MUD LOGGING - Profundidad y Rata de Penetración - Rata de Penetración - Litología

 Como ya se menciono, la rata de penetración es una de las herramientas interpretativas primarias usadas por el Geólogo y personal de registro para reconocer los cambios de formación. Sin embargo, todos los factores anteriores que pueden afectar la ROP tienen que ser tenidos en cuenta para determinar la razón del cambio. Si ninguno de estos factores puede explicar un aumento o disminución del ROP entonces el cambio tiene que ser el resultado de un cambio en las propiedades de la formación.

Las propiedades que afectan la ROP incluye la mineralogía y dureza (mas duro mas lento), la porosidad ( mayor – más rápido), consolidación contra cementación (bien consolidado – mas lento) inclusiones minerales como pirita y chert (mas lento), etc.

MUD LOGGING - Profundidad y Rata de Penetración - Rata de Penetración - Desgaste de la broca

 Como la broca se esta desgastando en una continua perforación, la rata de penetración obviamente disminuirá. Este cambio en la rata de penetración es una de las consideraciones primarias para determinar cuando la broca debe ser retirada y remplazada del hueco.

MUD LOGGING - Profundidad y Rata de Penetración - Rata de Penetración - Hidráulica y limpieza del hueco

 Aclarando que es muy importante que los cortes nuevos perforados desde el fondo del pozo de lejos de la broca sean limpiados para mantener optimas ratas de penetración. Si la limpieza del agujero no es eficaz, los cortes pueden molestar en el fondo, disminuyendo la superficie de corte de la broca con el fondo, esto obviamente tendría un efecto perjudicial en el ROP. 

El efecto de la presión diferencial ya se ha mostrado. Un factor extenso durante la perforación es la densidad equivalente de circulación (Un aumento de la densidad del lodo medida en la superficie), debido a perdidas de presión friccional en el anular aumentara la presión diferencial. Así como un aumento en la densidad real del lodo, estas perdidas de presión aumentaran si aumenta la rata de flujo (aumento de la velocidad del fluido de perforación en el anular) o si el régimen de flujo es turbulento como opuesto al laminar o si el anular esta cargado de cortes.

MUD LOGGING - Profundidad y Rata de Penetración - Rata de Penetración - Presión Diferencial

 Esta es la diferencia entre la presión de formación y la presión debida al peso de la columna vertical del fluído de perforación (presión hidrostática del lodo). Cuando estas dos presiones son iguales, se dice que el pozo esta balanceado. Cuando la presión hidrostática del lodo es más grande que la presión de formación, entonces el pozo esta sobre balanceado. De igual forma, el pozo está subbalanceado si la presión de formación es la más grande de las dos.

A más grande el sobrebalance, más lenta la rata de penetración. Típicamente entonces, mientras más alto el peso del lodo, mas lento el ROP. Igualmente si aumenta la presión de formación, el ROP aumentara.

‘Convencionalmente’ durante la perforación, se tratara de mantener un suficiente equilibrio para evitar entradas de fluidos de formación en el hueco, tratando de guardar al mismo tiempo el máximo equilibrio para obtener la máxima tasa de penetración posible.

Por otro lado, se ha visto que la perforación de bajo balance, bien sea con un fluido convencional o usando un sistema de aire, espuma, o lodo aireado pueden dramáticamente incrementar la rata de penetración y reducir los costos de la perforación.

MUD LOGGING - Profundidad y Rata de Penetración - Rata de Penetración - Peso sobre la Broca (WOB o FOB)

 El peso, ó fuerza, que es aplicado a la broca también afectará la rata de penetración. En general, la interrelación es de Nuevo lineal, con la duplicación de la ROP si el WOB es duplicado.

Esta interrelación no se espera que sea verdadera para bajos pesos sobre la broca en formaciones duras, donde un incremento en el WOB no producirá el mismo incremento en la ROP.

MUD LOGGING - Profundidad y Rata de Penetración - Rata de Penetración - Velocidad de Rotaria (RPM)

 La regla sencilla es que si las RPM son incrementadas, entonces la ROP se incrementará. En formaciones blandas, la ROP es directamente proporcional a las RPM y muestra un incremento lineal. En formaciones duras, sin embargo, la rata de incremento de la ROP no es linear y disminuirá con incrementos de las RPM. La excepción es, de nuevo, con las brocas de diamante ó PDC cuando, aún en formaciones duras, la ROP aumentará linealmente con la velocidad de la rotaria.

MUD LOGGING - Profundidad y Rata de Penetración - Rata de Penetración - Selección de la Broca

 Como se vio en la clasificación de brocas en la sección 2.3, las brocas tienen diferentes grados de dureza, junto con dientes ó insertos de carburo de tungsteno de diferentes tamaños, forma y dureza. Todas estas cosas determinarán la efectividad de la broca en la perforación a través de diferentes litologías.

Obviamente, a más dura la formación, entonces más dura la broca debe ser. Formaciones más blandas no requerirán brocas duras, y las mejores ratas de penetración serán logradas con dientes más grandes y ovalados. Más dura la formación, más corto y plano el diente debe ser. 

La selección de la broca estrá determinada en los registros de brocas anteriores y en los registros de costos de pozos cercanos y las litologías esperadas.

Es claro entoncesque cuando se perfora un intervalo con un particular tipo de broca, diferentes litologías serán rapidamente identificadas por cambios en la penetración. La ROP es por lo tanto la primera línea de ataque en la evaluación de formaciones para los geólogos y el personal de registro.

Desafortunadamente, las brocas de diamante y las PDC tienen generalmente poca respuesta a los cambios litológicos, logrando ratas de penetración constante para periodos largos de perforación.