domingo, 12 de enero de 2025

Rata de flujo y nivel de los tanques

 Como hemos dicho previamente, el sistema de circulación puede ser considerado como un sistema cerrado y el flujo que sale del anular es el mismo es el mismo flujo de lodo que esta entrando por la tubería. 

Nosotros ya hemos dicho que la rata de flujo entra al hueco, vía bombas, líneas de presión y tubería, es determinado por la velocidad de la bomba y la capacidad de la misma:-

Rata de flujo Q = SPM x Capacidad de la bomba x Eficiencia

La rata de flujo de salida del hueco es típicamente determinada en la línea de flujo, la cual esta conectada de la cabeza del pozo a la caja de las zarandas, normalmente la deflexión de la paleta o la velocidad de una turbina es la usada para determinar la rata de flujo saliendo.

El lugar de una determinación de la rata de flujo real, la medición se hace cualitativamente. Por ejemplo, cuando usamos la paleta de flujo, una deflexión completa representaría el 100% de flujo y cero deflexión, con la paleta en reposo, obviamente representa cero flujo.

Para una rata de bomba constante, la rata de flujo saliendo del hueco (MFO) también debe ser constante. Este parámetro debe ser el indicador primario de cualquier cambio en el fluido en el fondo del hueco.


Por ejemplo: -

Una reducción en el MFO – perdida de circulación, perdida de fluidos en fracturas

Un incremento en el MFO – Influjo de fluidos de formación, arremetidas

El nivel de los tanques (tanques de lodo) es supervisado por una razón similar, primordialmente, sin cambios en la rata de bombeo, el volumen de lodo en los tanques solamente caerá un poco de acuerdo al nuevo hueco perforado (alineando al hueco, parte del el activo o la succión al sistema de tanques).

Cualquier desviación de una tendencia puede indicar un cambio en las condiciones del fondo del hueco, una perdida de volumen del lodo indica una perdida de lodo en formación, o un incremento del volumen de los tanques indica un influjo de fluidos.


El volumen de los tanques es monitoreado por dos tipos de sensores, ultra sonicos o flotadores de varilla “deleval”.

Los ultrasónicos son colocados en la parte superior del tanque mandando continuamente pulsos de sonido, los cuales son reflectados desde la superficie del lodo al sensor. Las dos señales son procesadas y calibradas en términos de distancia del sensor, y a su vez son convertidos en volumen de lodo equivalente. El operador tiene que tener mucho cuidado en la colocación del sensor, evitando señales erráticas al colocarlo en sitios de turbulencia del lodo, como los agitadores o entradas de lodo al tanque.

Las varillas consisten en flotadores, colocados en un cuerpo de acero (resistencia), los cuales suben y bajan de acuerdo a los cambios en la altura del nivel del lodo. Cuando esto sucede, el flotador pasa por sensores magnéticos colocados dentro de la varilla, estos determinan la posición del flotador, la altura a la cual es calibrado equivalente a un volumen de lodo.

Así como es un indicador primario de perdidas de lodo o influjo durante la perforación, el nivel de los tanques debe ser monitoreado en muchas otras operaciones, como por ejemplo:-

  • Desplazamientos de lodo durante los viajes sacando tubería
  • Desplazamiento del lodo en corridas de revestimientos, asegurándose que el lodo no sea perdido debido a presiones de surgencia rompiendo la formación.
  • Desplazamientos del lodo durante bombeo de cemento, nuevamente asegurándose que no este causando un rompimiento de la formación, resultando en una perdida de lodo.

El personal de registro debe estar muy consciente de otras causas de cambios en el nivel del lodo, para evitar alarmas falsas e identificar errores en movimientos de lodo los cuales podrían resultar en perdidas en superficie y contaminación al medio ambiente: -

  • Adiciones de lodo nuevo (base agua, diesel, aceite, etc.) o químicos.
  • Transferencia de tanques o desde una fuente externa.
  • Válvulas que son abiertas por error.
  • Volúmenes en las líneas de superficie (retornos dentro de los tanques cuando las bombas son apagadas o llenando las líneas cuando son enciendas).
  • Cambios similares cuando los equipos de superficie, centrifugas, desarenadores, son encendidos o apagados.
  • Cambios aparentes cuando los agitadores son apagados o encendidos.
  • Movimiento de las olas en equipos flotantes.

sábado, 11 de enero de 2025

Rata de bombeo y eficiencia - Calculo del retorno

 Ahora que nosotros conocemos el volumen de lodo desplazado por cada golpe de la bomba, si nosotros conocemos el volumen del hueco, podemos calcular, cuantos golpes de bomba son requeridos para mover el lodo de todo el sistema. De la misma manera, si conocemos la velocidad de la bomba, podremos determinar cuanto tiempo tomara esto.

