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WELL CONTROLURIA DORIA MEDINA MASSIELC2907-6
SEPARADOR GAS-LODO
El separador Gas-Lodo forma parte del equipo auxiliar del sistema de control superficial y se encuentra conectado al múltiple de estrangulación con líneas de alta presión, y ayuda a remover el gas del lodo.
Funciones principales:
Eliminar grandes cantidades de
gases atrapados en el fluido de perforación.
Recolectar los fluidos
retornándolos al desgasificador.
Desviar los gases inflamables o
venenosos a una distancia segura
del equipo.
Reduce la densidad del lodo.
Reduce la eficiencia volumétrica de la bomba.
Disminuye la presión hidrostática de la columna de fluido.
Aumenta el volumen del fluido de perforación.
Cuando se incorpora gas al
lodo, se debe remover porque:
Separador Gas - Lodo
Características de diseño
Vista interior de un separador gas-lodo
El diámetro y longitud del separador,
determinan la presión
interior que podemos manejar. La
eficiencia del
separador lo
determinan: la altura, el diámetro
y diseño interno.
La altura del tubo en
“U” determinan el nivel de
fluido y evita que
el gas salga por el
fondo.
Desgasificador
DESGASIFICADORSu función consiste en eliminar el gas
incorporado al fluido de perforación, ya
sea por gasificaciones
durante las operaciones de
perforación, o para terminar el proceso de eliminación de gas del separador
gas-lodo.
La capacidad de manejo de fluidos debe ser acorde
al volumen o gasto que
produzcan las bombas de fluido de perforación.
Los interruptores de accionamiento, así como también
los accesorios deben ser a prueba de explosión.
La descarga del gas a la
atmósfera debe ser por una línea de preferencia
de 4” de diámetro y lo
más alto posible.
En la siguiente figura, se
muestra uno de los
desgasificadores más usados en los equipos de perforación.
Características de diseño
VÁLVULAS DE CONTRAPRESIÓN Y DE SEGURIDAD SUPERFICIAL Válvulas de Seguridad
y Preventor Interior
El API y reglamentos internacionales, establecen que los equipos de perforación deben estar dotados de las válvulas siguientes:
Válvulas de la flecha: - Válvula macho superior de la flecha.
- Válvula inferior de la flecha.
Válvulas en el piso de perforación: Se debe disponer de una válvula de seguridad en posición abierta en cada tipo y medida de rosca que se tenga en la
sarta de perforación.
Preventor interior: Se debe disponer de un preventor interior (válvula de contrapresión) para tubería de perforación por cada
tipo de rosca que se tenga en la sarta y del mismo rango de presión de trabajo del conjunto de preventores.
Válvula flotadora de la tubería de perforación: La válvula flotadora es normalmente instalada en la porción más inferior de
la sarta de perforación, entre dos lastrabarrenas o entre la barrena y el lastrabarrena.
Válvulas de compuerta:Las válvulas de compuerta son parte esencial del equipo de control superficial y se localizan en los múltiples del tubo vertical y de estrangulación; en las líneas de matar yestrangular principalmente. También se localizan en los diferentes cabezales de tuberías de revestimiento.
Preventor interior o válvula contrapresión tipo charnela
Preventor interior o válvula de contrapresión tipo pistón
Válvula flotadora de la tubería de perforación
Otro tipo de preventor interior o válvula de
contrapresión es la de caída o anclaje,
básicamente está constituido por la válvula de retención y sustituto
de fijación, el cual se puede instalar en el extremo inferior o
superior de la herramienta (aparejo de
fondo).
Preventor de caída o anclaje
EQUIPO SUPERFICIAL PARA PERFORACIÓN BAJO BALANCE La perforación bajo balance permite la producción de
hidrocarburos al momento en que el pozo es perforado, los hidrocarburos son separados del fluido de perforación en la superficie.
REQUERIMIENTOS:
Cabeza rotatoria o preventor rotatorio.
Equipo de separación de
superficie (separación de cuatro fases).
La presión hidrostática del
fluido de perforación sea
menor a la presión de formación,
permitiendo la entrada de fluidos de
formación hacia el pozo.
Usar de preferencia un
sistema de circulación de flujo cerrado.
Esquema de un arreglo típico de equipo superficial para perforación bajo balance.
Esquema Típico La perforación bajo balance requiere usar equipo adicional a los utilizados en la perforación convencional, que satisfagan la necesidad de manejo superficial de presión y de volúmenes de líquido y gas, tanto lo que se inyecta durante la perforación como la que se obtenga del yacimiento.
CABEZA O PREVENTOR ROTATORIO La cabeza o preventor rotatorio origina un sello primario
entre la tubería y elemento sellante, siendo complementado por la presión diferencial del pozo.
Se puede tener en el mercado dos tipos de cabeza rotatoria: Con elemento sellante sencillo. Con elemento sellante doble. que provee una capacidad extra de sello,
presión de trabajo mayor, tiempo y velocidad de rotación mayor.
