Rata de bombeo y eficiencia - Calculo del retorno

 Ahora que nosotros conocemos el volumen de lodo desplazado por cada golpe de la bomba, si nosotros conocemos el volumen del hueco, podemos calcular, cuantos golpes de bomba son requeridos para mover el lodo de todo el sistema. De la misma manera, si conocemos la velocidad de la bomba, podremos determinar cuanto tiempo tomara esto.

La cantidad de tiempo que toma al fluido de perforación o lodo para ser circulado desde superficie a fondo del hueco y regresar a la superficie es conocida como el tiempo total de circulación. Este tiempo puede ser dividido en dos eventos, tiempo de bajada (superficie a la broca) y el tiempo de retorno (broca a superficie).

Tiempo total de circulación = tiempo de bajada + tiempo de retorno

Esta información beneficia varias aplicaciones importantes:

Retorno de muestras 

Conociendo cuanto tiempo tomara al lodo ser bombeado desde el fondo del hueco a la superficie (tiempo de retorno) podemos determinar cuando una muestra especifica llegara a superficie, o similarmente determinar la profundidad exacta a la que una muestra especifica corresponde. Esta es la principal herramienta de la interpretación litológica desde los cortes y el gas tomado en superficie puede ser correlacionado directamente con una profundidad dada y confirmado por cualquier cambio en la rata de penetración, o torque cuando este intervalo de profundidad fue perforado.

Estos retornos en las muestras siempre deben estar basados en los golpes requeridos en lugar del tiempo, ya que la velocidad de bombeo puede cambiar. Si la velocidad del bombeo se incrementa, obviamente el tiempo también disminuirá.

Washouts 

Si el tiempo de retorno observado es más grande que el calculado (este tiempo puede ser determinado por chequeos del retorno o por la correspondencia del gas con los cambios litológicos que están indicados por cambios en el ROP a una determinada profundidad), entonces puede deducirse que el tamaño es mayor que el actual tamaño de la broca, Tal agrandamiento del hueco típicamente pudo ocurrir posterior al sentamiento de los revestimientos o a formación inconsolidadas de pueden ser fácilmente erodadas por la acción del movimiento de la tubería o por la circulación del lodo.

Píldoras Spotting 

Conociendo la salida de las bombas y el volumen de las secciones de sarta y anular el perforador puede determinar exactamente el numero de golpes que son necesarios para colocar estas píldoras de fluidos especiales en la posición precisa del hueco.

Trabajos de cementación, 

primero, conociendo la ocurrencia de los agrandamientos o “washouts” y el perfil global del hueco, el cual se puede determinar en forma precisa de los registros de calliper del hueco el cual puede calcular el volumen de cemento requerido para llenar el anular entre el revestimiento y hueco abierto. Cuando este volumen de cemento ha sido bombeado dentro del fondo del revestimiento se necesita conocer con precisión el numero de golpes requeridos para desplazar este cemento.

Control de pozo 

Conociendo en forma precisa el peso para matar y los cambios relativos en la presión es una parte critica un margen de seguridad para controlar las arremetidas. Necesitamos conocer exactamente el numero de golpes de bomba que se necesitan para que el lodo de matar el pozo alcance la broca, la zapata del revestimiento y la superficie.

golpes de bajada = Capacidad de la sarta / Salida de la bomba (por golpe)

golpes de retorno = Volumen anular / salida de la bomba (por golpe)

Estos golpes pueden expresarse en términos de tiempo requerido en comparación con la velocidad de bombeo de las bombas: 

Tiempo de bajada = Golpes bajando / velocidad de la bomba SPM

Tiempo de retorno = golpes de retorno / velocidad de la bomba

La primera fase en estos cálculos es determinar cuantas secciones de tubería y anulares hay: - En el siguiente ejemplo de perfil de pozo, podemos ver que hay 3 secciones anulares separadas ( asumiendo que la tubería de perforación y la tubería pesada tienen el mismo diámetro externo) y 3 secciones de tubería.

Golpes de retorno = Volumen anular total / eficiencia de la bomba

golpes de bajada = Capacidad total de la tubería / eficiencia de la bomba

El calculo de estos volúmenes esta basado en una geometría muy simple, Ej. Calculo de volumen de cilindros:-

• Capacidad de la tubería es el volumen de un cilindro determinado por la longitud de la sección por el diámetro interno de la sección de tubería de perforación.
• El volumen anular es la diferencia en el volumen entre los dos cilindros. El tamaño del cilindro más grande es definido por la longitud y el diámetro interno de cada sección de tubería o revestimiento. El tamaño del cilindro más pequeño esta definido por la longitud del diámetro externo de la tubería.

Las mismas formulas pueden ser usadas para el caculo de la capacidad de la tubería, pero aquí:-

OD puede representar el diámetro interno de la tubería

ID podría ser igual a cero 0.

Chequeos de retorno

El retorno puede ser verificado o chequeado agregando un trazador al lodo, cuando una conexión de tubería es realizada. El numero exacto de golpes (golpes de bajada mas retorno) para que el trazador retorne a superficie, es conocido, entonces podemos contar como circulación precedida.

Si el trazador arriba después del numero de golpes ha pasado, que hay un agrandamiento en el hueco, debido a los “washout” o debido a medidas grandes.

Conversiones Estándar

Pueden utilizarse trazadores como la gasolina, el chequeo del retorno requiere de la identificación de las respuestas de gas cuando retorna a superficie, o pueden ser trazadores visuales como arroz, pinturas o tintes, cintas, etc., antes de colocarse alguno de estos trazadores que van a enviarse al hueco dentro de la tubería debe confirmarse con el operador.