tomo13 control de brotes

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  • 1. Control de BrotesControl de BrotesNDICE PginaI. DEFINICIONES1II. CAUSAS Y ORIGEN DE UN BROTE5Densidad equivalente del lodo5Llenado insuficiente durante los viajes de tubera 5Contaminacin del lodo con gas 6Prdidas de circulacin6Efecto de sondeo al sacar la tubera 6III. INDICADORES QUE ANTICIPAN UN BROTE7Indicadores al estar perforando7Indicador al sacar o meter tubera 7Indicadores al sacar o meter herramienta 8Indicadores sin tubera en el pozo 8IV. EQUIPOS Y SISTEMAS ARTIFICIALES DE SEGURIDAD Y CONTROL 8Cabezal de tubera de revestimiento 8Preventor anular8Preventor de arietes9Arreglos de preventores9Mltiple de estrangulacin 11Lneas de matar12Estranguladores variables12Vlvula de seguridad de TP 12V. SISTEMA DE CONTROL DEL CONJUNTO DE PREVENTORES12VI. PROCEDIMIENTOS DE CIERRE 13Procedimiento de cierre al estar perforando13Procedimiento de cierre al viajar con TP 14Procedimiento de cierre al sacar o meter herramientas (lastrabarrenas) 15Procedimiento de cierre sin tubera dentro del pozo151

2. Control de Brotes PginaVII. COMPORTAMIENTO DEL FLUIDO INVASOR 15Caractersticas del fluido invasor (gas) 15VIII. MTODOS DE CONTROL DE UN BROTE 16Mtodo del perforador17Mtodo de densificar y esperar (del ingeniero) 18Mtodo concurrente 19IX. CONTROL DE POZOS EMPLEANDO EL EQUIPO SNUBBING21Usos del equipo snubbing 22Con tubera fuera del pozo 23Reventn subterrneo 23Mantener el control en viajes24Perforando pozos 25Pozos en produccin25Control de pozos con unidades snubbing 25Cierre del pozo25Pozo fluyendo26X. PROBLEMAS COMUNES EN CONTROL DE BROTES26Estrangulador erosionado o tapado26Presiones excesivas en tuberas de revestimiento 26Problemas de gas somero27Cuando la tubera no se encuentra en el fondo del pozo 27Pozo sin tubera 27Presiones excesivas en la tubera de perforacin 27Prdida de circulacin asociada a un brote 27XI. SIMULADOR DE BROTES27XII. REVENTN EN EL SUR DE LOUISIANA, E.U.A. 28Preguntas y respuestasNomenclaturaReferencias2 3. Control de Brotes Control de BrotesI. DEFINICIONES Presin de formacin: Es la presin de los fluidoscontenidos dentro de los espacios porosos de unaTodo el personal que labora en las actividades de roca. Tambin se le denomina presin de poro. Laperforacin de pozos deber contar con los cono-presin de formacin se clasifica en:cimientos necesarios para interpretar los diversosprincipios, conceptos y procedimientos obligadosNormalpara el control de un brote en un pozo. Por lo tantoAnormaliniciaremos con la definicin de conceptos para estecaptulo: Las formaciones con presin normal son aqullasque se controlan con densidades del orden del aguaBrote: Es la entrada de fluidos provenientes de lasalada. Para conocer la normalidad y anormali-formacin al pozo, tales como aceite, gas, agua, odad de cierta rea, se deber establecer el gradienteuna mezcla de estos.del agua congnita de sus formaciones, confor-me al contenido de sus sales disueltas. Para la cos-Al ocurrir un brote, el pozo desaloja una gran canti- ta del Golfo de Mxico se tiene un gradiente dedad de lodo de perforacin, y si dicho brote no es0.107 kg/cm2/m considerando agua congnita dedetectado, ni corregido a tiempo, se produce un re- 100, 000 ppm de cloruros.ventn o descontrol.Las formaciones con presin anormal pueden serDescontrol.- Se define como un brote de fluidos que de dos tipos: Subnormal es aqulla que se contro-no pueden manejarse a voluntad. la con una densidad menor que la de agua dulce,equivalente a un gradiente menor de 0.100 kg/cm2/Tipos de presin: Hidrosttica (Ph). Se definem. Una posible explicacin de la existencia de talescomo la presin que ejerce una columna de fluidopresiones en formaciones, es considerar que el gasdebido a su densidad y altura vertical y se expresa y otros fluidos han migrado por fallas u otras vasenkg/ cm2 o lb/pg2. del yacimiento, causando su depresionamiento. Ph = Profundidad (m) x Densidad fluido (gr/cm3)El segundo tipo son formaciones con presin10anormalmente alta. La presin se encuentra por en-o biencima de la considerada como presin normal. Lasdensidades para lograr el control de estas presio- Ph = Prof. (pies) x Densidad (lb/gal) x 0.052nes equivalen a gradientes hasta 0.224 kg/cm2/m.Estas presiones se generan por la compresin quePara el caso de pozos direccionales se deber desufren los fluidos de la formacin debido al peso detomar la profundidad vertical verdadera Hvv.los estratos superiores y se consideran formacio-nes selladas, de tal forma que los fluidos no puedenDensidad: Es la masa de un fluido por unidad de escapar hacia otras formaciones.volumen y se expresa en gr/cm3 o lb/gal.Para clculos prcticos de control de pozos la pre-Gradiente de presin (Gp): Es la presin hidrosttica sin de formacin (Pf) puede calcularse con la pre-ejercida por un fluido de una densidad dada, ac-sin de cierre en la tubera de perforacin (TP) y latuando sobre una columna de longitud unitaria.presin hidrosttica en el fondo del pozo. 3 4. Control de Brotes Control