Pesca – Vibración Axial Parte 3

Entre los factores que contribuyen están :
• Dureza de la litología.
• Tipo de broca (si es tricónica o PDC).
• Angulo de hueco – En los pozos desviados la sarta amortigua la vibración axial.
• Longitud del BHA.
• Viscosidad del Fluido.
Las vibraciones axiales se pueden reconocer por lo siguiente:
• WOB Errático, la amplitud se incrementa con la severidad de la vibración.
• Vibración y sacudimiento en superficie.(obvio)
• Durante los rebotes de la broca, variaciones en la presión cuando la broca gana y pierde contacto con el fondo.
Una vez identificado el problema, la acción correctiva puede ser:
• Bajar lenta y pausadamente la broca hacia el fondo.
• Reducir el WOB, ajustando las RPM.
• Usar brocas PDC, y shock subs.
El WOB debe ajustarse en primer lugar, pero esto depende del tipo de formación.
En una formación blanda como en arenisca, aumentar el WOB aunque sea en cantidad mínima, incrementará la amplitud y la frecuencia de la vibración axial. Incrementar las RPM tendrá el efecto de reducir la severidad de la vibración torsional, la cual puede ocurrir al tiempo con la axial. Esto sería efectivo si es la vibración torsional la que induce principalmente la vibración axial, muy notablemente en litologías duras.

Comparando con las brocas tricónicas el uso de brocas PDC reduce la inducción de la vibración axial, pero no es tan efectivo como el uso de un shock-sub, el cual debe ser instalado directamente encima de la broca, o del motor de fondo, si lo hay.

Pesca – Vibración Axial Parte 2

Entre los problemas están :
• Brocas que fallan o se desgastan rápidamente, fallas mecánicas en el BHA.
• Reducción en ROP
• Se inducen otros modos de vibración por impacto.
Las vibraciones Axiales son más comunes en: -
• En regiones de perforación dura
• En pozos verticales donde es más fácil la propagación de energía por la sarta.
• Cuando se perfora con brocas tricónicas, pues tienen partes móviles y menor área de contacto.
Es común que exista algún grado de vibración axial, pero puede ser un problema en un ambiente de perforación difícil como cuando hay vibración torsional.

Pesca – Vibración Axial Parte 1

La vibración axial aparece durante la perforación en dos formas:
• Vibración Vertical cuando la broca está en contacto con la formación.
• Rebotes de la broca contra el fondo del pozo.
Así como las vibraciones torsionales, las vibraciones axiales se presentan durante todas las fases de la perforación. La fase de vibración axial en la sarta se produce por el impacto inicial de la broca con la formación en el fondo. La amplitud de estas vibraciones iniciales
generalmente desciende hasta un valor mínimo constante a no ser que sea interrumpido por rebote de la broca o alguna otra vibración. El rebote inicial de la broca se inicia al llegar al fondo con una velocidad excesiva. Esta amplitud puede ser reducida simplemente bajando la sarta a una velocidad menor.
También puede ocurrir a consecuencia de un cambio en litología ( lo cual puede elevar el impulso sobre la broca), o por un desgaste excesivo o desigual sobre la broca, o por vibración torsional y lateral.

Los incrementos en vibración axial comúnmente están acompañados de “stick-slip”, cambios repentinos en el WOB y en las RPM. Generalmente,
entre más dura sea la formación, más alta será la frecuencia de vibración axial de la broca. Los impulsos enviados a través de la sarta generarán mayores amplitudes de energía de vibración axial.

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.