perdidas de circulaciÓn de fluidos
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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE POZA RICA
Ingeniería Petrolera.
Taller de Investigación I
“ImplementaciónPérdidas de Circulación de Fluidos al estar perforando en zonas fracturadas,
con fallas y de baja presión”.
María Elena Pérez Morales.
Mtra. Yaneli González Vargas
18 de Noviembre de 2013.
INDICE
INDICE.................................................................................................................................1
ANTECEDENTES...................................................................................................................2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA......................................................................................6
INTRODUCCIÓN...............................................................................................................9
JUSTIFICACIÓN..................................................................................................................11
MARCO TEÓRICO..............................................................................................................12
METODOLOGÍA.................................................................................................................24
BIBLIOGRAFIA....................................................................................................................26
ANEXO 1............................................................................................................................27
ANEXO 2............................................................................................................................28
1
ANTECEDENTES
RAAFAT ABBAS (2004). En su publicación menciona: “La pérdida de
circulación es la reducción o ausencia total de flujo de fluido por el
espacio anular comprendido entre la formación y la tubería de
revestimiento, o entre la tubería de revestimiento y la tubería de
producción, cuando se bombea fluido en sentido descendente por la
columna de perforación o la tubería de revestimiento”.
JOHN COOK (2012). En su publicación menciona: “Las pérdidas de todo
el lodo de perforación generan costos y riesgos significativos para los
perforadores de todo el mundo y amenazan con plantear desafíos
mayores en el futuro”.
HAITHAM JAROUJ (2004). En su artículo dice: “Las pérdidas extremas de
circulación producidas durante las operaciones de cementación ponen en
peligro al pozo. Para limitar el impacto potencial de la pérdida de
circulación, los ingenieros habitualmente reducen la densidad de la
lechada, limitan las caídas de presión por fricción durante el bombeo, o
realizan operaciones de cementación por etapas; sin embargo, estas
prácticas no siempre funcionan”.
MARCIAL LOPEZ (2011). En su publicación menciona: “Uno de los
problemas en los yacimientos depresionados es la pérdida de circulación,
esta es la invasión de un fluido (lodo de perforación o lechada de
cemento) hacia la formación”.
LUMMUS, JL (1996). En su publicación dice: “Se estima que el 50% de las
pérdidas de circulación en la perforación de pozos, podrían controlarse
utilizando buenas prácticas de operación y con el buen uso de los fluidos
de control”.
2
En la historia de la perforación alrededor del año 1900 en el estado de
Texas, mientras se perforaba un pozo petrolero en Spindletop, por un
extraño caso los trabajadores condujeron a una manada de ganado por un
foso lleno de agua lo cual provocó que se formara una mezcla barrosa,
viscosa de agua y arcilla que se bombeo dentro del pozo y se observó un
mejor proceso de perforación.
En 1833, un ingeniero francés llamado Flauvile observó que mientras se
realizaba la técnica de perforación con herramienta operada por cable esta
se topó con el agua, y se dio cuenta de que el agua que brotaba se podía
utilizar para sacar los detritos del pozo a superficie; y así surgió la idea de
bombear los fluidos en movimiento hacia el interior de un vástago de
perforación y dirigir los detritos a superficie a través del espacio existente
entre el vástago y la pared del pozo.
Con el paso del tiempo los fluidos aún son llamados lodos pero estos ya
no solo están compuestos de arcilla y agua si no que ya están hechos
para satisfacer las necesidades que se tenga en el pozo a perforar. Al
tener como elemento vital en un pozo al fluido surge la existencia de las
pérdidas de circulación de estos.
A medida que los pozos se vuelven más profundos, los fluidos de
perforación cobran mayor importancia; satisfacen distintas necesidades y
resuelven una infinidad de problemas que varían según el lugar. El uso de
los fluidos es muy importante en la etapa de perforación porque facilita
este trabajo; pero la problemática existe cuando se tiene una pérdida
parcial o total de estas la cual puede ser provocada por varios factores, ya
sea que los fluidos se introduzcan a la formación, tubería con daño entre
otros.
