Rata de bombeo y eficiencia

La salida volumétrica de la bomba, y la rata a la cual el lodo es bombeado al hueco, es un parámetro importante en los procedimientos de registro de lodo.

Los golpes o rata de bombeo (típicamente golpes por minuto o SPM) es fácilmente medible por cualquier contador de golpes de bomba. Puede ser un sensor de proximidad (como el mostrado abajo) o cualquier forma de interruptor “microswitch” que es activado por cada movimiento de la bomba. 

Presión del revestimiento o Anular

 La presión en el lado anular del hueco (como opuesto al monitoreo de la presión de la tubería) necesita ser monitoreada en las siguientes operaciones:-

• Cierre de presiones durante operaciones de control de pozos.
• Pruebas de revestimiento
• Pruebas de integridad o pruebas de fuga de la formación
• Pruebas de presión de formación durante fases de pruebas del pozo.

Un transductor de presión hidráulico, típicamente de un rango de 10 a 20000 psi es usado para leer la presión en el anular. Este sensor es normalmente colocado en el “ choke maniflold” punto de ahogo, para que puedan monitorearse las presiones cuando el pozo es cerrado o se abre para las líneas de alivio.

Durante una situación de control de pozo, cuando un influjo de fluidos de formación ha entrado al hueco debido a que la presión de formación ha superado la presión hidrostática de la columna de lodo ( esto puede ser causado por un incremento de la presión de formación o una reducción de la hidrostática del lodo), aquí es muy importante conocer ambas presiones, la del anular y la de la tubería.

Así, conociendo la presión de cierre de la tubería (SIDPP) y la presión de cierre del revestimiento (SICP) permite determinar la siguiente información: -

• Presión de formación y peso del lodo requerido para controlar el pozo (kill mudweight)
• Presión de circulación requerida para matar.
• Tipo y tamaño del influjo (Ej. , agua, gas o aceite)
• Monitoreo de la presión cuando un influjo esta alejado de la fuente.
• Tipo y tamaño del influjo (Ej. , agua, gas o aceite)

Presión de Bomba o “Standpipe Pressure” PARTE 4 - Cualquier fuga causara una caída de presión.

 Cuando se esta corriendo una nueva broca, una secuencia de cambios de presión puede ser vista: -

• Un gradual incremento cuando la tubería es llenada, de la ultima parte del viaje, y hasta cuando la circulación es estabilizada
• Un incremento de presión cuando la broca toca el fondo y un peso es aplicado.
• La presión aumentara despacio cuando el tiempo del fondo arriba es completado por los cortes y estos lleguen a superficie.
• Recíprocamente, si hay una cantidad de gas, una perdida podría verse.
• Después de los fondos arriba, la presión debe caer (o aumentar) o retornar al fondo normal de circulación.
•  Durante la fase inicial de corrida de una broca, una disminución gradual puede verse como resultado del aumento de la temperatura del lodo y cualquier “gelificado”del lodo, mientras este esta estático, luego este es roto como resultado de una reducción de la viscosidad.

Presión de Bomba o “Standpipe Pressure” PARTE 3 - Cualquier fuga causara una caída de presión.

Si las condiciones anteriores se mantienen constantes durante la perforación, la presión de la tubería aumentara muy gradualmente mientras se avanza en la perforación y el hueco aumenta.

Los cambios en la presión de la tubería pueden ser producto de una de las siguientes condiciones: -

• Perdidas de circulación

Si hay perdida de lodo en una formación permeable o el mismo f fractura la formación

• Corte de gas en el lodo

Si una alta cantidad de gas entra al lodo y no es removido en superficie, entonces habrá una reducción de la presión como una función de la reducción de la densidad del lodo.

• Entrada de fluidos de Formación

En el evento de una arremetida, un aumento inicial de la presión de bomba puede ser visto. Esto será seguido de una gradual d disminución por la entrada y desplazamiento en el anular. Esto es función del influjo (un gas en particular) reduciendo el peso del l lodo y la presión hidrostática en el anular.

• Tapado o lavado de las boquillas

Causando un aumento dramático, o disminución

• Roturas en la sarta

Un hueco o fisura que producen una disminución gradual. La presión disminuye mas rápidamente cuando el tamaño de la fisura aumenta.

• Desenrosque de la tubería o broca

Esto causará una perdida dramática inmediata debido a la gruesa área de flujo comparada con el tamaño de las boquillas

• Colapsamiento del hueco

Si la pared del pozo es cerrada contra la sarta de perforación se presenta una circulación restringida, resultara en un incremento de presión.

• Condiciones del lodo

Si la densidad y/o viscosidad no es consistente a lo largo del sistema, una presión errática puede ser vista, estas variaciones pueden ser el resultado de un pobre tratamiento en superficie; variacion del contenido de solidos, remanentes de píldoras viscosas altas o bajas, similarmente, el lodo puede ser propenso a la aireación o espumado, causando perdida en la presión.