de BrotesPf = PCTP + PhExisten varios mtodos para determinar el gradiente BibliografaSimulation Systemde fractura que han sido propuestos por varios au-/www.digitranhg.comLa presin de formacin tambin se calcula suman- tores como: Hubert y Willis, Mattews y Kelly, Eaton.Programa de capacitacin WellCapDigitran, Inc. USAdo la presin de cierre en la tubera de revestimien- En la prctica, en el campo se determina en la prue- Petrleos Mexicanos PEP - UPMPto (TR) y la presin hidrosttica de los fluidos den- ba de goteo que consiste en aplicar al agujero des-Certificado por IADCControl dinmico de reventonestro del pozo. cubierto inmediatamente despus de perforar la za-Robert D. GraceFirefighting and Blowout Controlpata, una presin hidrulica equivalente a la pre-L. William Abel, Joe R. Bowden, Sr. Bob CuddAlgunas formaciones estn usualmente asociadassin hidrosttica con que se perforar la siguiente Patrrik J. Campbell Asociaciones Canadienses de Ingenieras y Contra-con gruesas capas de lutita arriba y debajo de unaetapa sin que se observe abatimiento de presin en1994, Wild Well Control, Inc. tistas de Perforacin de Pozosformacin porosa. Los mtodos cuantitativos usa-15 o 30 minutos.Traduccin parcial:dos para determinar zonas de alta presin son:Procedimiento Detallado para el Control de Brotes M.en I. Filemn Ros ChvezPresin de fondo en el pozo. Cuando se perfora se M. en I. Pedro J. Caudillo MrquezAPI American Petroleum InstituteRevista Ingeniera Petrolera Datos de sismologa (Velan)impone presin en el fondo del agujero en todasSnubbing Guidelines Parmetros de perforacindirecciones. Esta presin es la resultante de una I. William Abel, P E.. Hydril es una marca registrada de Hydril Company Registros geofsicos suma de presiones que son la hidrulica ejercidaWild Well Control Inc.de Houston, Texas; la cual es protegida por las leyespor el peso del lodo; la de cierre superficial en tu- de Estados Unidos de America, Mxico y otros pai-Presin de sobrecarga: Es el peso de los materiales a bera de perforacin (TP); la de cierre superficial enAplied Drilling Engineering ses, parte del equipo aqui descrito es una invencinuna profundidad determinada. Para la costa del Golfotubera de revestimiento (TR); la cada de presinAdam T. Bourgoyne, Martin E. Chernevert de Hydril quien se reeserva todos los derechos de pro-de Mxico se tiene calculado un gradiente de sobre- en el espacio anular por friccin; y las variacionesKeith K. Millheim, F.S. Young Jr. piedad de marca e intelectuales y no ha otorgado per-2carga de 0.231 kg/cm /m (figura 1). Sin embargo, para de presin por movimiento de tuberas al meterlas SPE Textbook series Vol.2 miso o licencia alguna de ello a ninguna persona.casos particulares es conveniente su determinacino sacarlas (pistn/sondeo).ya que es muy frecuente encontrar variaciones muysignificativas. Las rocas del subsuelo promedian dePresin diferencial. Generalmente, el lodo de per-32.16 a 2.64 gr/cm . En la grfica siguiente se muestranforacin tiene mayor densidad que los fluidos delas presiones de sobrecarga y la normal para el rea un yacimiento. Sin embargo, cuando ocurre un bro-de la costa del Golfo de Mxico. te, los fluidos que entran en el pozo causan un des-equilibrio entre el lodo no conta-0minado dentro de la tubera de500 perforacin y el contaminado enel espacio anular. Esto origina que 1000la presin registrada al cerrar el 1500pozo, por lo general sea mayor enel espacio anular que en el inte- PROFUNDIDAD EN METROS 2000 GRADIENTE DE PRESINrior de TP La presin diferencial. TOTAL DE FORMACIN2 0.231 kg/cm /m es la diferencia entre la presin 2500hidrosttica y la presin de fon- 3000 do. Es negativa si la presin defondo es mayor que la 3500hidrosttica. Se dice que una pre- 4000 DENSIDAD DE LODOsin es positiva cuando la presin GRADIENTE DE PRESIN NORMAL DE FORMACIN 3 DE PERFORACIN ( gr/cm )del yacimiento es mayor que la 4500presin hidrosttica y es negati- 5000va cuando la presin hidrosttica100 200300400 500 600700 800 900 1000 1100 1200 1300es mayor que la del yacimiento.PRESIN (Kg/cm ) 2La perforacin de un pozo se des-Figura 1 Gradientes de formacin. cribe como un sistema de vasoscomunicantes tipo U (figura 2).Presin de Fractura. Es la que propicia una fallamecnica en una formacin. Como consecuencia, Prdidas de presin en el sistema. En un sistemagenera una prdida de lodo durante la perforacin. de circulacin de lodo de perforacin las prdidas o433 5. Control de BrotesControl de Brotes3. Mencione los principales indicadores que antici- L Longitud (m)PTP Pea PTP II. CAUSAS Y ORIGEN DE UN BROTEpan un brote. LbLongitud de burbuja m.Ldc Longitud de los lastrabarrenas (m)Durante las operaciones de perforacin, se conser-Respuesta Ltp longitud de TP en piesva una presin hidrosttica ligeramente mayor a la Incremento del volumen en las presasNeNmero de emboladas de formacin. De esta forma se previene el riesgo Incremento de la velocidad de perforacin PCTPPresin de cierre en TP kg/cm2de que ocurra un brote. Sin embargo en ocasiones, Incremento de la velocidad d