3
En el 2001, un documento publicado por James R. Bruton, Catalin D. Ivan
y Thomas J. Heinz durante las conferencias de SPE/IADC hablaron de los
casos de pérdida de circulación en los pozos, los cuales causaban una
pérdida de millones de dólares a la industria de la perforación, y trataban
de dar la solución más eficiente en ese entonces la cual consistía en
introducir materiales que causaran un efecto de impermeabilidad
previniendo que los fluidos de perforación se filtraran hacia la formación y
así evitar o al menos minimizar las pérdidas de dichos fluidos, este
material era conocido como CAPC (por sus siglas en Chemically
Activated Cross-linked Pills) que consiste en unas píldoras químicamente
activadas y diseñadas para detener la perdida de circulación del lodo
durante la perforación. Estas píldoras funcionaban bajo condiciones de
presión y temperatura y en formaciones no consolidadas. De estas
píldoras se tuvieron 3 diferentes generaciones dado que los avances en la
tecnología permitían desarrollar mejoras en la búsqueda de la prevención
contra las pérdidas de circulación.
Más adelante en el año 2011 un nuevo documento fue expuesto por Moji
Karimi, Scott Petrie, Erick Moellendick y Calvin Holt en la SPE/IADC
Middle East Drilling Technology Conference and Exhibition en el cual, se
hablaba del método de Enjarre del pozo el cual consiste en que el mismo
lodo que se circula durante la perforación crea un evento conocido como
enjarre, cuyo efecto es crear una pared entre el agujero y las paredes de
la formación, impidiendo así la filtración del lodo hacia la formación y que
fluidos de la formación se introduzcan en el agujero. Este método tiene
una gran eficacia al momento de la perforación pero se dan casos en que
el enjarre no logra concretarse a tiempo y en estos casos se tiene que
continuar con la perforación con una pérdida mínima de lodo hasta
conseguir que el enjarre se efectué a la profundidad programada. El
enjarre no solo impide la perdida de circulación sino también ayuda a darle
4
estabilidad al pozo, reduce el tiempo de demora en la perforación,
incrementa la eficiencia de limpieza al pozo, diminuciones del viaje de los
fluidos.
En el año 2013 se presentó un documento presentad por H.
Taufiqurrachman y E. Tanjung presentado en International Petroleum
Technology Conference en Beijing, China el cual habla sobre la
perforación en aguas profundas las cuales uno de los mayor problemas es
pérdida de circulación, el cual ocurre debido a que se busca perforar el
pozo al mismo tiempo que quiere generarse un enjarre con lodo de
perforación para evitar la intrusión de fluidos de la formación.
5
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Uno de los grandes problemas que se presentan en la Ingeniería de
Perforación de pozos son las pérdidas de circulación. Estas pueden
presentarse cuando se está perforando, al estar efectuando viajes, o al
bajar la tubería de revestimiento y durante las cementaciones.
Luego de tener una pérdida de circulación, el nivel del fluido en el espacio
anular puede bajar y estabilizarse hasta cierto nivel dependiendo de la
presión de la formación o llegar a perderse el fluido totalmente, esto se
traduce en tiempo, costos y en casos extremos, en la apertura de
ventanas y hasta la pérdida total del pozo.
Las pérdidas extremas de circulación producidas durante las operaciones
de cementación ponen en peligro al pozo. Para limitar el impacto potencial
de la pérdida de circulación, los ingenieros habitualmente reducen la
densidad de la lechada, limitan las caídas de presión por fricción durante
el bombeo, o realizan operaciones de cementación por etapas; sin
embargo, estas prácticas no siempre funcionan.