• Herramientas de fondo

Fallas o malfuncionamientos de herramientas tales como motores herramientas de MWD puede resultar en presiones erráticas o saltos. Alto torque también puede ser una causa de los saltos de presión provenientes de las herramientas de fondo.

• Incrementos del ROP

Un incremento significativo de la ROP cargara el anular con mas cortes de formación que llevan a un aumento de la presión

• Incremento en el WOB

Esto es una función de “enterramiento” de la broca en el fondo del hueco, restringiendo el flujo de lodo por las boquillas.

Presión de Bomba o “Standpipe Pressure” PARTE 2

 Las unidades normales son KPa kilo Pascales

                                             PSI libras por pulgada cuadrada

                                             kg/cm2 kilogramos por centímetro cuadrado

                                             1 psi = 6.894 KPa = 0.0703 kg/cm2 = 0.0689 bars

típicamente la presión de la tubería tiene un rango de 5 a 10000 psi (approx 35 a 70000 KPa)

La medida de la presión depende de varios parámetros: -

•  La densidad del lodo                      Alta densidad, alta presión
• Viscosidad del lodo                    Aumento de la viscosidad, aumenta de la presión
• Rata de flujo                                  Un aumento de flujo y velocidad en el lodo, aumentara la presión
• La Profundidad anular entonces hay un incremento friccional
• La Presión se incrementa con la profundidad, puesto que el y la sarta de perforación aumentan, de las perdidas de presión. 
• Diámetros del hueco y tubería Con menores diámetros, la presión aumenta.

• Tamaño de las boquillas o TFA El tamaño pequeño de boquilla o área de flujo en la broca aumentara la presión
• La eficiencia de la Bombas y equipo de superficie

Presión de Bomba o “Standpipe Pressure” PARTE 1

El sistema de circulación puede ser considerado como un sistema cerrado y para mover el fluido alrededor del sistema se requiere fuerza. Esta fuerza es proporcionada por las Bombas, las cuales son colocadas a una rata de poder especificada (Caballos de fuerza) y el resultado producirá una perdida de presión.

Los caballos de fuerza son una función de la perdida de presión, como el lodo se mueve alrededor del sistema, las perdidas de presión ocurrirán como resultado de la fricción. Por lo que el sistema es un sistema cerrado, la presión producida por la bomba como es una función de la potencia o poder alcanzado que es igual a las perdidas de presión del sistema

   

Presión de bomba “Standpipe pressure” = Perdidas totales del sistema = Perdidas dentro de las líneas de superficie + Perdidas dentro de la tubería + Perdidas de presión en el anular + Perdida de presión en la broca

La mediada de la presión es hecha por un transductor de presión que normalmente es colocado en “la válvula final” situada en el “manifold” en la base del tubo del “standpipe”. Esta válvula es conocida como válvula de golpe o celda de presión y esta fuertemente apretada con martillos!.

Dentro de Celda de presión, un diafragma de caucho separa el lodo de circulación y un fluido hidráulico. Los cambios de presión actuaran el diafragma y estos serán transmitidos al transductor a través del fluido hidráulico.

Carga del gancho y peso sobre la broca “Hookload y WOB” - Vibración torsional

La vibración torsional en la sarta de perforación puede ser extremadamente dañosa en la tubería y en la broca y requiere de una alta resolución en el monitoreo en superficie para detectar este torque. Oscilaciones de alta frecuencia y amplitud indican que se presenta una vibración torsional.

La vibración torsional ocurre cuando la rotación de la tubería es bajada lentamente, o detenida en el fondo, entonces el torque liberado se construye a un nivel que es suficiente para superar la resistencia a la rotación de la tubería. Asociado con este comportamiento es la aceleración y desaceleración del BHA y la broca, con el torceamiento repetido de la sección de tubería más flexible.

Vibración de tubería “stick slip” es la forma severa donde tubería y broca vienen como una sola parada hasta que la tubería se retuerce por el motor de superficie produciendo la suficiente fuerza y torque para liberar la tubería. Entonces la broca gira libremente a una rata enormemente acelerada, mientras que la velocidad va reduciéndose lentamente, y es observada en superficie como una energía disipada.

Tales vibraciones son comunes cuando se perfora en litologías duras y abrasivas, especialmente si el hueco es desviado, y mucho mas común cuando perforamos con brocas tricónicas. Esto es extremadamente perjudicial para las operaciones de perforación, llevando a la fatiga, daño o fallas en los cortadores de la broca, herramientas de fondo, BHA y tubería; reducen el ROP, rompimientos o desenroscaminetos, costosos viajes de pesca y remplazo de equipo.