REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR
PARA LA EDUCACION SUPERIORINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
SANTIAGO MARIOCATEDRA: PRESIONES ANORMALESPROFESOR: RICARDO
VALERA
PREDICCION DE PRESIONES DE FORMACION
ALUMNA:
DAYRENE LA CRUZ C.I 16534467
NOCTURNO - 50A
MARACAIBO, OCTUBRE 2013
INDICE
PginaIntroduccin3
Prediccin de las Presiones de Formacin.4
Informacin Geolgica5
Interpretacines Ssmicas.....11
Informacin Histrica de Perforacin11
Indicadores de Presin durante la Perforacin12
Variaciones en la velocidad de Penetracin..12
Variaciones en la forma, tamao y cantidad de recortes.15
Aumento de la Resistencia de rotacin..17
Aumento en el arrastre..19
Deteccin del Gas..19
Tendencia de la densidad de las lutitas..21
Tendencia de la temperatura en la lnea de salida...25
Cambios en el contenido de cloruro26
Instrumentos de perfilaje para medir la presin27
Conclusiones..28
Referencias Bibliogrficas29
INTRODUCCION
La prediccin de presiones de formacin es esencial para la
perforacin de pozos .El costo y los problemas de la perforacin pe
pozos puede ser reducido si se conoce con anterioridad las
formaciones de presiones anormales.
Existen varias ventajas evidentes en el hecho de poder predecir
y detectar las presiones de formacin, todas ellas traen consigo una
reduccin del tiempo de perforacin y por ende un menor costo.
Este trabajo se enfoca como su ttulo lo menciona, en la
prediccin de la presin de formacin de yacimiento, as como tambin en
algunos instrumentos de perfilaje para medir la presin, usados en
la industria petrolera para determinar la presin de formacin de
yacimiento.
El gran avance en el desarrollo de nuevas herramientas, permite
que la evaluacin de las formaciones se realice en forma ms rpida y
eficaz.
PREDICCION DE LAS PRESIONES DE FORMACION
La mejor forma de evitar una surgencia es tener en el pozo un
fluido que sea suficientemente pesado para controlar las presiones
de formacin pero lo suficientemente liviano para evitar prdidas de
circulacin. En muchas partes del mundo, a cualquier profundidad las
presiones y temperaturas se pueden predecir con una confianza
razonable. Sin embargo, las cuadrillas deben mantenerse alertas a
cambios inesperados de presin independientemente de cuan segura
pueda ser la operacin.
Las presiones de formacin son directamente afectadas por las
condiciones geolgicas. Los pozos perforados dentro de trampas
subterrneas o estructuras que contienen petrleo y gas podran
contener presiones anormalmente altas. Como el Perforador, el Jefe
de Equipo y el representante de la operadora no son gelogos de
exploracin, es necesario que se mantengan alertas. Deben estar
conscientes que las presiones anormales se pueden encontrar a
cualquier profundidad y en cualquier momento. Una dotacin entrenada
y experimentada est siempre preparada para lo inesperado.
Las presiones de los pozos se pueden predecir de tres fuentes de
informacin: Antes de la perforacin, se pueden usar datos histricos,
ssmicos y geolgicos y durante la perforacin del pozo, cambios en
los parmetros de perforacin podran indicar cambios de las
formaciones y de sus presiones. Datos de registros obtenidos con
las herramientas de mediciones mientras se perfora son tambin
invalorables para estos fines.
INFORMACION GEOLOGICA
Los mapas de estructuras geolgicas y secciones transversales son
muy valiosos para la perforacin de pozos con presin anormal. Pero
los que ms informacin proporcionan para efectos de perforacin son
los geolgicos de seccin transversal. Estos muestran la profundidad
de las formaciones esperadas y los puntos de problemas probables en
el pozo propuesto. Estas secciones transversales son especialmente
valiosas para pozos exploratorios.
El planeamiento geolgico previo del pozo observa la geologa
general del rea. Ciertas condiciones geolgicas causan presiones
anormales y peligros durante la perforacin, las cuales requieren
tomarse en cuenta cuando se planifica el pozo. Algunas de las
condiciones ms comunes asociadas con los cambios de las presiones
de subsuelo son las fallas, anticlinales, domos de sal, arcillas
masivas, zonas recargadas o agotadas.