Las pérdidas de circulación incrementan el costo del fluido de perforación
y el costo total del pozo, así como el peligro de un descontrol. Esta ocurre
siempre que la presión ejercida por el fluido contra la formación excede la
resistencia de la misma. Las presiones excesivas son el resultado de la
alta densidad del fluido de perforación. La viscosidad alta y el esfuerzo de
gel pueden causar presiones excesivas en el agujero durante la
circulación, o al meter o sacar la tubería en el agujero.
La pérdida de circulación de fluido constituye un peligro conocido durante
las operaciones de perforación y cementación efectuadas en yacimientos
6
de alta permeabilidad, en zonas agotadas, y en formaciones débiles o
naturalmente fracturadas vugulares o cavernosas.
La circulación puede deteriorarse incluso cuando las densidades de los
fluidos se mantengan dentro de los márgenes de seguridad habituales;
gradiente menor que el gradiente de fracturamiento de la formación.
Detener las pérdidas de circulación antes de que estén fuera de control es
crucial para el logro de operaciones seguras y rentables desde el punto de
vista económico.
Este problema es uno de los más comunes y costosos que se presentan
durante las operaciones de perforación. La pérdida puede ser parcial o
total, es decir, se puede perder una pequeña fracción de fluido
generalmente manifestada por una disminución gradual del nivel del fluido
de perforación en los tanques o se puede perder el fluido de perforación
que se encuentra en el hoyo, al desplazarse en su totalidad hacia la
formación.
La magnitud del problema plantea la necesidad de conocer los aspectos
relacionados con las pérdidas de circulación, así como los procedimientos
para evitar dichas pérdidas.
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, además muchas veces se desconoce las
formaciones o condiciones que pueden generar una pérdida de circulación
en el pozo.
Si el pozo no permanece lleno de fluido, la altura vertical de la columna de
fluido se reduce y la presión ejercida sobre la formación expuesta
disminuye. En consecuencia, otra zona puede fluir dentro del pozo
mientras la zona de pérdida primaria está admitiendo fluido. En casos
7
extremos, puede producirse la pérdida del control del pozo, con
consecuencias catastróficas. La pérdida de fluido hacia una formación
representa un costo financiero.
Hay que enfatizar el hecho de que es un problema que puede ocurrir a
cualquier profundidad durante el transcurso de la perforación.
Este tipo de robo, conocido como pérdida de circulación, constituye un
problema común en los campos petroleros.
Por lo tanto existe énfasis en la siguiente pregunta de investigación:
¿Cómo evitar las pérdidas de circulación de fluidos dentro del pozo?
8
INTRODUCCIÓN.
9
OBJETIVOS.
Objetivo general:
Conocer los procedimientos para evitar la pérdida de circulación de
fluidos al estar perforando en zonas fracturadas, con fallas y zonas de
baja presión.
Objetivos específicos:
Describir las causas que generan la pérdida de circulación de fluidos.
Identificar las características de las formaciones que pueden causar
pérdida de circulación.
Conocer las acciones para prevenir y controlar las pérdidas de circulación.
Conocer los materiales obturantes, para solventar las pérdidas de
circulación de fluidos.
Evitar la pérdida de miles de millones de dólares durante la perforación.
10
JUSTIFICACIÓN.
La perforación de los pozos requiere diseños y fluidos que cumplan con
los aspectos de ingeniería, seguridad y costos, para lograrlo se requiere
perforar pozos con cero pérdidas de fluido de perforación; para ello se
diseñan baches que permitan obturar estas zonas problema y continuar
perforando, la cual necesita de materiales obturantes, incrementando el
gradiente de fractura de la zona de pérdida, para no tener que sacrificar
alguna tubería de revestimiento, y no sacrificar gasto al perforar ni tener
pérdidas en las cementaciones de las tuberías de revestimiento.
Conocer los métodos para evitar la pérdida de circulación de fluidos al
estar perforando mejorará el conocimiento del trabajador al mismo tiempo
de concientizarlo acerca de las causas y también conozca cuáles son los
obturantes utilizados durante las pérdidas de circulación en zonas con
fallas, zonas fracturadas y zonas de baja energía.
