Equipos y Procedimientos - Cabeza de Rotación Parte 1

Montada sobre la BOP normal, está el dispositivo preventor de reventones para cerrar el espacio anular alrededor de la Kelly o la tubería de perforación. Así se sella el espacio anular cuando la tubería está rotando o moviéndose verticalmente. De esta manera es posible perforar
aunque el pozo esté fluyendo y haya una presión en el anular que no sea contrarrestada por el fluido de perforación.

Una cabeza de rotación funciona como un diverter rotante. Los sellos giran con la sarta de perforación, mientras una campana (Bowl) controla el flujo dirigiéndolo o bien conteniéndolo.
Los componentes críticos en el diseño de una cabeza de rotación son los sellos que han de ser afectados por las superficies irregulares de la sarta de perforación, y por el rodamiento por medio del cual la pista interior gira con la sarta mientras la pista externa se mantiene estacionaria con la campana.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Lodo Parte 2

Ventajas

• Incremento en la ROP
• Menos daño a la formación
• Mejor producción.
• Pérdidas de circulación reducidas.
• Prueba en tiempo real de la zona de producción.

Otras ventajas y desventajas realmente dependen del fluido de perforación que se esté usando. Por ejemplo, los sistemas en base aceite tienen problemas de manejo en superficie, pero ventajas como la lubricación, mínimo daño a la formación, etcétera. Los sistemas salinos son extremadamente corrosivos, pero pueden ser usados a presiones mayores que el agua dulce. Lodos en base agua no son costosos y son de fácil modificación, pero necesitan control de sólidos y separación de aceite.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Lodo Parte 1

Cualquier fluido convencional de perforación puede usarse en la perforación bajo balance, siempre que se puedan manejar los fluidos de formación sin que se destruyan sus propiedades ni sin crear situaciones incontrolables en superficie u otra contaminación inaceptable.

Los fluidos de perforación convencional, cuando la presión hidrostática es menor que la presión de formación, podrán realizar una perforación bajo balance con sus principales ventajas como son una rata mayor de perforación, un daño a la formación reducido (pues el lodo no invadirá

la formación) y un riesgo mínimo de pérdida de circulación.

El término flow drilling se usa en perforación bajo balance, cuando las propiedades de la formación, tales como permeabilidad, permiten continuos influjos (el pozo sigue fluyendo mientras se está perforando)

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Lodo Aireado Parte 2

Ventajas

• Propiedades (como densidad, torta de lodo, inhibición del lodo.)
• Control de presión.
• Riesgo reducido de pérdida de circulación.

Desventajas 

• Aumentos súbitos de presión.
• Corrosión (con ciertos tipos de fluido)
• Costo adicional de equipos y generación de gas.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Lodo Aireado Parte 1

El término fluido aireado se le da a un fluido en dos fases cuya calidad de espuma es menor a 0.55, o 55 % de gas.

El lodo aireado se ha desarrollado para reducir pérdidas de circulación cuando se usan lodos convencionales, por medio de la reducción de la presión hidrostática. Sin embargo el problema más crítico con el lodo aireado son los ascensos súbitos de presión. El lodo aireado entonces es más adecuado para perforar formaciones duras que no reaccionen inmediatamente a los cambios de presión y velocidad.

Cualquier fluido convencional de perforación, sea agua, salmuera, aceite o lodo puede ser aireado con gas, sea aire, nitrógeno o metano. De esta forma el fluido aireado mantiene los beneficios del fluido original, como la viscosidad, limpieza de hueco, torta de lodo, inhibición, etcétera, mientras reduce el potencial de una pérdida de circulación.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Espuma Parte 2

Ventajas

• Buena capacidad levantamiento de fluidos de formación como agua y aceite.
• Excelente capacidad de arrastre de cortes y limpieza de hueco (comparada con la niebla) debido a su viscosidad, necesitando menor velocidad.
• Necesita menos gas que una niebla aire/ gas.

Desventajas

• Humedece la formación, aunque esto puede ser minimizado con aditivos.
• Hay corrosión si la fase gaseosa es aire.
• Es de difícil disposición final. (Necesita más equipo de superficie)
• Alto costo porque la espuma no es reutilizable y debe ser constantemente generada.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Espuma Parte 1

Mientras que la niebla tiene partículas de liquido suspendidas en una fase continua de gas, la espuma es un fluido de dos fases: una de burbujas de gas suspendidas en una fase líquida.

La espuma se usa en general porque no se altera por los influjos de fluido de la formación y porque tiene unas excelentes características para levantar los cortes y limpiar el hueco La calidad de la espuma es un término que describe la proporción de gas respecto al fluido.

Por ejemplo, una calidad de espuma de 0.80 contiene 80 % de gas. ( Por encima de 0.97 o 97 %, el fluido se llamaría una niebla)

La fase líquida de una espuma contiene un surfactante, un detergente espumante, que ayuda a mantener unido el fluido y evita que la fase gaseosa se separe del sistema de fluido.