Labo de Lodos N3

UNIVERDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFacultad de Ingeniería de Petróleo y Gas Natural

INFORME DE LABORATORIO N 0 2:

FILTRACIÓN DEL FLUIDO DE PERFORACIÓN

PROFESOR : Ing. Daniel Bernardo Canto Espinoza

GRUPO: N01

ALUMNO : Armas Espíritu Edwin Martin

CÓDIGO: 20112633J

FECHA A ENTREGAR: junio 10, 2014

Fluidos de Perforación Página 1


Índice

Resumen…..………………………………………………………….….............................................Página 3

Fundamento teórico.………………..…………….……………….…………………………………………….Página 4

Objetivos………………………………………………..Página 11

Procedimientos y Gráficos………………….…….……….………………………………………………...Página 12

Cálculos y resultados…………………………..……………………………………………………………….Página 17

Conclusiones y Recomendaciones………...……………………………………………………………..Página 22

Aportes…………………………………………..………………….………………………………………………..Página 24

Bibliografía……………………………………………….…..……………………………………………………..Página 28



Resumen

El logro en este experimento radica en la compresión en la importancia de la elaboración

del lodo de perforación tomando en cuenta las propiedades de filtrado del lodo; es decir,

tanto en lo componentes que lo constituyen como en el efecto que causa el espesor del

revoque que se forma en las zonas permeables. Los fluidos de perforación juegan un papel

importante en cualquier proceso durante la perforación, en otras palabras, el fluido de

perforación es un líquido o gas capaz de circular a través de la sarta de perforación hasta

la barrena y regresar a la superficie por el espacio anular, donde se hallan propiedades

beneficiosas o no para la operación.

Es de vital importancia seleccionar el fluido de perforación tomando en cuenta las

propiedades y sus principales funciones, ya que ello es una parte clave del proceso y

esencial para el éxito de un programa de perforación y completación del pozo.

Para esta experiencia se utiliza el método de mezcla para la obtención de nuestro fluido

de perforación, de donde se obtendrá distintas lecturas de la tasa de filtración del fluido

con los instrumentos a emplear, con la finalidad de obtener el espesor de filtrado de

revoque de nuestro lodo de perforación.



Fundamento Teórico

Propiedades de los fluidos:

- Revoque: El revoque (enjarre, película o costra de lodo), es una capa delgada formada por la deposición de los sólidos del lodo de perforación en la pared del pozo; deposición que es causada por la presión de la columna de lodo en una perforación sobrebalance (Overbalanced Drilling).

El revoque depende de los siguientes factores:

- Sólidos (cantidad y tipo).- Tamaño.- Forma.- Distribución.- Compresibilidad (la habilidad de deformarse bajo presión).

El fluido de perforación debe depositar sobre la formación una delgada costra de baja permeabilidad para limitar la filtración.

Una buena costra de lodo presenta las siguientes características deseables:

- Delgado.

- Baja permeabilidad.

- Flexible.



A continuación se muestra la diferencia de un revoque bueno y malo.

- Determinación de la tasa de filtrado y el espesor del revoque de un fluido de perforación: Lo cual se puede determinar mediante el equipo FILTRO PRENSA API, lo cual nos da conocer el filtrado y revoque del lodo a baja presión y baja temperatura a prueba estática. A continuación partes de un equipo FILTRO PRENSA API.



También se realiza mediante el concepto de control de filtración:

¿Qué es la filtración? La filtración se refiere a la acción mediante la cual la presión diferencial hace entrar a la fase liquida del lodo de perforación dentro de una formación permeable, debido a que los fluidos de perforación son lechadas que se componen de una fase líquida y partículas sólidas. Durante este proceso, las partículas sólidas son filtradas, formando un revoque sobre las formaciones permeables.

Para que la filtración pueda ocurrir, tres condiciones son necesarias:

- Debe haber un líquido o un fluido líquido/lechada de sólidos.

- Debe haber un medio permeable.

-La presión del fluido debe ser más alta que la presión del medio permeable.

La filtración ocurre bajo condiciones tanto dinámicas como estáticas, durante las operaciones de perforación. La filtración bajo condiciones dinámicas ocurre mientras el fluido de perforación está circulando. La filtración estática ocurre durante las conexiones los viajes o cuando el fluido no está circulando.