La pérdida de circulación puede ser costosa. El costo de materiales para
corregir la pérdida de circulación y del reemplazo del lodo puede resultar
pequeño cuando se compara con el lucro cesante del equipo de
perforación mientras se recupera la circulación y se remedian los posibles
efectos colaterales. Una efectiva prevención y corrección pueden
alcanzarse sólo con una buena comprensión de las causas de la pérdida
de circulación.
Se conocerá la metodología y procedimiento para evitar las pérdidas de
circulación, debido a que estas representan millones de dólares en
pérdidas.
11
MARCO TEÓRICO.
Definición.
Un fluido de control 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 formación litológica a
perforar.1
La pérdida de circulación o pérdida de retornos describe la pérdida total o
parcial del fluido en la formación como resultado de una excesiva caída
de presión hidrostática y anular. La pérdida de circulación se caracteriza
por una reducción en el volumen de los retornos de lodo del pozo en
comparación con el volumen bombeado pozo abajo (flujo saliente < flujo
entrante). Esto da por resultado una disminución de los volúmenes en los
tanques. La pérdida de circulación se puede detectar mediante un sensor
que registra la cantidad de flujo de retorno o mediante indicadores de
volumen en los tanques. Dependiendo de la magnitud del volumen de
pérdida de lodo, las operaciones de perforación pueden verse
considerablemente afectadas. Si el espacio anular del pozo no se
mantiene lleno incluso cuando ha cesado la circulación de fluido, la
presión hidrostática disminuirá hasta que la presión diferencial entre la
columna de lodo y la zona de pérdida sea igual a cero. Esto puede inducir
fluidos de la formación de otras zonas, controlados anteriormente por la
presión hidrostática del lodo, a fluir dentro del pozo, dando por resultado
12
una surgencia, reventón o reventón subterráneo. También puede causar el
derrumbe al interior del pozo de formaciones anteriormente estables.
El flujo de lodo hacia la formación implica menos lodo volviendo por la
línea de flote, que el bombeo al pozo. La reducción de flujo en el espacio
anular, por arriba de la pérdida, puede causar muchos problemas. Los
recortes se pueden acumular en la zona de baja velocidad y como
consecuencia originar un atrapamiento de sarta. La pérdida de lodo en la
formación puede también bajar el nivel de lodo en el anular, con la
consiguiente reducción de la presión hidrostática en el pozo.
La pérdida de circulación o pérdida de retorno está definida como la
invasión de los fluidos de perforación y/o lechadas de cemento hacia la
formación. El control y prevención de la pérdida de circulación de los
fluidos de perforación es un problema frecuentemente encontrado durante
la perforación de pozos de petróleo y gas.
La pérdida puede ser parcial o total, es decir, se puede perder una
pequeña fracción de fluido generalmente manifestada por una disminución
gradual del nivel del fluido de perforación en los tanques o se puede
perder el fluido de perforación que se encuentra en el hoyo, al desplazarse
en su totalidad hacia la formación. Otros problemas como: colapso del
hoyo, atascamiento de tubería, imposibilidad de controlar el hoyo, pérdida
de tiempo durante las operaciones de perforación, daño a formaciones
potencialmente productivas, arremetidas, reventones, derrumbe excesivo
de las formaciones y costos asociados son otros efectos que contribuyen a
hacer que el control y prevención de la pérdida de circulación sea
considerado uno de los problemas más importantes en la industria
petrolera y uno de los sucesos que más afecta la estabilidad del hoyo.
La magnitud del problema plantea la necesidad de iniciar investigaciones
que relacionen todos los aspectos considerados en la pérdida de
13
circulación, para así determinar soluciones efectivas y evitar las horas
improductivas durante las operaciones en el taladro.2
Causas que generan la pérdida de circulación.
