La velocidad de rotación es la velocidad a
la cual la mesa rotatoria hace girar la sarta
de perforación y ésta a su vez a la barre-
na. La velocidad de rotación se expresa comúnmente en revoluciones por minuto.
El efecto de la velocidad de rotación sobre la velocidad de penetración no está tan bien definido
como el efecto del peso sobre
barrena. No obstante, el ritmo de
perforación se incrementa a medida que la velocidad de rotación
se incrementa (figura 73).
Nótese en la figura 73 que en formaciones suaves la velocidad de
penetración es directamente proporcional a la velocidad de rotación; es decir, existe una relación
lineal entre ambas. En formacio-
nes duras, la relación entre la ve-
locidad de penetración y la velo-
cidad de rotación de la barrena
está mejor definida por una rela-
ción de tipo exponencial.
Por este motivo, cuando se perfo-
ran formaciones duras no deberán
emplearse altas velocidades de rotación (superiores a 150 rpm), aun cuando se trate de formaciones
medias; ya que la velocidad de penetración tiende
a reducirse rápidamente a valores elevados de velocidad de rotación.
domingo, 11 de enero de 2015
sábado, 10 de enero de 2015
Peso sobre barrena
El efecto del peso sobre la velocidad de pe-
netración está muy bien entendido y demos-
trado. Pruebas de laboratorio y de campo
han demostrado que la velocidad varia en
proporción directa con el peso sobre barre-
na; siempre y cuando se tenga una limpieza
eficiente de la barrena, del fondo del pozo y
todos los demás factores se mantengan
constantes (figura 72).
viernes, 9 de enero de 2015
Hidráulica de Perforación - III
C) Barrenas
Tipo de barrena
En el proceso de la perforación de pozos pe-
troleros, la selección adecuada del tipo de la
barrena es un factor tan importante como cual-
quier otro. La selección de la barrena deberá
estar basada en varios factores tales como el
tipo y características de la formación, fluido
de perforación, condiciones de operación,
entre otros. Además, deberá fundamentarse
en el análisis de registros de corridas de barrenas en pozos vecinos o agujeros similares,
predicción de la litología, etcétera.
D) Factores Mecánicos
Teóricamente, de todos los factores discutidos,
el peso sobre barrena y la velocidad de rota-
ción son los factores que se pueden alterar o
modificar más fácilmente, por lo que algunas
veces son considerados entre los más impor-
tantes en la perforación de cualquier tipo de
formación.
Prácticamente en todas las áreas, la veloci-
dad de penetración está gobernada por el
peso sobre barrena y/o la ve-
locidad de rotación. Por su-
puesto que existen limitaciones en la aplicación de cualquiera de estos dos factores
y están principalmente relacionadas con la capacidad del
equipo, potencia hidráulica
disponible, consideraciones
de desviación del agujero, falla de la barrena, falla estruc-
tural de la sarta de perforación, etcétera.
El efecto del peso sobre la barrena y la velocidad de rotación han sido ampliamente
estudiados en el laboratorioy
comprobados mediante pruebas de campo (pruebas de
perforabil¡dad); pero aún existen dudas
acerca de cómo estos dos parámetros
puede ser optimizados. Esto se debe
principalmente a su efecto sobre el des-
gaste de la barrena y a lo complejo del
proceso mismo de perforación.
domingo, 4 de enero de 2015
Hidráulica de Perforación - II
Obsérvese, en la figura 71 la curvatura de
las líneas que indican una limpieza deficiente y tendencias de embolamiento de la barrena, lo cual llega a ser más severo conforme el peso sobre barrena se incrementa.
Obviamente, esto indica un problema de
limpieza del fondo del agujero.
Datos de campo en formaciones suaves
y medias parecen indicar que el ritmo de
penetración se incrementa cuando la potencia hidráulica en la barrena se
incrementa, aun cuando existe controversia sobre si estos aumentos correlacionan
mejor con la fuerza de impacto hidráulico.
Es decir, la velocidad de penetración
es una función de la potencia hidráulica
en la barrena:
Parece que en formaciones duras el incremento
en la velocidad del fluido a través de las toberas
mejora la velocidad de penetración debido a que
minimiza el remolido de los recortes:
sábado, 3 de enero de 2015
Hidráulica de Perforación - I
Uno de los aspectos más estudiados sobre los factores que afectan a la eficiencia de la perforación ha
sido el efecto de la hidráulica de perforación.
No obstante la gran cantidad de estudios e investigaciones realizadas, aún existe una gran falta de entendimiento de los fundamentos; a la fecha existe
aún desacuerdo entre los llamados expertos.
