Pesca – Vibración Torsional Parte 2

Las vibraciones torsionales frecuentemente están presentes en algún grado, pero aún más en
los siguientes casos:
• Zonas donde es dura la perforación.
• Litologías duras y abrasivas.
• Pozos de ángulo alto o desviados.
Entre los factores que contribuyen están:
• Tipo de broca – las brocas PDC generan altos niveles de fricción para que se inicie la fase “stick”.
• Angulo de hueco – Las oscilaciones son más pronunciadas en pozos con alto ángulo.
• Peso y estabilidad del BHA – Controla el modo torsional de la sarta.
• Lubricidad del lodo – Mayor lubricidad reducirá la fricción, más difícil de “stick” redunda en más fácil de “slip”.
Una vez que se ha identificado que existe vibración torsional a través de análisis torsional en alta frecuencia, o por medio de herramientas de fondo, se aplican algunas de las siguientes acciones remediales :
• Incrementar rata de perforación, sea en superficie o en fondo (motor o turbina), hasta que se erradique la situación.
• Reducir el WOB.
Existe una velocidad crítica de rotación, en la broca, por encima de la cual la vibración torsional es mínima. Cuando se perfora con brocas PDC, esta velocidad crítica está en el rango de 150 a 220 RPM. Una velocidad muy difícil de alcanzar sin el uso de motores o turbinas de fondo.

Se recomienda intentar reducir la amplitud y la frecuencia de las oscilaciones torsionales en el “stick-slip”, primero incrementando las RPM ya que la reducción del WOB implicaría una disminución en la ROP. Ambos métodos han mostrado ser igualmente efectivos, y puede ser
necesario ajustar ambos parámetros en una situación grave.

Pesca – Vibración Torsional Parte 1

La vibración torsional ocurre cuando se disminuye o se detiene la rotación en el fondo a causa de que la fricción de resistencia supera el torque aplicado.

El efecto principal, según puede verse en superficie, es una variación opuesta de las lecturas del torque y la rotación; en otras palabras, alto torque = baja rotación, bajo Torque = alta rotación. El significado de esta interrelación es el alternamiento de aceleración y deceleración del BHA y de la broca, con el torcimiento de la sección más flexible de la tubería de perforación.

La forma más severa de esta clase de vibración produce un efecto de “stick slip” en el BHA y en la broca. Esto significa que la broca se

detiene completamente hasta que la fuerza de torsión suministrada en superficie se acumula en la sarta de perforación supera la resistencia y la fricción y puede hacer que giren la broca y el BHA. La broca gira entonces a una velocidad muy superior a la que puede verse en superficie antes de volver a girar a la velocidad normal a medida que se disipa la energía acumulada en la sarta.

Es inevitable que haya algún grado de vibración torsional cuando la sarta comienza a rotar. Cuando se está bajando el ensamblaje al fondo

El sistema de rotación, sea por Kelly o por Top Drive, genera una onda torsional que se propaga hasta la broca. Dependiendo del tiempo en que la broca toma en llegar a fondo, la distorsión torsional se reflejará desde la broca hacia arriba, la cual está siendo sometida a una

aceleración estable. Estos reflejos de la distorsión torsional crean pulsos de torque a lo largo de toda la sarta. Una vez la broca hace contacto con el fondo, la velocidad rotacional de la sarta disminuye y entonces un pulso de torque mucho más severo viaja hasta superficie, donde se puede ver un descenso en las RPM.

• Entre los problemas se destacan los siguientes:

• Daño o falla por fatiga de los elementos de corte de la broca debido a la carga variable sobre los cortadores y a las RPM variables.

• Rata de penetración reducida.

• Fatiga en las conexiones y falla prematura en la sarta, en el BHA y en las herramientas de fondo.

• Escapes y falla por cizallamiento en la tubería.

• Viajes de pesca y el reemplazo de partes de la sarta.

• Este efecto se genera fácilmente con brocas PDC, debido a que no tienen partes móviles (conos ni rodamientos)

• Incremento en los costos!.

Pesca – Vibraciones en la sarta de Perforación

Está ampliamente aceptado que las vibraciones de la sarta de perforación en el pozo pueden ocasionar desgaste prematuro y hasta fallas en la tubería y en la broca. Recientemente este concepto ha sido extendido para que abarque la relación entre ciertos tipos de vibración y ciertos tipos específicos de falla en equipo de fondo.

La detección de la vibración ha demostrado que esta está siempre presente hasta cierto punto, pero puede ser especialmente dañina en situaciones difíciles de perforación (formaciones duras , pozos con cambio severo de ángulo) y esta es una de las causas principales de falla en la broca y la sarta de perforación.

Se reconocen tres tipos principales de vibración en la sarta de perforación:

• Vibración Torsional Rotación variable en la tubería, torque y RPM.
• Vibración Axial Hacia arriba y hacia abajo, rebotes de la broca.
• Vibración Lateral Rotación descentrada, vibración lado a lado.

Pesca – Equipo de pesca. - Juntas de seguridad (Safety Joints) y Bumper Subs

Las juntas de seguridad son juntas con rosca de paso ancho que se instalan en algún punto predeterminado en un ensamblaje de pesca (generalmente directamente encima de la herramienta de pesca ) En el caso que un pescado no se pueda sacar y que la herramienta de pesca quede sujeta a él , la junta de seguridad puede ser soltada fácilmente al rotar la sarta en sentido antihorario. Hay que recordar que ahora el pescado incluye el pescado anterior más la herramienta de pesca y la junta de seguridad.

Los Bumper Subs son juntas de expansión encima del ensamblaje de pesca. Si el pescado está pegado, el bumper-sub transmite un golpe seco hacia arriba o hacia abajo para soltar la herramienta de pesca y el pescado. También se puede usar cuando se perfora en formaciones

con posibilidad de derrumbe o pega con el fin de poder liberar la sarta en caso de necesidad.

Pesca – Equipo de pesca. - Martillos (Jars) y Aceleradores

De igual forma que cuando se está perforando, los martillos de pesca se usan para proporcionar golpes fuertes contra la tubería pegada u otro pescado sujeto a un overshot con el fin de liberarlo. En un ensamblaje de pesca, el martillo va directamente sobre la herramienta de pesca.

El martillo acelerador puede ubicarse encima del martillo en una sarta de pega para intensificar el golpe. El movimiento hacia arriba comprime una carga o fluido o gas y cuando se mueve el martillo la expansión del fluido o gas en el acelerador amplifica el efecto del golpe.

Pesca – Equipo de pesca. - Indicador de punto libre (Free-Point Indicator)

Si la sarta se pega cuando se está sacando tubería, el punto libre ( la cantidad de tubería encima del punto de la pega) se determina con el indicador de punto libre.
El indicador de punto libre se baja al pozo con el cable de registros. Cuando se gira y se tensiona la sarta, los campos electromagnéticos de la tubería libre y la tubería pegada , que son diferentes son registrados por el indicador con un dispositivo en la superficie.

Por medio del back-off ( desenrosque de la tubería), se puede sacar la parte de la sarta que esté libre. La parte que esté pegada, el pescado, que ha quedado en el hueco puede ser lavada o recuperada usando alguna de las varias herramientas de pesca.

Pesca – Equipo de pesca. - Washover Pipe

El Washover pipe es un tubo de diámetro amplio que tiene por objeto ser rotado alrededor de la tubería pegada. El Washover pipe limpia el anular de cortes y de sólidos del lodo con el fin de liberar la tubería pegada antes de la pesca.