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.
Para que se pierda lodo hacia la formación se necesitan dos factores:
1.- Los orificios en la formación deben ser tres veces más grandes que la
mayor de las partículas existentes en el lodo.
2.-La presión hidrostática deberá ser mayor a la presión de la formación.
Fracturas inducidas.-Son causadas por presión del hueco mayor que la
presión de fractura de la formación.
La formación se agrieta permitiendo perdidas de lodo.
Excesivo peso del lodo
Altas pérdidas de presión por fricción en el anular
Presión de surgencia en el hueco
Presión impuesto / atrapada
Presión de cierre
Baja presión de formación
Advertencia:
Zona de perdida pronosticada
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Excesivo peso de lodo
Baja resistencia a la fractura
Mala limpieza del hueco
Presión de surgencia
Indicaciones:
Puede comenzar con pérdidas espontaneas, posiblemente pérdida total de
retornos.
Perdida de volumen de las piscinas
Excesivo relleno del hueco
Si hay cierre, perdida repentina de presión
Primera acción (pérdida total):
Reducir la velocidad de la bomba a la mitad
Levantar la sarta del fondo, parar bombas
Contador de estroques en cero, llenar el anular con agua o lodo liviano
Registrar los estroques si o cuando se llene el anular
Monitorear si el pozo fluye
Acción preventiva:
Minimizar el peso de lodo/maximizar la remoción de sólidos
Controlar la rata de penetración
Minimizar la presión de surgencia en el hueco
Evitar presión impuesta/atrapada
Fracturas naturales/permeabilidad.-La presión del hueco es mayor que la
presión de formación. Se pierde el lodo en las fracturas naturales y/o
formaciones de alta permeabilidad.
Advertencia:
Zona de perdidas pronosticada
15
Indicaciones:
Puede comenzar con pérdidas espontaneas, posible pérdidas totales
Primera accion (pérdida total):
Reducir la velocidad de la bomba a la mitad
Levantar la sarta del fondo, parar la circulación
Contador de estroques en cero, llenar el anular con agua o lodo liviano
Registrar los estroques si o cuando el anular se llene
Monitorear si el pozo fluye
Perdidas de estáticas durante conexiones /registros
Perdida del volumen en las piscinas
Perdida de circulación puede ocurrir a cualquier hora durante cualquier
operación en hueco abierto.
Formación sin consolidar
Fisuras /fracturas
Frontera de fallas sin sellar
Formaciones cavernosas / yugulares
Las formaciones que se caracterizan por tener orificios grandes como para
permitir pérdida de circulación son:
*Formaciones no consolidadas o sumamente permeables.
En la sección de lutita, esta reducción en la presión hidrostática puede
inducir a que las arcillas flojas se desmoronen haciendo que la
herramienta quede atrapada. El pozo puede fluir si la presión hidrostática
es menor a la presión de formación cuando la formación es permeable.
Esto presenta una situación sumamente peligrosa, de pérdida de
circulación en un pozo con flujo. Sí este flujo se canaliza hacia la zona de
pérdidas, la situación se convierte en un reventón subterráneo. Un
16
reventón subterráneo de agua a una arena acuífera es peligroso, pero
peor sería gas o H2S.
El peligro se multiplica si hay sólo una tubería de revestimiento instalada a
poca profundidad. El flujo puede migrar hacia la superficie por alrededor
de la tubería de revestimiento creando un cráter en la superficie, pudiendo
provocar volcadura del equipo.
Características de las formaciones que pueden causar pérdida de circulación.