Fallas:Cuando la broca atraviesa una falla, podra haber un
cambio significativo de los gradientes de presin, lo que puede
resultar en una surgencia o una prdida de circulacin. Las fallas
son atravesadas deliberadamente con la finalidad de buscar
acumulaciones de petrleo y de gas. Los pozos horizontales y los
dirigidos generalmente atraviesan fallas, donde las probabilidades
de perforar en zonas de surgencia o de prdida de circulacin son
altas.
Imagen N2 - Una formacin fallada
Anticlinares:Los anticlinales son estructuras geolgicas en forma
de domos hacia arriba. Capas de rocas que fueron impulsadas de
niveles profundos forman generalmente esos domos anticlinales. Las
altas presiones contenidas previamente en esas posiciones
inferiores son preservadas. Por ese motivo, las estructuras
anticlinales son generalmente el objetivo. Cuando se perfora en la
parte alta de la estructura de un anticlinal, se pueden anticipar
presiones altas. En adicin a esto, cuando se perforan pozos de
profundizacin de la estructura o inclusive los pozos de produccin,
o de desviacin, debe tenerse en cuenta que el pozo inicial podra
haberse perforado en un flanco de la estructura (lado), y al
perforar los pozos de ampliacin o de produccin podran encontrar
presiones altas inesperadas. V
Imagen N3 una estructura anticlinal
Domo salinos:En muchas reas del mundo, se presentan camadas
gruesas de sal casi puras. Generalmente, la sal es forzada hacia
arriba dentro de las formaciones superiores formando as los domos
salinos. Bajo la presin ejercida por la sobrecarga, la sal exhibe
propiedades de flujo plstico, no permitiendo que los fluidos
porales migren a travs de estos domos. Como consecuencia de esto,
las formacion es debajo de los domos salinos comnmente tienen
presiones ms altas que lo normal. Las formaciones o capas son
agujereadas, selladas y levantadas por la sal, originando la
migracin del petrleo y del gas. Estas zonas podran tener presiones
mayores que las de las formaciones adyacentes.
Imagen N4 - Domo Salino
Lutitas Masivas:Grandes espesores de lutitas impermeables
restringen el movimiento ascendente de los fluidos porales. Cuantas
ms capas de sobrecarga se acumulan, las presiones de formacin se
vuelven anormales, sin permitir el proceso normal de compactacin.
Las secciones de lutitas formadas bajo estas condiciones pueden son
mviles o plsticas, porque exhiben presiones anormales al ser
perforadas, y producirn relleno en el pozo cuando la broca es
sacada. Generalmente son necesarias altas densidades de fluido para
controlar estas lutitas y hasta podran requerir programas
especiales de casing.Las lutitas sobre-presionadas son de menor
densidad y son perforadas con mayor velocidad debido a que son ms
blandas y a la falta de compactacin normal. Una tapa o sello de
roca endurecida generalmente indica el tope de las lutitas
presurizadas. Las rocas permeables que estn debajo de estas
lutitas, en lo general estn tambin sobre-presurizadas debido a la
falta de rutas de escape para los fluidos de los poros a medida que
la sobrecarga aumenta.
Imagen N 5 - Lutitas masivasZonas sobre presionadas: Arenas
superficiales y formaciones que exhiben presiones altas son
llamadas zonas sobre-presionadas. Las zonas sobre-presionadas
pueden tener origen natural como resultado de la migracin
ascendente de los fluidos porales de zonas ms profundas, o pueden
ser originadas por el hombre. Trabajos de cementacin de mala
calidad o inadecuados, casings o tubos daados y proyectos de
recuperacin secundaria por inyeccin de fluidos pueden generar zonas
sobre-presionadas. Las tcnicas geofsicas modernas pueden localizar
las zonas presurizadas superficiales. Estas zonas son comnmente
llamadas de puntos brillantes. Cuando son encontradas a poca
profundidad presiones normales provenientes de formaciones ms
profundas, son generalmente difciles de controlar.