Filtración Dinámica La filtración dinámica es sensiblemente diferente de la filtración estática, muchas veces con tasas de filtración considerablemente más altas. La experiencia ha demostrado que un lodo que demuestra buenas características de filtración estática y estabilidad tendrá



un rendimiento satisfactorio bajo las condiciones reales de perforación, indicando que la pérdida de filtrado dinámica está comprendida dentro de un rango satisfactorio.

La filtración comienza tan pronto como la barrena expone la roca permeable. Un sobrebalance de la presión hidrostática causará el flujo inmediato del filtrado dentro de la formación a una velocidad elevada. A medida que la filtración continúa, los sólidos más grandes de lodo sellan las formaciones porosas y un revoque empieza a formarse bajo condiciones dinámicas.

El equilibrio del revoque es determinado principalmente por las características de los sólidos del lodo (tamaño, composición y concentración de las partículas), y en menor parte por las condiciones hidráulicas (flujo turbulento o laminar) y la viscosidad del filtrado.

Los revoques dinámicos son más delgados y más sólidos que los revoques estáticos. A medida que la perforación continúa, el pozo está sujeto a condiciones dinámicas. Una vez que los portamechas pasan más allá de la formación permeable, las condiciones de flujo laminar normalmente predominan y las fuerzas de erosión hidráulica disminuyen. Durante las conexiones y los viajes, las condiciones estáticas depositan un revoque estático y las tasas de filtración disminuyen (raíz cuadrada del tiempo). Cuando se reanuda la circulación, el revoque estático depositado sobre el revoque dinámico comienza a desgastarse (quizás totalmente, según las condiciones hidráulicas) hasta que se logre de nuevo el equilibrio a una tasa de filtración constante.

Como con la filtración estática, los fluidos y los revoques que contienen una cantidad suficiente de bentonita de alta calidad producen las más bajas tasas de filtración, los revoques más delgados y las características globales de filtración más deseables.

Filtración Estática La filtración estática ocurre bajo condiciones estáticas, es decir en cualquier momento en que el lodo no está circulando. El revoque está relacionado con problemas de filtración y perforación. Los factores de interés son: espesor, permeabilidad, lubricidad y textura del revoque.

El espesor del revoque puede incrementarse con un alto contenido de sólidos en el lodo y dependiendo de la calidad de estos sólidos la permeabilidad del revoque puede también ser baja. La baja permeabilidad y una capa delgada del revoque son situaciones deseadas.



FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN

- Tiempo: Cuando todas las otras condiciones son constantes (presión, superficie, viscosidad, permeabilidad), la tasa de filtración y la velocidad de crecimiento del revoque disminuyen progresivamente con el tiempo, de la manera pronosticada por la ley de Darcy. Para pronosticar el volumen de filtrado, VF2, sobre un periodo de tiempo considerado, t2, a partir de una medida de filtración, VF1, tomada a un periodo de tiempo, t1, el volumen de filtrado captado estará en función de la raíz cuadrada de la relación entre los dos intervalos de tiempo:

Dónde:

VF2 = Volumen de filtrado desconocido a un tiempo t2.

VF1 = Volumen de filtrado al tiempo t1.

t2 = Periodo de tiempo considerado.

t1 = Periodo de tiempo para VF1.

El tiempo de la prueba de filtración de API es 30 minutos. En el campo, se suele usar un tiempo de prueba de 7 1/2 minutos y doblar el volumen de filtrado para estimar el valor API a 30 minutos.

Los efectos térmicos y el volumen retenido por la celda hacen que la prueba ATAP de 7 1/2 minutos sea insignificante.

La relación del volumen de filtrado perdido y la raíz cuadrada del tiempo se muestra en la siguiente figura.



- Temperatura: Cuando la temperatura del lodo se incrementa, la pérdida del fluido se incrementara debido a la reducción de la viscosidad del filtrado. Y si un lodo es térmicamente estable, la pérdida de fluido se incrementará en la misma proporción que disminuye la raíz cuadrada de la viscosidad del filtrado.

La siguiente figura nos muestra el efecto de la temperatura en la pérdida de fluido.