Posiblemente, en lo que a perforación se refiere, la razón de la existencia de este desacuerdo se deba
a que no existe una respuesta universa Imente aceptada a las siguientes preguntas:
¿Qué cantidad de limpieza del fondo del agujero se requiere para una
formación y área determinada?
¿Cuál es el método de diseño hidráulico que permitirá incrementar
la limpieza de la barrena y del fondo del agujero?
¿Qué parámetro emplear para representar un cierto nivel de limpieza?
Es pertinente aclarar que el fluido
de perforación, independientemente de la velocidad de éste a través
de las toberas de la barrena, no
destruye la roca consolidada
significativamente en ningún grado.
Por lo tanto, en lo que a "hacer agujero" se refiere, la
función de la hidráulica y fluido de perforación es
únicamente eliminarlos recortes del fondo del pozo
y del agujero.
La remoción instantánea de los recortes debajo de
la barrena es prácticamente imposible; sin embargo, la utilización apropiada de la energía hidráulica
disponible puede minimizar la permanencia de los
recortes en el fondo y evitar sean remolidos por la
barrena y de esta forma incrementar la velocidad
de penetración. Por lo tanto, se puede establecer
que la aplicación de la hidráulica no tiene como función perforar el agujero, sino acelerar la remoción
de los recortes.
Generalmente se ha aceptado el hecho de que se
requiere de un gasto de flujo suficiente para limpiar
la barrena y que la velocidad del fluido a través de
las toberas sea la necesaria a fin de liberar los recortes debajo de la barrena, que son retenidos contra el
fondo del pozo por efectos de la presión diferencial.
Por otra parte, se ha establecido que la velocidad
del fluido debajo de la barrena tiene un mayor efec
to sobre la velocidad de penetración que el
gasto de flujo.
En muchas formaciones suaves y medias
es difícil determinar el límite de limpieza
delfondo necesaria para obtener una mayor velocidad de penetración. En muchos
casos, la velocidad de penetración es tan
alta que parece que el agujero está siendo excavado por la acción del fluido y la
hidráulica. La figura 69 y 70 ¡lustran el
efecto de la hidráulica sobre la velocidad
de penetración para diferentes pesos sobre barrena.
En el caso real, se ha establecido que la velocidad de penetración es directamente proporcional al peso sobre barrena aplicado,
siempre y cuando se tenga una limpieza perfecta del fondo del pozo; situación que no
se cumple en la mayoría de los casos.
viernes, 2 de enero de 2015
Pérdida de filtrado - III
El efecto del contenido de aceite en el fluido sobre la vebcidad de penetración se muestra en las figuras 67 y 68.
Se expresa matemáticamente por la siguiente relación
empírica:
martes, 30 de diciembre de 2014
Pérdida de filtrado - II
Paradoja del control del fluido: Se desea una pérdida inicial de filtrado baja para minimizar el daño
a la formación y mejorar la estabilidad del agujero. Pero es deseable una pérdida inicial de filtrado
elevada para efectos de incrementar la velocidad
de penetración
El efecto de la pérdida de filtrado sobre la velocidad
de penetración puede ser empíricamente expresado
por:
Observaciones de campo indican
que la adición de aceite, en fluidos
base agua, tiende generalmente a incrementar la velocidad de penetración en casi todo tipo de formaciones, especialmente en formaciones
con alto contenido de arcillas, en
donde la hidratación de la lutita representa un serio problema para la
estabilidad del agujero y
embolamiento de la barrena.
En términos generales, el efecto del contenido de aceite es
más notable en formaciones
suaves, mientras que en formaciones duras el efecto es
más reducido.
Las razones por
las cuales el contenido de aceite en el fluido incrementa la velocidad de penetración, se
cree que son:
Las características de lubricación del aceite reducen la tendencia de embolamiento, evitando que los recortes se adhieran a la estructura de corte de la barrena (dientes, insertos, etcétera.).
La misma lubricidad del aceite promueve la aplicación de un mayor peso sobre barrena en el fondo,
para un peso sobre barrena aplicado en la superficie. Esto resulta debido a la disminución de la fricción entre la sarta de perforación y las paredes del
agujero.
Sin embargo, cuando el contenido de aceite se
incrementa más allá de un 20% en volumen, su efecto
sobre la vebcidad de penetración se invierte reduciendo
esta última. Posiblemente esto sea el resultado de un incremento en la viscosidad del fluido o bien por un bloqueo por emulsión de los poros de la formación.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)