La cantidad de tiempo que toma al fluido de perforación o lodo para ser circulado desde superficie a fondo del hueco y regresar a la superficie es conocida como el tiempo total de circulación. Este tiempo puede ser dividido en dos eventos, tiempo de bajada (superficie a la broca) y el tiempo de retorno (broca a superficie).

Tiempo total de circulación = tiempo de bajada + tiempo de retorno

Esta información beneficia varias aplicaciones importantes:

Retorno de muestras 

Conociendo cuanto tiempo tomara al lodo ser bombeado desde el fondo del hueco a la superficie (tiempo de retorno) podemos determinar cuando una muestra especifica llegara a superficie, o similarmente determinar la profundidad exacta a la que una muestra especifica corresponde. Esta es la principal herramienta de la interpretación litológica desde los cortes y el gas tomado en superficie puede ser correlacionado directamente con una profundidad dada y confirmado por cualquier cambio en la rata de penetración, o torque cuando este intervalo de profundidad fue perforado.

Estos retornos en las muestras siempre deben estar basados en los golpes requeridos en lugar del tiempo, ya que la velocidad de bombeo puede cambiar. Si la velocidad del bombeo se incrementa, obviamente el tiempo también disminuirá.

Washouts 

Si el tiempo de retorno observado es más grande que el calculado (este tiempo puede ser determinado por chequeos del retorno o por la correspondencia del gas con los cambios litológicos que están indicados por cambios en el ROP a una determinada profundidad), entonces puede deducirse que el tamaño es mayor que el actual tamaño de la broca, Tal agrandamiento del hueco típicamente pudo ocurrir posterior al sentamiento de los revestimientos o a formación inconsolidadas de pueden ser fácilmente erodadas por la acción del movimiento de la tubería o por la circulación del lodo.

Píldoras Spotting 

Conociendo la salida de las bombas y el volumen de las secciones de sarta y anular el perforador puede determinar exactamente el numero de golpes que son necesarios para colocar estas píldoras de fluidos especiales en la posición precisa del hueco.

Trabajos de cementación, 

primero, conociendo la ocurrencia de los agrandamientos o “washouts” y el perfil global del hueco, el cual se puede determinar en forma precisa de los registros de calliper del hueco el cual puede calcular el volumen de cemento requerido para llenar el anular entre el revestimiento y hueco abierto. Cuando este volumen de cemento ha sido bombeado dentro del fondo del revestimiento se necesita conocer con precisión el numero de golpes requeridos para desplazar este cemento.

Control de pozo 

Conociendo en forma precisa el peso para matar y los cambios relativos en la presión es una parte critica un margen de seguridad para controlar las arremetidas. Necesitamos conocer exactamente el numero de golpes de bomba que se necesitan para que el lodo de matar el pozo alcance la broca, la zapata del revestimiento y la superficie.

golpes de bajada = Capacidad de la sarta / Salida de la bomba (por golpe)

golpes de retorno = Volumen anular / salida de la bomba (por golpe)

Estos golpes pueden expresarse en términos de tiempo requerido en comparación con la velocidad de bombeo de las bombas: 

Tiempo de bajada = Golpes bajando / velocidad de la bomba SPM

Tiempo de retorno = golpes de retorno / velocidad de la bomba

La primera fase en estos cálculos es determinar cuantas secciones de tubería y anulares hay: - En el siguiente ejemplo de perfil de pozo, podemos ver que hay 3 secciones anulares separadas ( asumiendo que la tubería de perforación y la tubería pesada tienen el mismo diámetro externo) y 3 secciones de tubería.

Golpes de retorno = Volumen anular total / eficiencia de la bomba

golpes de bajada = Capacidad total de la tubería / eficiencia de la bomba

El calculo de estos volúmenes esta basado en una geometría muy simple, Ej. Calculo de volumen de cilindros:-

  • Capacidad de la tubería es el volumen de un cilindro determinado por la longitud de la sección por el diámetro interno de la sección de tubería de perforación.
  • El volumen anular es la diferencia en el volumen entre los dos cilindros. El tamaño del cilindro más grande es definido por la longitud y el diámetro interno de cada sección de tubería o revestimiento. El tamaño del cilindro más pequeño esta definido por la longitud del diámetro externo de la tubería.

rata de bombeo

calculo bombas

Las mismas formulas pueden ser usadas para el caculo de la capacidad de la tubería, pero aquí:-

OD puede representar el diámetro interno de la tubería

ID podría ser igual a cero 0.