- Presión: El efecto de la presión en la pérdida de filtrado es en gran manera controlada por el contenido coloidal de sólidos en el lodo. Si los sólidos en el revoque son deformables con la presión, como las partículas de arcilla hidratables; el incremento de la presión causara una disminución de la permeabilidad del revoque, lo cual provoca una disminución de la pérdida de filtrado.

Si los sólidos son rígidos como la arena y limos, la permeabilidad no se reducirá bajo presión y el efecto total de la presión se reflejara en la pérdida de filtrado.

PROBLEMAS POTENCIALES RELACIONADOS CON EL ESPESOR EXCESIVO DEL REVOQUE

1. Puntos apretados en el pozo que causan un arrastre excesivo.

2. Mayor suabeo y pistoneo debido a la reducción del espacio anular libre.

3. Pegadura por presión diferencial de la columna de perforación debido a la mayor superficie de contacto y al desarrollo rápido de las fuerzas de adhesión causado por la tasa de filtración más alta.

4. Dificultades con la cementación primaria debido al desplazamiento inadecuado del revoque.

5. Mayor dificultad para bajar el revestidor.

PROBLEMAS POTENCIALES RELACIONADOS CON EL ESPESOR EXCESIVO DEL REVOQUE

1. Daños a la formación causados por la invasión de filtrado y sólidos. La zona dañada está ubicada a una profundidad demasiado grande para que pueda ser reparada mediante perforación o acidificación. Los daños pueden consistir en precipitación de compuestos insolubles, cambios de humectabilidad, cambios de permeabilidad relativa respecto al aceite o al gas, taponamiento de la formación por finos o sólidos, y el hinchamiento de las arcillas in-situ.

2. Prueba inválida de muestreo del fluido de la formación. Las pruebas de flujo del fluido de la formación pueden dar resultados que se refieren al filtrado y no a los fluidos del yacimiento.

3. Dificultades en la evaluación de la formación causadas por la invasión excesiva de filtrado, la mala transmisión de las propiedades eléctricas a través de revoques gruesos, y posibles problemas mecánicos al bajar y recuperar las herramientas de registro. Propiedades erróneas medidas por las herramientas de registro (midiendo propiedades alteradas por el filtrado en vez de las propiedades de los fluidos del yacimiento).



4. Las zonas de aceite y gas pueden pasar desapercibidas porque el filtrado está desplazando a los hidrocarburos, alejándolos del pozo, lo cual dificulta su detección.

Así, los objetivos de esta práctica son:

Conocer el funcionamiento y aprender el uso de los instrumentos utilizados en el laboratorio para el control de filtración del lodo.

Identificar y conocer las principales sustancias que forman el espesor del revoque en el filtrado.

Observar cómo cambia la tasa de filtración del lodo a través del tiempo cuando se somete a baja presión y una baja temperatura.

Determinar la calidad del espesor de revoque formada por el lodo según norma API.



Procedimiento y Gráficos

Procedimiento

Preparación del lodo:

Primeramente pesamos bentonita (para todos los grupos) en la balanza eléctrica, luego pesamos la barita (escogida para cada grupo), el PAN y luego se mide 350ml de agua dulce (agua que usamos a diario), colocamos el agua dulce en el vaso metálico y luego lo llevamos al agitador (Hamilton Beach) y luego se va vertiendo poco a poco la bentonita y barita para que no haya perdidas debido al agitador.

Se pesa la bentonita y la barita

Se vierte el agua dulce al vaso metálico y luego es llevado al agitador



Se va vertiendo poco a poco la bentonita y la barita

Esta muestra de lodo es vertida en el recipiente de filtrado hasta los ¾ de su capacidad..

Después tapamos el recipiente de filtrado con un papel filtro circular del mismo diámetro que la boca del recipiente; luego, encima del papel filtro colocamos el empaque (que es un anillo de caucho de espesor delgado) y finalmente, tapamos el recipiente de filtrado para iniciar la prueba.



Ponemos el recipiente de filtrado de cabeza y lo colocamos en el equipo de inyección de gas, que ya está conectado para inyectar nitrógeno.

Abrimos la válvula del balón con nitrógeno, luego abrimos la válvula que va a permitir el ingreso de nitrógeno al equipo. La inyección de nitrógeno va a ser a una presión de 100 ± 5 psi en 30 minutos.

