¿Es la pega de la tubería un problema en la perforación de pozos de petróleo?

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Saludos amigos de la plataforma hive.

En esta ocasión quiero explicar uno de los problemas que se presenta más frecuentemente en la perforación de pozos como lo es la pega de la tubería de perforación.

Introducción

El problema de que la sarta de tubería de perforación se pegue o mejor dicho se atasque en el fondo del pozo cuando se está perforando es que se detiene la perforación del pozo. Al detenerse la perforación del pozo se empiezan a tener consecuencias negativas, como por ejemplo el tiempo improductivo que se genera en el taladro, y que a a final se traduce en pérdidas económicas en la perforación del pozo.

No todos los problemas culminan en las pérdidas económicas, sino que mientras más tiempo pase la sarta de tubería de perforación atascada más aumenta la probabilidad de que no se pueda recuperar. También la forma operacional en cómo se trata de recuperar la sarta influye en si se puedan tener más pérdidas económicas adicionales, es debido a que si se tensiona la sarta con una fuerza mayor a la que pueda soportar la tubería en su límite de ruptura entonces se puede quedar en el fondo del hoyo las siguientes herramientas:

  • Mecha de perforación.

  • Ensamblaje de Fondo (BHA): estos están compuestos por Drill's collars (collares de perforación), Heavy Weight (tubería pesada de transición), motores de fondo, RSS, Bent Housing.

En conclusión en el ensamblaje de fondo pueden estar comprometidas ciertas herramientas que son muy costosas como las empleadas en la perforación direccional: motores de fondo, RSS, MWD, LWD, Bent Housing, entre otros, si estas herramientas se dejan en el fondo del hoyo debido a que la pega de tubería no se pueda solucionar y despegar, entonces mientras más días pasen menos probabilidad hay de recuperar la sarta, incrementando esto los costos económicos ya que como lo mencione anteriormente estas herramientas son muy costosas.

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Como lo pueden observar en la imagen anterior la tubería de perforación posee una constitución estructural cuyo material proporciona cierta resistencia para los esfuerzos tanto de tensión como de compresión a los que puede ser exigido en el fondo del pozo en caso de que la tubería se pegue y se tenga que tensionar, sin embargo cuando la tubería se pega en ocasiones el perforador trata de tensionar la sarta de perforación sobrepasando el límite de tensión que pueda soportar la tubería de perforación hasta que supera la ruptura.

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Lo ideal sería que el perforador activara el martillo hidráulico para tratar de despegar la sarta sin tener que tensionar, sin embargo cuando se tenga que tensionar lo que se debe tener presente es de no superar el valor de fuerza del límite de ruptura por tensión de la sarta de perforación.

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¿Cuáles son las causas de que la sarta de tubería de perforación se atasque?

Cuando nos encontramos perforando un pozo de petróleo son muchas las acciones que pueden desencadenar otras causas derivadas para que la tubería se pegue en el fondo del hoyo, veamos algunas de estas causas:

[1] Pega de tubería por empaquetamiento: la pega de tubería por empaquetamiento se debe a que cada vez que se detiene la circulación del fluido de perforación, todos los fluidos que quedan suspendidos se regresan al fondo y cuando se trate de iniciar la perforación nuevamente la tubería se va a ver atascada por estos recortes de perforación.

Una manera de solucionar y prevenir el atascamiento de tubería por empaquetamiento es supervisar constante las propiedades del fluido de perforación, en especial la viscosidad y las propiedades de gel del fluido, ya que si las propiedades de gel están por debajo de lo que indique el programa de perforación, entonces los recortes vuelven al fondo del pozo nuevamente haciendo que se atasque la tubería cuando se decida reiniciar la perforación nuevamente.

[2] Pega de tubería por atascamiento diferencial: este tipo de pegas de tubería ocurre cuando se perfora con un fluido de perforación que genere una presión hidrostática mayor que la presión de formación, cuando esto ocurre se dice que se está perforando bajo una condición de sobre balance, el detalle está es que generalmente los pozos se perforan en la condición de sobre balance, sin embargo una condición de sobre balance extremo en el que se genere una presión a favor del fluido de perforación por encima de la presión del yacimiento generara que se pegue la tubería por diferencial.

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La importancia del conocimiento en el área de la ingeniería es que técnicamente se puede explicar el ¿por qué se da la pega de tubería por diferencial?

En la imagen anterior podemos apreciar la parte de color azul celeste representa el pozo lleno de fluido de perforación, este fluido de perforación ejerce una presión muy mayor a la presión del yacimiento (presión de formación) haciendo que la tubería de perforación (Drill pipe) se pega a las paredes del pozo, por lo tanto este tipo de pega se produce cuando se da la siguiente condición:

Wellbore Pressure (presión en el pozo) > Reservoir Pressure (Presión de la formación litológica).

Para el caso de PDVSA (petróleos de Venezuela) se tiene una normativa de perforar un pozo en la condición de sobre balance con una presión a favor del fluido de perforación de 500 psi. Con este delta P de presión nos aseguramos de contener los fluidos como gas y petróleo fuera del pozo evitando un posible reventón, y al mismo tiempo estamos perforando sobre balance pero sin exceder los límites en los que se puede generar una pega de tubería por diferencial.

Conclusión y Aportes

Lo primero primordialmente importante es desarrollar desde la ingeniería una educación de prevención para que este tipo de problemas no ocurran, muchas veces se prepara al personal de perforación para que aprendan a despegar la tubería atascada, sin embargo muchas veces no se ve la intención de enseñar sobre todas las cosas tomar acciones preventivas para que la tubería no se pegue en el fondo del pozo.

Sin embargo hay situaciones en las que por más prevenciones que hayamos tenido puede que la tubería de perforación se pegue, lo importante en este punto es que todo el personal en especial el perforador, primeramente accione el martillo hidráulico antes de empezar a tensionar la sarta de perforación, si la tubería no despega con la acción del martillo hidráulico entonces se debe tensionar la sarta pero con valores de tensión que no supere el límite de ruptura de la tubería de perforación.

Finalmente culmino con este artículo recalcando la importancia de evitar las pegas de tubería en perforación, ya que este tipo de problemas incrementan los costos de perforación por muchos factores, desde herramientas dejadas en el fondo del hoyo hasta varios días perdidos tratando de despegar la sarta.

Referencias recomendadas

Pegadura de Tubería de Perforación

Control de pozos y pega de tubería supervisores

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Gracias por el apoyo. Saludos

Su post ha sido valorado por @ramonycajal

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Gracias por el apoyo a @ramonycajal y @cervantes. Saludos

Buen post estimado profesor, he leído últimamente todo lo que pone sobre la ingeniería petrolera, y órale es todo un mundo que desconozco.

Saludos!!

Hola mi estimado amigo y profesor.

Ciertamente la perforación de pozos es un mundo grande y complejo y que se nutre de muchos aspectos de la ingeniería. Saludos y éxitos para ti