Imagen N6 - Zonas con alta presin generada por el hombre
Zonas agotadas:Zonas que han sido agotadas, tienen generalmente
presiones que son menores que las normales (subnormales). Cuando se
encuentra una de estas zonas, pueden producirse severas prdidas de
circulacin. Si el nivel del fluido cae en el pozo, la columna
hidrosttica se reducir. Esto podra permitir el flujo de otra zona o
aun en la misma zona depletada. Estas condiciones pueden ocurrir
donde se ha perforado otro pozo. O por lo general en reas donde no
hay informacin de los pozos vecinos perforados en la misma rea. Es
peligroso tener informacin pobre o no disponer de los historiales
completos de los pozos vecinos perforados
INTERPRETACION SISMICA
La ciencia de la sismologa involucra la creacin de ondas de
sonido que penetran en las capas de las rocas subterrneas. Las
ondas de sonido rebotan de regreso a la superficie desde estas
rocas, donde son registradas por instrumentos que miden la
naturaleza y la intensidad de estos reflejos. La interpretacin
adecuada y cuidadosa de estas mediciones, permite a los gelogos de
exploracin deducir la forma y extensin de las formaciones de
subsuelo, especialmente utilizando tcnicas de perfiles
tridimensionales reforzados por computadoras. Con esta informacin,
los programas de perforacin pueden ser desarrollados con mayor
exactitud y seguridad para la prediccin de zonas potencialmente
presurizadas.
El mtodo ssmico es el nico que se utiliza en la etapa
exploratorio de los campos. Este mtodo permite disear los rangos de
densidades necesarias en la planificacin y ejecucin inicial de un
programa de perforacin. A medida que se avanza en la perforacin
pueden irse validando y ajustando la planificacin con la informacin
obtenida del pozo.
INFORMACION HISTORICA DE PERFORACION
Son datos histricos de pozos adyacentes o vecinos en el rea es
uno de los mtodos para la determinacin de problemas potenciales.
Los registros de lodos y los informes de perforacin proporcionan un
excelente panorama indicativo general de las condiciones de
perforacin. Estos registros, junto con la aplicacin de la
informacin geolgica y ssmica, proporcionan informacin significativa
sobre los problemas potenciales.
INDICADORES DE PRESIN DURANTE LA PERFORACIN
Las siguientes son las seales ms comunes de cambios de presin de
formacin. Estas seales deben ser reconocidas por las dotaciones e
informadas a los supervisores. La comunicacin es de vital
importancia porque muchas de estas seales pueden tener otras
explicaciones.
No todos estos indicadores se presentan todos al mismo tiempo.
La dotacin debe saber reconocerlos como posibles seales de que se
est perforando en zonas de mayor presin.
Variaciones en la velocidad de Penetracin.Un cambio en el ritmo
de la perforacin se debe principalmente al cambio en el tipo de
formacin que se perfora, siempre y cuando el peso sobre la mecha y
la velocidad de rotacin se mantengan constantes. Tambin si
disminuye el diferencial de presin entre la presin de la columna
hidrosttica y la presin de la formacin, lo cual ocurre al penetrar
una formacin de mayor presin. Esto produce un aumento en la tasa de
penetracin, independientemente de que las variables de perforacin y
el tipo de formacin atravesada permanezcan constantes.
El aumento en la velocidad de penetracin es uno de los mtodos ms
ampliamente aceptados para determinar los cambios en la presin
poral. Normalmente la velocidad de penetracin decrece con la
profundidad. Este decrecimiento, provocado por el aumento de la
dureza y densidad de la roca, tambin es controlado por la
diferencia entre la presin hidrosttica y la presin poral. Un cambio
en la velocidad de perforacin puede ser un indicador de presin de
formacin en aumento. La velocidad de perforacin aumenta cuando se
penetra en una zona de presin anormal porque las formaciones
contienen ms fluido y son ms blandas.
El aumento de la presin de formacin tambin reduce el Sobre
balance en el fondo del pozo. Esto significa que los recortes se
desprendern bajo la broca con mayor facilidad. Si se observa que la
velocidad de penetracin no vara, o aumenta gradualmente cuando
debera disminuir, puede tambin indicarnos un incremento de la
presin de la formacin. Un cambio abrupto en la velocidad de
penetracin, ya sea aumento o disminucin, indica que se est
perforando una formacin nueva que podra ser ms permeable y que
podra provocar una surgencia. Cuando las presiones de formacin
cambian de normal a anormal a medida que el pozo se profundiza, el
rea en la que se produce el cambio es llamada zona de transicin.