Los tipos de formaciones o condiciones en el subsuelo que pueden
ocasionar o son susceptibles de generar una pérdida de circulación en el
pozo se clasifican en cuatro categorías:
Fracturas naturales o intrínsecas: son aquellas creadas por los esfuerzos
tectónicos, y los diferentes eventos geológicos ocurridos en una
determinada zona. Se manifiestan por una discontinuidad que rompe los
estratos de las rocas en bloques por medio de grietas o fisuras que
pueden permitir el paso de los fluidos que se encuentran en el pozo solo si
existe suficiente presión en el hoyo capaz de exceder la de los fluidos de
la formación y además el espacio creado por la fractura es tan grande
como para permitir la entrada de los fluidos con esta presión.
Fracturas creadas o inducidas: son aquellas producidas durante las
operaciones de perforación con el fin de estimular la formación para
mejorar la producción (fracturamiento hidráulico y acidificación).
Adicionalmente, muchas fracturas han sido creadas al tratar de mantener
el peso de la columna hidrostática en el hoyo por lo que esta operación
también puede crear fracturas en la formación si se excede la densidad
necesaria para mantener las paredes del hoyo. Las fracturas inducidas o 17
creadas se distinguen de las fracturas naturales principalmente por el
hecho de que la pérdida del fluido de perforación hacia fracturas inducidas
requieren la imposición de presión de una magnitud suficiente para romper
o abrir una parte de la formación.
Fracturas cavernosas: las fracturas creadas en zonas cavernosas están
generalmente relacionadas con formaciones volcánicas o de carbonatos
(caliza y dolomita). Cuando estas formaciones fisuradas son perforadas, la
columna de fluido de perforación puede caer libremente a través de la
zona vacía creada por la fractura y producir rápidamente la pérdida del
fluido de perforación. Las formaciones cavernosas se diferencian de las
fracturas naturales e inducidas en que las cavernas son probablemente el
resultado de un fenómeno de disolución de la roca, es decir pueden
aparecer durante el enfriamiento del magma o ceniza volcánica.
Pérdidas en formaciones altamente permeables o poco consolidadas:
pueden tener una permeabilidad suficientemente alta para que el fluido de
perforación invada la matriz de la formación, y generar así la pérdida de
circulación de los fluidos del pozo. La alta permeabilidad también se
encuentra frecuentemente en las arenas, grava, y formaciones que fueron
arrecifes o bancos de ostras.3
En general para que ocurra la pérdida de fluido hacia las formaciones
permeables es necesario que los espacios intergranulares tengan
suficiente tamaño para permitir la entrada del fluido de perforación, y como
en el caso de las fracturas naturales y cavernosas, es necesario que
exista una presión hidrostática que exceda la presión de la formación. Solo
así podrá ocurrir la invasión (Anexo Fig. 1).
18
Adicionalmente, un estudio de las posibles anomalías en el hoyo indica
que existen otras condiciones que pueden ocasionar fracturas en la
formación y ocasionar pérdida de fluido. Ellas son:
Paredes de Hoyo Homogéneas e Impermeables: cuando estas
condiciones están presentes en un hoyo la presión interna de los fluidos
excede la fuerza de tensión de la roca mientras que la formación genera
una contrapresión sobre la columna hidrostática para prevenir la falla por
tensión.
Irregularidades del Pozo: las irregularidades del pozo que pueden causar
fracturas son las ranuras y ensanchamientos con formas elípticas. La
presión puede tender a fracturar la formación en estas zonas de
irregularidades. Para ello la presión del fluido de perforación debe exceder
la fuerza de la roca más la presión de sobrecarga.
Sistema Hidráulico Cerrado: cuando un pozo se cierra cualquier presión
en superficie no solo incrementa la presión en el fondo del hoyo sino que
también se incrementa la presión en las paredes de la formación, lo que
ocasiona que toda o parte de ella se encuentre en un estado de tensión.
En general, se puede decir que una o varias de estas condiciones pueden
estar presentes en un pozo, por ello cuando la presión alcanza
magnitudes críticas, se puede esperar que ocurran fracturas inducidas y
pérdidas de circulación en las zonas más frágiles.3
Grados de pérdida de circulación.