Colocamos una probeta debajo del recipiente de filtrado para recoger el líquido del lodo.



Abrimos la válvula respectiva para iniciar la inyección de nitrógeno al recipiente de filtrado (el nitrógeno desplaza a la fase líquida del lodo).

Tomamos los volúmenes del líquido filtrado a diferentes tiempos, hasta llegar a 30 minutos (filtración API).

Aflojar la presión, verificar que ha sido descargada toda la presión, y retirar la celda del marco. Desarmar la celda y descartar el lodo. Dejar la costra de lodo sobre el papel y lavar ligeramente con el fluido base para quitar todo exceso de lodo.



Una vez que se ha filtrado, secamos la muestra en el horno para después medir y registrar el espesor de la costra en diferentes sitios y poder sacar un espesor promedio con aproximaciones de 1/32 pulg. (1.0mm).



Cálculos y Resultados

Ecuación dada en el laboratorio para llevar acabo la preparación del lodo:

22.5 gr Bentonita + 10 gr barita + 0.5 gr Polypac + 350 cc H2O

Tasa de filtración

Toma de datos- Presión aplicada 100 PSI.

- Prueba realizada a baja presión/baja temperatura a condiciones estáticas.

Tiempo (minutos) Volumen (cc) Tiempo (minutos) Volumen (cc)0 0.00 18 10.002 3.00 20 10.504 5.00 22 11.006 6.00 24 11.508 7.00 26 12.00

10 7.50 28 12.5012 8.00 30 13.0014 9.00 32 13.2016 9.50 34 13.50

Tabla1: Datos de tiempo y volumen filtrado, sin volumen de sólidos.

Como queremos saber cuál es el volumen final acumulado de la tasa de filtrado después de 30 minutos, según la prueba de PRENSA API, observamos en la Tabla 1:

V F30minutos=13.00 cc

Con los datos obtenidos graficamos la tasa de filtración del volumen Real acumulado:

Raíz cuadrada del tiempo (minutos1/2)

Volumen real (cc) Raíz cuadrada del tiempo (minutos1/2)

Volumen real (cc)

0 0.00 4.24264069 10.001.41421356 3.00 4.47213595 10.50

2 5.00 4.69041576 11.002.44948974 6.00 4.89897949 11.502.82842712 7.00 5.09901951 12.003.16227766 7.50 5.29150262 12.503.46410162 8.00 5.47722558 13.003.74165739 9.00 5.65685425 13.20

4 9.50 5.83095189 13.50Tabla2: Datos de la raíz cuadrada del tiempo y volumen real acumulado.



0 1 2 3 4 5 6 70

2

4

6

8

10

12

14

16

TASA DE FILTRACIÓN

Raiz cuadrada del tiempo (minutos1/2)

Volu

men

acu

mul

ado

(cc)

Pérdida instantá-nea

Pendiente constante

Grafica1: Relación entre la pérdida de filtrado y la raíz cuadrada del tiempo.

La siguiente grafica muestra una mejor apreciación donde la pendiente es constante, después de la perdida instantánea:



3 3.5 4 4.5 5 5.5 68

9

10

11

12

13

14

f(x) = 2.30886938227651 x + 0.247447265122194R² = 0.997153108103487

Raiz cuadrada del tiempo (min1/2)

Perd

ida

de fi

ltrad

o (c

c)

Grafica2: Prueba de filtrado API.

La grafica2 se puede considerar taza de filtración teórica. Entonces de la tabla2 y la grafica2, se puede extraer que el volumen total de filtrado es 13.00 cc y que Vpérdido teórico = 0.2474 cc, pero la interpretación que se le da es que la pérdidas son casi despreciables, es decir, son mínimas. Estas pérdidas pueden radicar en algún error cometido durante la prueba.

Como se puede observar, aumenta el volumen de filtrado con el tiempo, sin embargo el incremento es cada vez menor. Dicha disminución del incremento es debido a la formación del revoque, ya que este es menos permeable que el papel filtro que emula a formación, y a medida que aumenta el espesor del revoque con el tiempo, disminuye la velocidad del aumento de filtrado.