Cabezas rotatorias
Preventor rotatorio
Características de las cabezas y preventores rotatorios.
SISTEMA DE SEPARACIÓN DE FASES
El Separador de fases líquidos/gas/sólidos, es un tanque cilíndrico con placas deflectores en el interior para acelerar la agitación o turbulencia del fluido y lograr la separación de las fases.
Sistema de separación abierto a presión atmosférica.
Puede usarse en forma modular, es decir, instalar sólo una sección de él según la
aplicación.
Son de menor costo.
Es compatible con equipo de
sensores y recolección de
datos.
El equipo que los
integra es:
Separador vertical de
baja presión.
Separador fluido de
perforación – hidrocarburos / recortes.
Separador de vacío.
Separación de recortes.
Separadores verticales y sistema de desnatado.
Nota: cuando la relación del gas que proviene del yacimiento sea muy alta se recomienda modificar el tubo de 6” de la entrada al separador, acondicionándolo como tubo en “U”.
Para evitar explosiones en el separador es necesario instalar una válvula Check de 7”cercana al extremo del quemador.
Separador de gases
SISTEMA DE SEPARACIÓN CERRADO DE BAJA PRESIÓN. Pueden considerarse como la segunda generación de equipos
de separación especializados para perforación bajo balance, ya que son capaces de manejar hasta 60 mil millones de pies cúbicos/día de gas y 40 mil barriles/día de aceite.
Funcionamiento interno del sistema de separación cerrado de baja presión
Este sistema de separación cerrado permite mejor control de los volúmenes de entrada y salida de la operación.
Puede trabajar a presión de hasta 250 psi.
Puede manejar mayores volúmenes que los atmosféricos.
Tiene mejores dispositivos de seguridad y normalmente tiene sistemas integrados de estrangulación.
Su costo es elevado y no se pueden manejar módulos, obligando a usar el sistemacompleto en todos los pozos.
VENTAJAS: DESVENTAJAS:
SEGURIDAD DEL PERSONAL Y PROTECCIÓN AMBIENTAL.
1.- Adiestrar y capacitar al personal para laborar en las operaciones de perforación bajo balance.
2.- Tener un quemador de encendido rápido.
3.- Tener el área habitacional y comedor en sentido contrario al rumbo de los vientos dominantes.
4.- Instalar un señalador de la dirección del viento.
5.- Mantener en la instalación el equipo y personal de seguridad industrial, proporcionarle conocimientos de la perforación bajo balance y sus riesgos, para un mejor apoyo en los casos imprevistos.
6.- En caso de la posible presencia de H2S, instalar un
detector de ácido sulfhídrico, tener el equipo de aire comprimido y realizar simulacros de cierre del pozo y evaluación.
7.- Durante el cambio de hules en la cabeza rotatoria no olvidarse de las siguientes operaciones:
- Desfogar la presión entre el preventor cerrado y la cabeza rotatoria.
- Asegurarse que los andamios se encuentren fijos. - Lavar la cabeza rotatoria.
8.- Instalar un sistema de iluminación contra explosión en todo el equipo de perforación bajo balance.
9.- Monitorear constantemente la efectiva operación del sistema bajo balance.
10.- Programar visitas del personal de mantenimiento instrumentistas, para checar la operación efectiva de los estranguladores variables hidráulicos, la unidad operadora de los preventores e instrumentos de indicadores de los parámetros de perforación.
11.- Programar visitas del personal de herramientas especiales (o compañía de servicio) para la revisión del arreglo de preventores.
12.- El separador gas-lodo (boster) debe ser diseñado para manejar la máxima producción de gas esperada y manejo de gases amargos (H2S y C02).
13.- Suspender las operaciones de perforación en caso de que las presas del sistema o auxiliares se llenen a su máxima capacidad.
14.- Construir mamparas en el quemador.
15.- Checar la existencia del tanque de almacenamiento de recortes impregnados de aceite.
16.- Mantener un piloto con diesel encendido o chispero automático en el quemador, para quemar de inmediato cualquier gas proveniente del pozo.
17.- Bombear o sacar el aceite continuamente de la presa auxiliar.
18.- Checar el equipo del sistema diariamente para
verificar posibles fugas.
CONSIDERACIONES OPERATIVAS. Acondicionar los equipos con sistemas de sensores que cubran
los parámetros indispensables enlistados a continuación: Volumen de lodo en la superficie, incluyendo medición de niveles
en las presas del equipo en la línea de retorno. Profundidad y velocidad de perforación en tiempo real. Velocidad de rotación. Temperatura de la entrada y salida de fluido de perforación. Densidad de lodo. Medición del retorno de fluido. Carga al gancho. Presión de bombeo. Contador de emboladas. Torque. Detectores de gas, particularmente cuando se tiene
antecedentes de H2S y CO2. Además, disponer de alarmas auditivas y visuales. A continuación se presentan dos diagramas de instalación del
equipo de perforación bajo balance usados en los pozos Sen 65 y Puerto Ceiba 111, respectivamente.