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.

Carga del gancho y peso sobre la broca “Hookload y WOB” - Pega de tuberia

El incremento en el torque es a menudo una indicacion de huecos apretados puesto que aumenta la resistencia a la rotación de la tubería. La relación entre el torque y las RPm es directa y una sola, por ejemplo las dos aumentarian o disminuirían simultáneamente.

Esto llevara a un incremento en el torque por lo que una mayor fuerza es requerida para mantener la rotación. Si la situación empeora, la rotación puede bajar lentamente y atascasse completamente. Cunado la rotación llega a este grado, una relacion inversa entre la velocidad de rotación y el torque es vista, ya que una alta fuerza o torque es requerida para mantener la rotación de la sarta nuevamente. Esta situación es análoga a la que exije una alta fuerza para mover un objeto estacionario hasta moverlo, y una fuerza menor se requiere para mantenerlo en movimiento.

El problema que puede ocurrir en esta situación, alto torque y detenimiento de la rotaria es un desenrroscamineto de la broca o parte de la sarta de perforación, por ejemplo el torque puede ser tan alto que rompe una conexion.

Carga del gancho y peso sobre la broca “Hookload y WOB” - Evaluación de la formación e identificación de fracturas

 Pueden verse también cambios en el torque como resultado de cambios en la dureza, abrasividad, granulometría, etc., de la litología, pero un cambio exacto depende del tipo de broca.

Por ejemplo, una broca tricónica de dientes para formaciones suaves podría generalmente mostrar un torque relativamente bajo y consistente cuando se perfora una arcilla, considerando que una arena cementada producirá un torque alto (mire el ejemplo.)

Un broca PDC, por otro lado, puede mostrar un torque completamente diferente y un cambio tan pronunciado puede no ser visto.

El torque también es una herramienta para identificar fracturas. Estas son muy difíciles de identificar con los registros eléctricos o herramientas de LWD (logging while drilling), pero pueden ser fácilmente identificadas y registradas. Estos son los diferentes beneficios de la identificación de fracturas:

• Potenciales perdidas de circulación
• Posible asociación con gas presurizado
• Mejoramiento de las posibilidades de producción

Típicamente, las fracturas pueden ser identificadas a través del incremento en el torque y poniéndose a menudo más errático (amplitud grande, o diferencia entre los torque máximos y mínimos). El cambio exacto dependerá del tamaño de la fractura, la naturaleza de cualquier relleno y de la inclinación del hueco.

Además de los cambios en el torque, una fractura puede resultar en una más errática ROP. Mirando estos dos cambios, el personal de registro puede alertar en la posibilidad de una perdida de circulación, gas asociado y posibles eventos de arremetidas, por lo siempre estará monitoreando cualquiera estos eventos.

Carga del gancho y peso sobre la broca “Hookload y WOB” - Velocidad de rotación y torque de la rotaria - Torque de la rotaria Parte 2

 Si una mediad eléctrica es la obtenida, el torque puede ser expresado en términos de corriente (Amperios), o puede ser convertida a una unidad de fuerza por distancia. Sin embargo, esta conversión no es lineal, y variara en cada equipo dependiendo del poder y del equipo de rotación. Una tabla de conversión, o grafico (ver siguiente), puede obtenerse del jefe o mecánico del equipo.

Todas o una parte de las condiciones son las mismas. El torque de la rotaria se incrementa con la profundidad desde el aumento de la sarta de perforación y por consiguiente el aumento de la fricción con las paredes del pozo. La fricción fluctúa contra la rotación, de tal forma que con mas tubería en contacto con el hueco, mas fuerza es requerida para producir la misma rotación. Un cambio en el torque es una medida de los cambios de fuerza friccionales que actúan contra la rotación y puede ser el resultado de cambios mecánicos, fallas mecánicas o cambios en el fondo del hueco.

Diferentes tipos de brocas y cortes en superficie también resultan en diferentes medidas del torque ( En lo que se refiere al máximo, mínimo y frecuencia), pero no obstante el torque proporciona una muy útil información en lo que se refiere a la evaluación de la formación y la condición del agujero. Es por consiguiente muy importante que los cambios en el torque sean evaluados y determinadas las causas que lo generaron.

Incrementos en el torque pueden ser el resultados de: -

• Aumento en el WOB
• Aumento de las RPM
• Desgaste de la broca
• Desgaste o falla en las balineras
• Perdida de los conos
• Limpieza pobre del hueco lo que produce brocas redondeadas
• Huecos apretados, pegamiento de la tubería. En esta situación las pegas de tubería pueden llevar a torques altos, Incluso llevar a parar la rotaria, y el riesgo de una falla en la tubería, o “twist-off” desenroscamiento, es muy significante.
• Incremento en la presión de formación
• Desviación del hueco
• Fracturas, llevando típicamente a torque alto y errático.