Por esta misma razón hay un volumen de filtrado inicial mucho mayor al esperado según la extrapolación de la gráfica, esto es a causa de que la formación del revoque tarda en crearse por lo cual la salida de agua en t = 0 es muy grande y debido a la aplicación de la presión este efecto se incrementa, y perdura dentro de los primeros instantes de la prueba puesto que la permeabilidad y porosidad del revoque no se han estabilizado.



Veamos la tasa de filtrado del volumen acumulado Real y Teórico, de la ecuación:

V F2=V F1√ t 2t 1 , V F30minutos=13.00 cc

Tiempo (minutos) Raíz cuadrada del tiempo (min1/2) Volumen real (cc)

Volumen teórico(cc)

0 0.00 0.00 0.002 1.41 3.00 3.534 2.00 5.00 4.896 2.44 6.00 6.068 2.82 7.00 6.71

10 3.16 7.50 7.3012 3.46 8.00 8.3314 3.74 9.00 8.8816 4.00 9.50 9.4318 4.24 10.00 9.9620 4.47 10.50 10.4922 4.69 11.00 11.0124 4.89 11.50 11.5326 5.09 12.00 12.0428 5.29 12.50 12.5630 5.47 13.00 13.00

Tabla3: Datos de la raíz cuadrada del tiempo y del volumen acumulado real y teórico.



0 1 2 3 4 5 60

2

4

6

8

10

12

14

TASA DE FILTRACIÓN TEÓRICA

Raiz cuadrada del tiempo (min1/2)

Volu

men

filtr

ado

teor

ico (c

c)

Grafica3: Volumen teórico vs raíz cuadrada del tiempo.

Espesor de revoque

Toma de datos- Tomamos 5 mediciones del espesor de revoque en milímetros (mm) de extremo a extremo.

Medida Espesor (mm)1 0.182 0.193 0.234 0.195 0.16

Promedio 0.19Tabla4: Datos obtenidos de la medida del espesor del revoque.

Pasamos a escala 1/32 de pulgada:

Sabemos:

1 pulg=25.4mm



Medida Espesor (pulg)1 0.22677/322 0.23937/323 0.28976/324 0.23937/325 0.20157/32

Promedio 0.23937/32Tabla5: Registro del espesor de revoque a 1/32 pulgadas.

Conclusiones y Recomendaciones

CONCLUSIONES Se observó y registró las respectivas lecturas del cambio de la tasa de filtrado a

través del tiempo a baja presión/baja temperatura (tabla 1) en condiciones

estáticas y las medidas del espesor del revoque (tabla 4) para el análisis de

calidad de control de filtrado.

Debido a la norma API-35A (30 minutos: 30cc máximos), se observa que en la

tabla 1 que nuestra tasa de filtrado (30 minutos: 13.00cc) se encuentra en un

rango aceptable.

Obtuvimos de los datos de la tabla 2 la gráfica de Volumen Real acumulado de

filtrado vs. La raíz cuadrada del tiempo como observamos en el Gráfico 1 y se

observa que el volumen de filtrado aumenta en proporción directa a la raíz

cuadrada del tiempo.

Obtuvimos de los datos de la tabla 3 la gráfica de Volumen acumulado Teórico

de filtrado vs. La raíz cuadrada del tiempo como observamos en el Gráfico 3 y se

observa la pérdida de la tasa de filtración para cada intervalo de tiempo.

Se logró observar una pérdida instantánea (alta tasa de filtración) como se puede

visualizar en los Gráfico 1 y Gráfico 3, donde se indica simplemente que un

chorro de filtrado pasó a través del papel de filtro antes de que se formara el

revoque, limitando el flujo de la filtración una vez formado el revoque.



Debido a la norma API (grosor mínimo ≤ 1/32 de pulgada), observamos en la

tabla 5 que el espesor promedio de nuestro revoque es favorable y está en un

rango aceptable.

Según la precisión experimental obtuvimos un revoque delgado (tabla 5) y este

posee un control adecuado de la filtración (tabla 1, Gráfico 1, 2 y 3) los cuales son

características deseables.

Los objetivos de la práctica se cumplieron satisfactoriamente; si bien, los

resultados obtenidos experimentalmente no fueron los esperados.