Filtración
Se les llama filtración cuando las pérdidas de circulación son inferiores a
1.5 m3/h (10 bbl/h)
19
Pérdidas de retorno parciales
Estas son pérdidas de circulación que implican pérdidas de más de 10
bbl/h, pero algo de fluido retorna a la superficie, pero algo de fluido retorna
a la superficie.
Perdidas de circulación total
Es este tipo de pérdida de circulación no sale ningún fluido del espacio
anular. Este caso es extremadamente severo, el pozo quizás no retenga
una columna de fluido aunque se detengan las bombas de fluido.
Si el pozo no permanece lleno de fluido, la altura vertical de la columna de
fluido se reduce y la presión ejercida sobre la formación expuesta
disminuye. En consecuencia, otra zona puede fluir dentro del pozo
mientras la zona de pérdida primaria está admitiendo fluido. En casos
extremos, puede producir la pérdida del control del pozo, con
consecuencias catastróficas. Aun en situaciones menos severas de
filtración y perdidas parciales, la perdida de fluido hacia una formación
representa un costo financiero que debe abordar el operador. El impacto
de la perdida de circulación está directamente relacionado con el costo del
equipo de perforación, el fluido de perforación y la velocidad de perdida en
función del tiempo. Por otra parte, los elevados costos diarios asociados
con el equipo de perforación en aguas profundas y en otras áreas
operativas de frontera, hacen que todo tiempo invertido para mitigar
problemas de pérdidas de circulación sea extremadamente costoso.4
(Ver Anexo, tabla 1.)
Acciones para prevenir y controlar la pérdida de circulación.
20
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 si esta 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 aún 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 en agua.
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 de la 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.
Pérdida gradual o parcial
21
Procedimiento:
•Minimizar la tasa de penetración (ROP)
•Reducir el caudal
•Bajar la densidad o peso del lodo
•Sacar la tubería hasta ubicar la mecha dentro del revestidor
•Preparar y bombear píldoras, con material de pérdidas (LCM)
Pérdida total
Procedimiento:
•Preparar y bombear píldoras a base de gas oil y bentonita (DOB) o a base de gas oil, bentonita y cemento (DOBC) según el tipo de formación Considerar la posibilidad de:
•Forzar cemento
•Correr una tubería ranurada expandible o revestidor alternativo de hoyo (ABL)
Formación inconsolidada
Procedimiento:
•Preparar y bombear píldoras con material de pérdida (LCM)
•Sacar tubería hasta la zapata y esperar de 6 a 8 horas
•Reiniciar circulación a caudal mínimo
•Observar
Fracturas naturales
Procedimiento:
•Tratar el sistema con material LCM si la pérdida es gradual
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•Preparar y bombear píldoras con material LCM si la situación se agrava
•Preparar, bombear y forzar píldoras de alta filtración en caso de pérdida total
•En todos los casos se debe sacar hasta la zapata y observar el pozo durante un período determinado.
Formaciones cavernosas
Procedimiento:
•Preparar, bombear y forzar tapones blandos a base de gas oil-bentonita (DOB) o gas oil-bentonita y cemento (DOBC)
•Bombear y forzar cemento, tomando en cuenta la densidad requerida en caso de ser necesario
• Tratar de perforar sin retorno hasta correr revestidor.
Fracturas inducidas
Procedimiento:
•Disminuir la E.C.D
•Reducir la densidad del lodo en 0.2 a 0.3 lbs/gal
•Evitar el embolamiento de la mecha
•Seleccionar con la mayor exactitud los puntos de asentamiento de los revestidores.
Medidas preventivas:
•Considerar las zonas de pérdida en los programas de perforación
•Perforar con el mínimo sobrebalance
•Mantener la reología del lodo en valores adecuados
•Optimizar los parámetros hidráulicos
•Controlar la ROP
•Reiniciar circulación con baja presión de bomba
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•Pretratar el sistema con material LCM en caso de atravesar zonas ladronas
Materiales obturantes, para evitar las pérdidas de circulación de fluidos.
