Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Equipo

La sarta de perforación para perforar con gas es muy parecida a la de perforar con lodo. Sin embargo, la tubería de perforación debe ser lo suficientemente fuerte para resistir el peso y los choques que normalmente soportaría y absorbería el lodo de perforación. De la misma manera, el lodo seco en el interior de la tubería puede soltarse y taponar la broca o el martillo, además la tubería puede presentar fugas cuando vuelva a ser utilizada con lodo.

Las brocas de perforación con aire se asemejan a las de perforación con lodo, y tienen un orificio abierto para minimizar la caída de presión en la broca. Los recogemuestras están acostumbrados a tomar la muestra para que el geólogo evalúe el pozo. Sin embargo los cortes son de mala calidad para este objeto porque son muy finos (virtualmente polvo) y además no llegan a superficie distribuidos uniformemente.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Ventajas y Desventajas

Desde su introducción, la perforación con gas se ha empleado para incrementar la rata de perforación en formaciones de rocas duras. Con la introducción del martillo de aire, es ahora posible perforar un hueco vertical en roca dura en una formación con tendencia a la desviación
usando una sarta pendular sencilla, equipada con un martillo y baja rotación.

Ventajas • Máxima ROP

•  Costo reducido para perforar zonas de pérdida de circulación.
•  Costo reducido del fluido de perforación.
•  Rendimiento mejorado del pozo.
•  Sin corrosión (N2)

Desventajas • Formaciones con agua

•  Costos (especialmente con N2, pozos de diámetro grande)
•  Pared del pozo sin soporte.
•  Posibilidad de incendio dentro del pozo (Al usar aire)
•  Mala calidad de los cortes para evaluación (muy finos e intermitentes)

Fluidos para perforación bajo balance

Los fluidos de perforación para la perforación bajo balance se clasifican de la siguiente forma:

•  Gas (es decir, aire, gas natural, nitrógeno, otros gases)
•  Gas con niebla.
•  Espuma con gas.
•  Agua, lodo o aceite aireados usando alguno de los gases.
•  Aceite, agua, emulsiones inversas o directas (como en la perforación convencional, para aplicar una presión menor que la de formación)

Beneficios y Limitaciones de la perforación bajo balance Parte 2

No se puede esperar que la perforación bajo balance cambie radicalmente toda situación de pozos de baja producción o de pozos que nunca han producido. Existen limitaciones, como también circunstancias bajo las cuales nunca se debe perforar un pozo bajo balance.

•  La perforación bajo balance no debe usarse cuando se perforen formaciones frágiles que puedan colapsar cuando no estén soportadas por una columna hidrostática de lodo.
•  Las formaciones fracturadas o con alto buzamiento son naturalmente susceptibles al colapso si no las soporta una columna hidrostática de lodo.
•  Los mantos gruesos de carbón generalmente están fracturados, y colapsan o se derrumban cuando se perforan bajo balance. Igualmente pueden producir agua, lo que afecta adversamente la perforación con aire y / o gas.
• La perforación bajo balance no debe ser usada en Shales sobrepresionados o de gran espesor, ni en depósitos salinos.
• La perforación bajo balance en zonas sobrepresionadas someras, puede ocasionar que sobrevenga un influjo súbito o muy grande de fluidos de formación lo cual podría conducir al tipo de patada de pozo más peligroso y severo.

Beneficios y Limitaciones de la perforación bajo balance Parte 1

La perforación bajo balance ofrece numerosos beneficios sobre la perforación convencional los cuales proporcionan las ventajas de reducir costos y mejorar la producción. Entre estos beneficios están :

• Mejora dramática de la rata de perforación.
• Mayor capacidad para mantener un hueco vertical en formaciones duras (sin tener que reducir el WOB y las RPM, como en la perforación convencional)
• Riesgo mínimo de perder circulación.
• Se evita la pega diferencial.
• Se protege el reservorio de daño a la formación, al evitar que haya invasión de fluidos y por lo tanto evitando el taponado mecánico de los poros por shales / arcillas hidratadas.

PERFORACIÓN BAJO BALANCE (Underbalanced drilling)

La perforación bajo balance (Underbalanced drilling) está definida como la perforación intencional de una formación cuya presión excede la presión hidrostática ejercida por la columna de lodo. El fluido de perforación puede ser lodo base agua o lodo base aceite, lodo aireado o espuma, o gas como aire, nitrógeno o metano.

Primeramente, la perforación bajo balance se usa para mejorar la ROP, elimina los riesgos potenciales de pega diferencial y pérdida de circulación., y protege las formaciones productoras. Pero en fin, la perforación bajo balance se hace para reducir el costo total de perforar un pozo y hacer producir un reservorio. Si este costo viene a ser mayor que con la perforación convencional, es de beneficio limitado.

Con la utilización del equipo adecuado, ciertos pozos pueden ser perforados bajo balance, y asi proporcionarán las ventajas de costos reducidos de perforación y producción mejorada. Es imperativo que todo el equipo de seguridad funcione perfectamente y que todo el personal tome las debidas precauciones ( lo que es cierto para todas las operaciones de perforación ) pues las patadas de pozo (kicks) son más severas y peligrosas.

Fisuras en la Sarta de perforación (Washouts) - Cavernas en el hueco (Hole Washouts)

Estas ocurren cuando el diámetro externo del anular se agranda. Es muy importante saber el diámetro real del pozo y la presencia de cavernas con el fin de calcular el volumen exacto de cemento requerido para sentar un revestimiento. Se realizan registros eléctricos de la medida del diámetro del pozo (caliper log) para determinar el diámetro exacto con su profundidad

respectiva.

Las cavernas en el hueco pueden ser ocasionadas por:

• Derrumbe de formaciones frágiles e inconsolidadas.

• Shales sobrepresionados.

• Derrumbe de zonas fracturadas

• Formaciones estructuralmente frágiles o con alto buzamiento.

• Pozos desviados con fragilidad orientada.

Esta condición puede empeorar por la erosión debida a velocidades anulares altas y a flujo turbulento, abrasión causada por contenido alto de sólidos en el lodo, movimiento repetido de la sarta ocasionando erosión física y también a causa de presiones de suaveo (swab) y surgencia (surge).

Las cavernas pueden ser determinadas exactamente por su efecto en el tiempo del lag. Una caverna tiene un volumen anular que necesita más bombeo para que se circule el hueco. Por lo tanto, si el tiempo de Lag real es mayor que el tiempo calculado, existe una caverna. Esto

puede ser determinado con chequeos del lag real, y a partir de las respuestas del gas a los cambios de formación y a las conexiones, etcétera.

Otra manifestación de que se está haciendo una caverna es por el volumen mayor y forma de los cortes.