Se puede decir que el contenido intelectual que pretendía transmitir la práctica

se logró con éxito y se puede asegurar que al realizar la práctica adquirimos la

experiencia que se deseaba obtener con este ejercicio.

RECOMENDACIONES Para una buena obtención y observación de datos se debe adecuar el manejo

adecuado del equipo a utilizar.

Tener en cuenta los datos que se nos proporciona para la elaboración de nuestro

lodo de perforación.

Se debe estar atento al momento de mezclar los componentes del lodo en el vaso

del agitador por qué puede ocurrir pérdida de masa de los componentes.

Tener cuidado al momento de retirar el vaso que contiene la mezcla de los

componentes (formación del lodo) del agitador por que pueden ocurrir

accidentes.

Evitar la formación de grumos durante la elaboración del lodo de perforación, ya

que estos no permitirán una buena formación del revoque y ocurrirá mayor

pérdida de filtrado.

El equipo de PRENSA API debe estar completamente limpio y seco a la hora de

realizar las pruebas.

Tener cuidado al momento de abrir la válvula de presión, ya que el sistema puede

tener fuga.



Lavar el papel filtro que contiene el revoque cuidadosamente, si es que hay

brumos, retirarlo para poder notar su calidad y posteriormente tomar las

medidas del espesor del revoque.

Tratar de obtener errores bajo en las mediciones ya sea cuando se va a pesar los

componentes (barita, bentonita y polypac) como en las lecturas del volumen de

filtración y el espesor de revoque.

Aportes

PEGA DE TUBERÍA Definición de Pega de Tubería: Se llama así a la situación en la que la tubería de perforación queda atascada en el pozo imposibilitando su movilidad. La tubería puede moverse parcialmente y en algunos casos se puede tener la posibilidad de circular y rotar la tubería. El personal del taladro debe estar capacitado para identificar las causas de la pega con el propósito de investigar la forma correcta de liberar la tubería.

TIPOS DE PEGA DE TUBERÍA

Por lo general se conocen tres tipos de pega:

1. Empaquetamiento: Ocurre cuando existen materiales en el hoyo, tales como recortes de la formación, desechos, etc., que se acumulan alrededor de la tubería y/o del BHA y bloquean el espacio anular entre la tubería y la pared del pozo. Se tiene que recordar que los recortes, tanto grandes como pequeños pueden hacer que la tubería se quede pegada.

De acuerdo a las estadísticas alrededor del mundo, el empaquetamiento es la causa de mayor frecuencia que provoca situaciones de pega de tubería. Ello ocurre normalmente cuando las bombas de lodo se apagan por extensos períodos de tiempo como cuando se está sacando la tubería, sobre todo cuando este viaje se está haciendo en contrarepaso o Backreaming. Es un trabajo demasiado arduo liberar la tubería cuando la pega es por empaquetamiento, siendo las posibilidades de éxito muchísimo menores que cuando la pega es diferencial o por geometría del hoyo.

2. Pega Diferencial: Tiene lugar cuando la tubería es empujada hacia las paredes de formaciones permeables por la diferencia de presión creada entre las presiones hidrostática y la de formación. La fuerza de fricción entre la tubería y la formación es tan elevada que no se tiene la posibilidad de mover la sarta. Además, este mecanismo



de pega ocurre la mayor de las veces cuando se tiene la tubería mucho tiempo estática o sin moverse.

3. Geometría del Hoyo: Este mecanismo de pega ocurre cuando el Ensamblaje de Fondo (BHA) no es el apropiado para la forma del pozo que se está perforando. Por lo tanto la tubería queda imposibilitada de pasar por una sección geométricamente compleja del pozo.

LA PEGA DIFERENCIAL representa una de las causas más comunes de pega de tubería. Como explicamos anteriormente, tiene lugar cuando hay una presión diferencial (de sobrebalance) que empuja la tubería de perforación hacia un filtrado de revoque en una formación permeable.

Cuatro son los factores que causan una Pega Diferencial

- Formaciones Altamente Permeables: tales como Areniscas, calizas, carbonatos, etc.

- Sobrebalance de la Columna: por lo general el peso del lodo en el pozo es mayor que la presión ejercida por la formación, pero demasiado sobrebalance en el hoyo del pozo hará mayor el riesgo de que ocurra una pega diferencial.