Cuando se perfora en una zona de transicin la densidad del lodo
debe mantenerse lo ms prxima posible a la presin de formacin. De
esta manera un cambio en la presin poral puede ser reflejado en la
velocidad de penetracin. Cualquier exceso de densidad aumentara la
presin diferencial y consecuentemente reduce la velocidad de
penetracin. Esto trae como consecuencia que se enmascare un aumento
de la velocidad de penetracin que normalmente es atribuido como
resultado de los incrementos de presin de formacin. Sin embargo
existen otros factores, adems de la presin poral, que afectan a la
velocidad de penetracin, incluyendo a los cambios de formacin,
velocidad de rotacin, propiedades del fluido, peso sobre la broca,
tipo de broca, condiciones de la broca y propiedades del fluido.Si
todo lo dems es igual, la velocidad de penetracin declina
gradualmente en la medida en que aumenta la profundidad por la
disminucin de la porosidad, debido al peso de los estratos supra
yacentes (compactacin normal). El anlisis de la velocidad de
penetracin da la posibilidad de detectar cualquier cambio
significativo de la porosidad. Sobre la zona de presin anormal
existe una zona de transicin (pase de normalidad a anormalidad) y
justamente sobre esta zona de transicin se encuentra,
frecuentemente, una formacin dura, que origina una velocidad de
penetracin ms baja que lo normal.
Imagen N7En resumen, los argumentos utilizados para justificar
el aumento de la velocidad de penetracin en la zona de transicin
son: Disminucin del diferencial de presin en el fondo del pozo y
Una disminucin de la resistencia de la roca originada por
subcompactacin. La velocidad de penetracin est afectada por muchas
otras variables diferentes al tipo de formacin y presin de poros.
Algunos de los parmetros adicionales son: Tipo de mecha Dimetro de
la mecha Desgaste de la mecha Hidrulica, Peso aplicado sobre la
mecha Velocidad de la mesa rotatoria Tipo de lodo Densidad del lodo
Viscosidad Contenido de slidos.Los cambios en stas variables pueden
enmascarar el efecto de cambios litolgicos o el aumento de la
presin de poros.Debido a esto, es difcil detectar cambios en la
presin de formacin basndonos solamente en la velocidad de
perforacin. Por esto, es necesario enfatizar que los cambios en la
velocidad de perforacin son difciles de interpretar y debieran
utilizarse como complemento de otros indicadores de presin de
formacin
Variaciones en la forma, tamao y cantidad de recortes.Los
recortes son fragmentos de la formacin cortados, raspados o
desprendidos de la formacin por la accin de la broca. El tamao,
forma y cantidad de los recortes dependen en gran medida del tipo
de formacin, tipo de broca, peso sobre la broca, desgaste de la
broca y del diferencial de presin (formacin versus presin
hidrosttica del fluido). El tamao de los recortes generalmente
disminuye con el desgaste de la broca durante la perforacin si el
peso sobre la broca, tipo de formacin y el diferencial de presin,
permanecen constantes. Sin embargo si la presin diferencial aumenta
(con el aumento de la presin de formacin), an una broca gastada
cortar con ms eficacia, con lo que el tamao, la forma y la cantidad
de los recortes aumentar.
En otras palabras, un incremento en el volumen y tamao de los
cortes son indicaciones de desbalance hidrosttico o mecnico
mientras se perfora. Este problema se relaciona comnmente con
formaciones arcillosas, a pesar de que otros tipos de formaciones
pueden ser afectadas, aun estando a mayores profundidades.
Puede afirmarse, sin embargo, que los esfuerzos en las paredes
del hoyo pueden alcanzar un lmite de compresin mximo o un lmite de
tensin mnimo.
Las presiones de formacin anormales contribuyen a la
desestabilizacin de las paredes del hoyo de dos maneras
fundamentales. Reducen el esfuerzo de la roca.Producen fracturas de
tensin concntricas circulares en formaciones de baja permeabilidad,
tales como la lutita.Esto ocurre cuando existe un fuerte desbalance
hidrulico de presiones entre la formacin y el lodo en el pozo, el
cual no puede ser liberado fcilmente debido a la baja
permeabilidad. El gradiente de presin radial, actuando entre la
formacin y el lodo, puede exceder el esfuerzo tensil de la matriz
de la roca, originando fracturas.