Fibrosos:
•Caña de azúcar
•Semilla de algodón
•Fibras orgánicas
•Madera fragmentada
•Fibras vegetales
•Papel cortado
•Mazorca de maíz
•Fibra de madera
Granulares:
•Cascaras de nuez
•Carbonato de calcio
•Sal
•Goma granulada
•Mármol molido
•Perlita expandida
•Gilsonita
Laminados:
•Mica
•Celofán
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•Plástico
•Madera
•Papel5
METODOLOGÍA
Para elaborar el proyecto se empleará el Método de Investigación
Cualitativa.
Se recolectará información para conocer las técnicas para evitar
las pérdidas de circulación de fluidos, así también las causas que generan
las pérdidas de circulación, seguido de las zonas que generan dichas
pérdidas.
Utilizando diferentes técnicas de investigación entre las que se
encuentra la revisión de documentación de pérdidas de fluidos. Revisión
de literatura técnica relacionada a causas de pérdidas de fluidos. Se usará
la herramienta de internet para buscar artículos referentes a pérdidas de
circulación.
Además se consultará a expertos que conozcan sobre el tema de pérdidas
de circulación de fluidos mediante una guía de preguntas enroladas con
los objetivos específicos de la investigación.
Se ordenará la información encontrada y se utilizará la necesaria para
describir las causas que generan la pérdida de circulación de fluidos,
describir los materiales obturantes para evitar las pérdidas de circulación
de fluidos, identificar las características de las formaciones que pueden
25
causar pérdida de circulación, conocer las acciones para prevenir las
pérdidas de circulación.
Se pretende lograr evitar la pérdida de miles de millones de dólares
durante la perforación al lograr informar al trabajador del área de
perforación, recolectando la información relacionada con los objetivos del
proyecto, usando los medios antes descritos.
26
BIBLIOGRAFIAPérdidas de circulación.
1.-Fluidos de control. Disponible en: http://www.cedip.edu.mx/tomos/tomo03.pdf Consultado el día: 8 de Noviembre de 2013.
2.-Pérdidas de circulación de lodo. Disponible en:
http://geologyanddrillingproblems.wikispaces.com/Perdidas+de+circulacion
+del+lodo. Consultado el día: 8 de Noviembre de 2013.
3.-Dosificación del fluido de perforación al atravesar zonas arcillosas.
Disponible en:
http://repositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/5744/1/26801_1.pdf
Consultado el día: 8 de Noviembre de 2013.
4.-Una red de seguridad para controlar las pérdidas de circulación.
Disponible en:
http://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/spanish04/
spr04/p20_29.pdf Consultado el día: 15 de Noviembre de 2013.
5.-Pérdidas de circulación. Disponible en:
http://seminarioluzpetroleo.files.wordpress.com/2012/06/pc3a9rdidas-de-
circulacic3b3n.pdf. Consultado el día: 24 de Noviembre de 2013.
27
ANEXO 1
FIGURA 1.-Pérdidas de circulación de fluidos.
28
ANEXO 2
Tipo de pérdida Severidad de la pérdida
Filtración Menos de 1.5 m³/h [10 bbl/h]
Pérdidas de retorno parciales Más de 10 bbl/h, pero con cierto
retorno de fluidos
Pérdida de circulación total No retorna ningún fluido del espacio
anular
Tabla 1.- Grados de pérdidas de fluidos.
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ANEXO 3
Guía de preguntas
1.- ¿En su experiencia cuáles son las causas más frecuentes de las pérdidas de circulación?
2.- ¿Qué materiales se utilizan para obturar una zona
que admite?
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3.- ¿Qué nos recomendaría para elegir el mejor fluido
para obturar una formación que admite fluido?
4.-En su experiencia, ¿Qué nuevas tecnologías se
aplican en campo para obturar una formación que admite
fluido?
31
32