Chequeos de retorno

El retorno puede ser verificado o chequeado agregando un trazador al lodo, cuando una conexión de tubería es realizada. El numero exacto de golpes (golpes de bajada mas retorno) para que el trazador retorne a superficie, es conocido, entonces podemos contar como circulación precedida.

Si el trazador arriba después del numero de golpes ha pasado, que hay un agrandamiento en el hueco, debido a los “washout” o debido a medidas grandes.

Conversiones Estándar

Pueden utilizarse trazadores como la gasolina, el chequeo del retorno requiere de la identificación de las respuestas de gas cuando retorna a superficie, o pueden ser trazadores visuales como arroz, pinturas o tintes, cintas, etc., antes de colocarse alguno de estos trazadores que van a enviarse al hueco dentro de la tubería debe confirmarse con el operador.


jueves, 9 de enero de 2025

Rata de bombeo y eficiencia - Calculo de eficiencia de las bombas - Bombas Duplex

 Estas tienen 2 camisas/cilindros, con una salida en cada golpe hacia adelante o hacia atrás. El volumen del pistón reduce el volumen de salida.

Bombas Duplex

La salida de las bombas puede ser calculada asumiendo que la bomba tiene un 100% de eficiencia.

En la practica, esto no es así, y la actual eficiencia de las bombas pueden ser determinada desde información del jefe del equipo, perforador o el hombre de las zarandas. Típicamente son del 95-97% de eficiencia.

Entonces,

salida de la bomba / golpe = eficiencia de salida de la bomba

salida de la bomba / minuto = salida de la bomba x eficiencia x SPM


 

lunes, 4 de julio de 2022

Rata de bombeo y eficiencia - Calculo de eficiencia de las bombas - Bomba Triplex

 Volumen del cilindro = π.r².L

Pi, conversión de radio a diámetro, unidades de conversión y el numero de cámaras son todas calculadas por la siguientes ecuaciones:

Bomba Triplex

Estos poseen 3 camisas/cilindros, pero solo desplaza lodo en un sentidopor golpe.

La eficiencia de la bomba puede ser determinada en las siguientes unidades:-  

Calculo de eficiencia de las bombas - Bomba Triplex

martes, 24 de mayo de 2022

Las bombas del equipo pueden ser tipo duplex o triplex

La bomba triplex (como la mostrada anteriormente) tiene tres cámaras de las cuales solo se desplaza el lodo en la parte delantera del pistón. El volumen de lodo desplazado por cada golpe (Volumen de la bomba) depende del diámetro de la camisa que almacena el lodo y la longitud del pistón que desplaza el lodo. Esto, efectivamente, da un volumen igual al volumen de una cámara.

El movimiento de los pistones es tal que, en cualquier momento, están en puntos diferentes lo que asegura una continua salida de lodo, por Ej. Cuando un pistón esta al final de la camisa que ha vaciado el lodo, otro pistón esta al final del su recorrido hacia atrás, siendo llenada por lodo; un tercer pistón estará en el punto intermedio. 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.

Las bombas del equipo pueden ser tipo duplex o triplex: - Las bombas duplex tienen dos cámaras, pero tienen una doble acción, desplazando lodo en ambos desplazamientos del pistón. Cuando el pistón se mueve adelante esta desplazando lodo, y esta llenado la otra parte de la cámara. El lodo es desplazado por cada recorrido del pistón. El volumen de este pistón reduce el desplazamiento del lodo en cada golpe.

martes, 17 de mayo de 2022

Las bombas del equipo pueden ser tipo duplex o triplex

La bomba triplex (como la mostrada anteriormente) tiene tres cámaras de las cuales solo se desplaza el lodo en la parte delantera del pistón. El volumen de lodo desplazado por cada golpe (Volumen de la bomba) depende del diámetro de la camisa que almacena el lodo y la longitud del pistón que desplaza el lodo. Esto, efectivamente, da un volumen igual al volumen de una cámara.

El movimiento de los pistones es tal que, en cualquier momento, están en puntos diferentes lo que asegura una continua salida de lodo, por Ej. Cuando un pistón esta al final de la camisa que ha vaciado el lodo, otro pistón esta al final del su recorrido hacia atrás, siendo llenada por lodo; un tercer pistón estará en el punto intermedio.

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.

viernes, 25 de marzo de 2022

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. 
Rata de bombeo y eficiencia