Imagen N8 - Forma, tamao y abundancia del ripio
Aumento de la Resistencia de rotacin (Torque).Durante las
operaciones normales de perforacin el torque rotativo aumenta
gradualmente con la profundidad, como resultado del efecto del
contacto entre las paredes del pozo y la columna de perforacin. El
aumento de la presin de formacin provoca que entren mayores
cantidades de recortes al pozo a medida que los dientes de la broca
penetran ms y producen cortes mayores en la formacin. El aumento de
lutitas en el pozo tiende a adherirse, impedir la rotacin de la
broca, o acumularse alrededor de los portamechas. El aumento del
torque en varios cientos de pies es un buen indicador de aumento de
la presin.
El torque casi nunca es tomado en cuenta debido a la dificultad
para medirlo. El torque en superficie no logra diferenciar el de la
tubera del de la mecha. Si el torque es medido mediante herramienta
(MWD), probablemente muestre una relacin entre la Rata de
Penetracin y el torque medido en la mecha. El torque es una medida
de la energa necesaria para perforar una roca, esta energa es
proporcional al torque y a la velocidad de rotacin.A pesar de que
el torque no es fcil de interpretar, en vista del nmero de fenmenos
que pueden afectarlo (geometra del hoyo, desviacin, BHA, etc,),
debe considerarse como un parmetro de segundo orden para el
diagnstico de presiones anormales.
En resumen, las mediciones del torque en la superficie estn
influenciadas por el torque en la mecha y la friccin de la sarta
contra las paredes del hoyo. A medida que incrementa la
profundidad, tambin incrementa la cantidad de contacto entre las
paredes del hoyo y la sarta de perforacin, de tal manera que el
torque tambin se incrementa gradualmente.
Un incremento inusual en el torque puede originarse por varias
razones. Una de ellas puede ser una variacin de la presin
diferencial asociada con la penetracin de una zona de presin
anormal.
Si existe un diferencial negativo (insuficiente presin
hidrosttica), el comportamiento mecnico de la lutita puede originar
un incremento del torque de cualquiera de dos formas (ambos
procesos pueden ocurrir simultneamente).Por hinchado de las lutitas
plsticas, originando una reduccin del dimetro del hoyo.Por
acumulacin de cortes grandes de formacin alrededor de la mecha y
estabilizadores.
Aumento en el arrastre.Cuando se perfora en condiciones de
balance o de casi balance, se produce un incremento en el arrastre
cuando se hacen las conexiones en zonas de presin anormal. Este
aumento puede ser debido a la cantidad adicional de recortes que se
acumulan en el pozo o encima de los portamechas. El torque y el
arrastre pueden aumentar tambin debido a que la formacin es blanda,
lo cual origina que el pozo se cierre alrededor de los portamechas
y la broca, debido a los derrumbes.Los derrumbes, son ripios de
mayor dimetro que los de corte de la mecha que puede ser
visualizado fcilmente por los gelogos en el pozo. Pueden ser
producto de un bajo balance ( P negativo). La presencia de un alto
porcentaje de derrumbes indica inestabilidad en paredes del hoyo
producto de excesivo esfuerzo horizontal de matriz de roca.Los
derrumbes son consecuencia de falla de las paredes debido a un
esfuerzo excesivo, pero estudios recientes en sta materia muestran
que existen diversos modos de fractura, los cuales hacen difcil la
interpretacin de la forma de los derrumbes.
Deteccin del Gas.El aumento en el contenido del gas en el fluido
de perforacin es un buen indicador de zonas de presin anormal. Sin
embargo, los cortes de gas no son siempre el resultado de una
condicin de desbalance, por lo que es importante una adecuada
comprensin de las tendencias del gas.
Gas de perforacin: Cuando se perfora una formacin porosa no
permeable que contiene gas, los recortes que contienen gas son
circulados pozo arriba. La presin hidrosttica sobre estos recortes
se reduce a medida que son circulados. El gas en el recorte se
expande y se libera en el sistema de lodo, reduciendo la densidad.
