domingo, 11 de enero de 2015

Velocidad de rotación

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.

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.