es la viscosidad de un fluido bajo condiciones específicas. Estas condiciones incluyen la velocidad de corte la presión y temperatura.  Viscosidad plástica (cp).- Es la resistencia al flujo causada por la fricción entre las partículas suspendidas y la fase liquidas del fluido.  Punto cedente (lb/100pies2).- Es la medida de la resistencia al flujo causada por la fuerza de atracción entre las partículas del fluido.

b. Fuerza de gel.-

Es un valor estimado de la habilidad de un fluido para suspender partículas cuando no se encuentre en movimiento.

VII.

ANEXO:

El sistema de lodo empleado en un pozo nos sirve como enfriamiento de la herramienta, para limpieza del pozo, controlar el pozo y de soporte hacia las paredes del pozo, consta de las siguientes partes:

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1) Bombas inyectoras triples 2) Manguerote o cuello de ganso 3) Flow line 4) Zaranda de alta y baja 5) Desgasificador 6) Golpeador 7) Mud cleaner 8) Desilter 9) Tanques 10) Trip tank

BIBLIOGRAFIA:  Libro “Well Control School-2003”  www.schlumberger.com  Libro “Tecnología de la perforación de pozos petroleros”.

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