Bajo estas circunstancias, no se puede detener la gasificacin del
lodo aumentando la densidad del lodo. Esta situacin puede
verificarse deteniendo la perforacin y circulando el fondo hacia
arriba. La cantidad de gas debe reducirse significativamente o aun
parar.
Gas de conexin o de maniobra: Cuando se perfora con una densidad
mnima del lodo, el efecto de pistoneo producido por el movimiento
ascendente de la columna durante una conexin o maniobra puede
pistonear gases y fluidos dentro del pozo. Este gas es conocido
como gas de maniobra o de conexin, cuando este gas aumenta, es
posible que los gases de formacin pueden tambin estar aumentando, o
que el diferencial de presin (presin hidrosttica del lodo contra
presin de formacin) est cambiando.
Gas de fondo: El mejor ejemplo del gas de fondo est en el oeste
de Texas, donde las capas rojas de arenisca de baja permeabilidad
del Prmico, son perforadas con agua. La presin de formacin en estas
capas es equivalente a un lodo de aproximadamente 16 ppg (1917
kg/m). Las capas de arenisca roja tienen gas, pero su permeabilidad
es muy baja. El resultado es que el lodo siempre est cortado por
gas, produciendo gas de maniobra particularmente molesto. Cuando se
utiliza la presencia de gas en el fluido como un indicador de
presiones anormales, una unidad de deteccin de gas es necesaria.
Una tendencia del gas de fondo o de conexin puede ser notada a
medida que la operacin avanza. Ambos tipos de gas deben ser
controlados cuidadosamente y considerados como una advertencia de
aumento de la presin poral.
Tendencia de la densidad de las lutitas.Las lutitas que estn
normalmente presurizadas han sufrido una compactacin normal y su
densidad aumenta uniformemente con la profundidad. Este incremento
uniforme permite predecir la densidad de las arcillas. Cualquier
reduccin de la tendencia puede ser interpretada como una zona de
mayor presin poral, puesto que las lutitas de alta presin son de
menor densidad que las de presiones normales. Esto es el resultado
de los fluidos porales atrapados en secciones de lutitas durante el
proceso de compactacin. Los problemas que reducen la utilidad en el
campo de la densidad de las lutitas recaen en los mtodos de la
medicin de su densidad. Actualmente se utilizan tres mtodos. Estos
son: Columna de lquido de densidad variable. Densidad por balanza
de lodo. Tcnicas de perfilaje MWD (Medicin durante la perforacin)
No es fcil determinar la profundidad de los recortes de lutitas, y
la seleccin y preparacin de los recortes para las mediciones
depende en gran medida de la persona que las realiza.
La medicin de la densidad en las arcillas y lutitas en el mtodo
ms antiguo en la deteccin de zonas anormalmente presurizadas, est
basada en el principio que la densidad de las lutitas en una zona
subcompactada disminuye.
En algunos casos, se ha probado que el monitoreo de la densidad
de las lutitas es un mtodo efectivo en la determinacin del grado de
subcompactacin y la consecuente presin de poros anormales en las
lutitas.Bajo condiciones normales la densidad de las lutitas crece
con la profundidad. Cualquier desviacin de esta tendencia
consistente, puede indicar que existe una zona sobre presurizada.
La magnitud del cambio de la densidad bruta vara con el tipo y
magnitud de la presin anormal. La densidad bruta de los cortes de
lutitas, generalmente es medida por: Una bomba de mercurio Una
balanza de lodo Una columna de lquido de densidad variable. El
procedimiento usado para preparar la muestra es similar para todos
estos mtodos. Se toma aproximadamente, un cuarto de galn de cortes
del fluido de perforacin.Luego, se colocan los cortes sobre una
serie de cedazos y se lavan, con agua o con diesel, dependiendo si
el fluido de perforacin que se est utilizando es a base de agua o a
base de aceite. Slo se contina con el proceso, con aquellos cortes
que pasan a travs del cedazo de malla 40 mesh y son retenidos en el
cedazo de malla 20 mesh. Los cortes ms largos pueden ser lutitas
astillosas o fangosas de las paredes del pozo a una profundidad no
conocida. Tambin, la densidad bruta de los cortes ms largos se
piensa que es afectada considerablemente por el desahogo de presin
a medida que los cortes son llevados hacia la superficie.Los cortes
tomados en el cedazo de malla 20 mesh, son secados rpidamente con
papel absorbente y luego se someten a una corriente de aire
caliente, hasta que la apariencia brillante del lquido superficial
se reduce a una apariencia oscura y opaca. Se debe tener cuidado de
no remover el agua contenida en los poros de los fragmentos de
lutitas. El mtodo de la columna de densidad variable: es preparado
mezclando dos lquidos Inmiscibles de densidad conocida. La
distribucin de la densidad se chequea a travs de un set bolitas de
densidad conocida, se prepara un grfico densidad Vs. Altura de la
columna. Cada muestra es tomada por separado y sumergida en la
columna despus de haber sido secada en papel absorbente.