- Revoque: un filtrado de revoque de propiedades pobres y espesas incrementa las oportunidades de que se pegue la tubería.

- Movimiento de Tubería: si la sarta permanece estática por un largo período de tiempo, la torta del filtrado (revoque) tenderá a desarrollarse alrededor de las zonas permeables y la tubería, incrementando las posibilidades de que ocurra una pega diferencial.



Señales de Alerta de que está ocurriendo una Pega Diferencial

• Hay demasiado sobrebalance entre el hoyo y la formación. Especialmente cuando existen zonas altamente repletadas, que es allí donde más incrementan las posibilidades de que ocurra una pega diferencial.

• Se observa alto Torque y arrastre cuando la sarta se está moviendo. Una vez que esto pase no puedes estar en la capacidad de tensionar o rotar la tubería.

Identificación cuando se está Pegado por Diferencial

• Tubería estática por mucho tiempo: la pega diferencial ocurre cuando no hay movimiento de tubería por largo tiempo. .

• Se puede establecer circulación sin incremento en la presión.

• El BHA se encuentra a través de una zona permeable.

Veamos el siguiente ejemplo

Presión de Formación = 3800 PSI

Presión Hidrostática = 4500 PSI

Área Transversal de Pega = 1500 pulgadas cuadradas (pulg2)



Con estos datos se puede determinar qué tan grande es la Fuerza Diferencial a través de la siguiente relación:

Fuerza = Presión Diferencial x Área Transversal

Dónde:

Fuerza en Libras (lb)

Presión Diferencial en Libras por Pulgada Cuadrada (PSI)

Sección de Área Transversal en Pulgadas Cuadradas (pulg2)

Fuerza = (4500 – 3800) x 1500

Fuerza = 1.050.000 lb ó 1050 Klb………………………………………Este valor es altísimo!!!

Si asumimos coeficiente de fricción = 0.5, se puede determinar que tanta tensión necesitamos para liberar la tubería, aplicando la siguiente formula de Física básica:

F = Coeficiente de Fricción x N

Dónde:

F es Fuerza a Tensionar.

N es Fuerza Reactiva.

Para este caso, N es igual a la Fuerza Diferencial, por lo tanto

F = 0,5 x 1.050.000 = 525,000 lb

Se necesita SOBRETENSIONAR (Overpull, en inglés) con una fuerza de 525.000 lb o 525 Klb para liberar la tubería en esta situación. Esto todavía es Demasiado

¿Qué podemos hacer en esta situación?

1. Aplicar torque hacia la tubería y martillar hacia abajo con la máxima carga admisible.

2. Martillar hacia arriba sin aplicar torque a la tubería.

3. Bombear Píldoras de Bajo peso para reducir la presión hidrostática. Para este procedimiento se debe cerciorar de que aún la presión hidrostática sea mayor que la de la formación, de lo contrario nos podemos envolver en una situación de arremetida.



Acciones Preventivas:

1. No usar un muy alto peso de lodo.

2. No parar de mover la sarta, evitar mantenerla estática por períodos largos , especialmente cuando el BHA está atravesando formaciones permeables.

3. Mantener el lodo en buenas condiciones. Si se descuidan las propiedades del fluido, este creará un revoque demasiado espeso que puede facilitar que ocurra una pega diferencial.

4. Minimizar la longitud del BHA y usar Lastrabarrenas (Drill Collar) espiraladas y Tuberías de Transición (Heavy Weight) para reducir el área de contacto con la formación.

http://www.drillingformulas.com/es/differential-sticking-causes-stuck-pipe/

Bibliografía

Manual de fluidos de perforación – API

http://www.slideshare.net/Juanchoperezr/lodos-deperforacion

Manual de fluidos de perforación – IMCO

http://www.senamhi.gob.pe/

http://ingpetroleraemi.blogspot.com/2011/07/fluidos-de-perforacion.html


http://ingpetroleraemi.blogspot.com/2011/07/fluidos-de-perforacion.html

http://www.senamhi.gob.pe/

http://www.drillingformulas.com/es/differential-sticking-causes-stuck-pipe/

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