Las sustancias ms comnmente usadas son: Bromoformo: 2.89gr/cc
Tetracloruro: 1.59gr/cc o Tricloroetano: 1.47 gr/cc (este ltimo de
ms baja toxicidad) En esta forma estara preparada la columna de
densidad variable y debe usarse con una campana de vapores. Ver
Imagen N9Los hidrocarburos alogenados que se usan en la columna son
txicos y no deberan ser inhalados. La columna se debe sellar
fuertemente, cuando no est en uso. Bomba de mercurio:Para
determinar la densidad bruta con una bomba de mercurio, se coloca
una muestra de cortes que pesa aproximadamente 25 gramos, en la
cmara de aire superior de dicha bomba mostrada.
El nivel de mercurio en la cmara inferior de la bomba, se baja
primero hasta un nivel de referencia, extrayendo el pistn hasta un
punto de comienzo marcado en el indicador de posicin del pistn.
Este est calibrado en incrementos de volumen de mercurio
desplazados de 0.01 cm3. Un envase vaco para la muestra se coloca
en la cmara superior y se cierra dicha cmara. Luego se avanza el
pistn hasta que el aire de la cmara sea presurizado a 24 lpc, se
lee la posicin del indicador del pistn hasta la divisin 0.01 cm3 ms
cercana y se denota como V1.Se repite esta secuencia con los 25
gramos de muestra de lutita en el envase de muestreo y se denota la
segunda lectura como V2. La diferencia entre estas dos lecturas da
el volumen de cortes, as la densidad bruta estara dada por:
Donde ML es la masa de cortes de lutitas usadas en la
muestra.
Balanza de lodo: La balanza estndar de lodo se usa algunas veces
para medir la densidad de los cortes de lutita. Los cortes de
lutitas preparados de una manera similar a los de la bomba de
mercurio son colocados en una balanza seca y limpia, hasta que la
densidad indicada por la balanza sea igual a la densidad del agua
fresca. As, la masa de los cortes de lutita en la balanza es igual
a la masa de un volumen de agua igual al volumen total del envase
de muestreo de la balanza de lodo (Vt).
Donde a es la densidad del agua.Resolviendo esta ecuacin para el
volumen de lutita, da:
Cuando se ha aadido suficientes cortes de la muestra de lutita
para poder obtener un balance con la tapa del envase colocada y
cuando el contrapeso indica la densidad del agua, se aade agua para
llenar el envase. La mezcla es agitada para remover cualquier
aire.Se coloca la tapa sobre el envase, y se determina la densidad
promedio de la mezcla cortes/agua, m,. m se puede expresar
como:
La substitucin del volumen de lutita, VL definido por la
ecuacin:
En la ecuacin anterior y resolviendo para la densidad de lutita
L se obtiene:
Tendencia de la temperatura en la lnea de salida.El sello en el
tope de la zona de transicin limita el movimiento del agua. Por
tanto temperaturas arriba de lo normal se registran tanto en la
zona de transicin como en la zona de alta presin que est debajo. Si
la tendencia normal de la temperatura de la lnea de salida es
graficada, un cambio de 2 a 6 F o ms por cada 100 pies encima de
esta tendencia podra ser un indicador de la zona de transicin.
Adems de indicar un cambio en la presin poral, los cambios en la
temperatura de la lnea de salida pueden atribuirse a: Un cambio en
el caudal de circulacin. Un cambio en el contenido de slidos del
lodo. Un Cambio en la composicin qumica del lodo w Un cambio en los
procedimientos de perforacin
Las curvas de temperatura (mostradas abajo), si bien no son un
indicador definitivo, son un indicador adicional que ayudan en la
decisin de parar la perforacin o de aumentar el peso del lodo. En
las perforaciones marinas, a medida que la profundidad del agua
aumenta, la eficiencia del registro de temperatura disminuye. Puede
tornarse intil debido al efecto de enfriamiento del agua, a menos
que la temperatura del conjunto submarino sea controlada. En aguas
profundas, la temperatura del lodo en la superficie podra
mantenerse constante durante toda la operacin. Ver Imagen N12
Cambios en el contenido de cloruro.Cambios en el contenido del
in cloruro o de la sal en los fluidos de perforacin son indicadores
vlidos de presin. Si no hay suficiente presin, filtracin o flujo de
la formacin pueden ingresar al pozo y mezclarse con el fluido de
perforacin. Esto cambiar el contenido de cloruros del lodo.
Dependiendo del contenido de cloruro en el fluido, un aumento o
disminucin podran ser determinados basados en si el contenido de
sal del fluido de formacin es mayor o menor. Sin embargo, los
cambios pueden ser difciles de establecer a menos que haya un
control minucioso de las pruebas del lodo. La mayora de los mtodos
disponibles para hacer las pruebas de contenido de in cloruro son
inadecuados para mostrar cambios sutiles. En los lodos de agua
dulce-bentonita, los aumentos de contenido del in cloruro causarn
un aumento de la viscosidad de embudo y de las propiedades del
flujo.
INSTRUMENTOS DE PERFILAJE PARA MEDIR LA PRESIN
Los perfiles elctricos normales o de induccin: Miden la
resistividad elctrica de la formacin. Dado que generalmente las
formaciones de lutitas con presin anormal tienen ms agua, son menos
resistivas que las formaciones de lutitas secas con presin normal.
Los cambios de resistividad pueden ser medidos y la presin de
formacin medida.
Los perfiles acsticos o snicos: Miden la velocidad del sonido o
el tiempo del intervalo de trnsito de la formacin. Las formaciones
de lutitas con altas presiones que tienen ms agua, tienen menor
velocidad de sonido, en consecuencia un tiempo de trnsito mayor. Se
pueden hacer clculos para determinar la presin de formacin y su
porosidad a partir de estas mediciones.
Los perfiles de densidad:Miden la densidad de la formacin
basndose en mediciones radioactivas. Las formaciones de lutitas de
alta presin tienen menor densidad por lo que es posible tambin
hacer clculos para la determinacin de la presin de formacin.
CONCLUSION
Es claro que la presin a la cual estn confinados los
hidrocarburos, representa un factor principal para muchas
decisiones crticas que afectan a la seguridad, la eficiencia, la
productividad y la toma de decisiones sobre las operaciones que se
aplicaran o no al pozo, con el fin de extraer los hidrocarburos del
yacimiento, por supuesto que todas las decisiones estarn basadas en
un esquema que sea rentable a fin de poder optimizar la explotacin
de cualquier yacimiento.
Las tcnicas actuales nos permiten adquirir datos de presin de
forma ms rpida, ms precisa y por lo tanto resultan datos
econmicamente efectivos. Estos datos ayudan a reducir los riesgos y
mejorar la recuperacin de los hidrocarburos de cualquier
yacimiento.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Trabajo de Investigacin: Deteccin y Prediccin de las presiones
Anormales. Material Facilitado por el Prof. Ing. Ricardo
Valera.
Manual de Control de Pozos - Well Control School
Biblioteca del Instituto Universitario Politcnico Santiago
MarioLibro: Sartas de Perforacin-Deteccin de Presiones Anormales
1997PDVSA CIED (Centro Internacional de Educacin y Desarrollo
Filial de Petrleos de Venezuela, S.A.)
Universidad del Zulia, Ncleo Costa Oriental del LagoTrabajo de
Investigacin: Tcnicas de Deteccin de Presiones Anormales y
Arremetidas. Realizado por el Profesor. Msc. Ronny Chirinos -
Cabima, Junio 2012
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