PERDIDAS DE CIRCULACION
¿Cuándo un pozo se dice que “pierde”?
Un pozo pierde
cuando el Q (Caudal) de retorno es menor que el Q que envío.
O sea, parte del Caudal (fluido) ingresa a la formación.
¿Cuándo sucederá esto?
En formación permeable à Ph = K x dens.lodo x Prof.
a)Cuando Ph >> Pfm la inyección ingresa a la
formación, entonces retorna menor Q.
Lo que se hace es lo siguiente:
Se deja de perforar y se circula. Evidentemente los niveles
se tienen que mantener iguales. Si el nivel baja, hay pérdida de circulación en
la zona permeable.
“Perdida de Circulación”
b) Otra Situación, se produce el ingreso de fluido de fm
al pozo. O sea, Ph << Pfm à Q
de retorno > Q entrada, entra al lodo, en superficie me doy cuenta por los
tanques donde almacena el lodo (en algunos casos, ingresa en ellos más lodo del
que es capaz de almacenar).
a)
Confirmada
la existencia de la pérdida se agrega al lodo materiales obturantes.
Los materiales obturantes, lo más comunes se clasifican
en: materiales finos o materiales gruesos.
Los más usados en materiales finos son:
- Carbonato de Ca granulado (es el mismo que se
usa para densificar, pero de grano más grande, grueso, e irregular).
-Cáscara de nuez: con el Carbonato de Ca, ambos
sirven para arenas permeables, junto con la inyección que entra a la formación.
O sea, el Carbonato de Ca y la cáscara de nuez, entra en la fm, se sitúan entre
los poros de las arenas dificultando la permeabilidad.
El inconveniente más grande (de éste tipo de obturante)
es que gran parte se queda en la pared del pozo y es fácilmente removido por la
circulación y no dura casi nada. (Solo tapa superficialmente).
-La mica fina o la cáscara de arroz, tienen la
ventaja, frente a los obturantes duros como el carbonato de ca o la cáscara de
nuez (al tener granos duros se quedan pegados en la pared del pozo) que
penetran más profundamente en las arenas permeables (como son granos blanditos
se meten y deforman, se doblan, entonces son más efectivos.)
La cáscara de nuez o mica fina se utiliza también para
pérdidas por fracturas.
Existen 2 tipos de pérdidas:
a- perdidas por permeabilidad b- perdidas por fractura
Otro obturante que se utiliza en distintos tipos de
granulametría es goma, llamada MIXEL, mezclada con cáscara de nuez o carbonato
– mezcla de obturantes blandos y obturantes duros. Esta mezcla funciona muy
bien.
Para el caso de pérdidas muy severas se suele usar mezclas de obturantes finos con
gruesos. El más común es el celofán (papel celofán cortado en tiritas).
Para pérdidas más severas que el caso anterior se suele
usar bagazo de la caña de azúcar.
Para pérdidas más severas aún se hacen tapones de cemento
o algunas veces de yeso.
El uso de tapones de yeso, es menor, porque son sustancias
que pierden el agua muy rápidamente. Para su uso se prepara el agua con
sustancias hidrófugas, y se lo envía al pozo. Una vez en la zona de pérdida se
saca el sondeo lo más rápido posible, ya que éstas sustancias tienen la
propiedad de perder en forma instantánea el agua; queda una pasta y si no se
saca rápido el sondeo, éste se pega (debido a la pasta formada).
Pero el caso del tapón de Cemento (se espera
fragüe y luego se perfora) se utilizan dos métodos:
1)Una lechada de cemento normal (agua – cemento)
2) Otra que se llama oil – cemento: se mezcla el cemento
con gasoil, no con agua. Y se envía 1º un tapón de agua de cabecera de lechada,
2º una lechada oil cemento, 3º un tapón de agua, y urgentemente se saca sondeo.
Se deja de fragüar.
Hay 2 (dos) técnicas, a aplicar:
El caso de pérdida parcial ( se da cuando hay
faltante de volumen, pero hay retorno), una vez que fracasa el recurso de bajar
el Q, se carga el lodo con obturantes y se aumenta el Q netamente a valores
superiores al que estaba trabajando. (el obturante, con la Pº (presión
dinámica) entra a la pérdida).
En pocas palabras, se aumenta el Q para aumentar la
Presión (Pº) dinámica con el objeto de que el obturante penetre la formación.
En caso de Pérdidas Severas: las técnicas a
utilizar son dos:
1°)Método más común: (para tapones de cementos o
hidrófugo).
Colocar el tapón obturante frente a la formación
permeable, sacar herramienta hasta situarla por encima de esa zona y en un
lugar seguro esperar el fragüe.
2°)Método para caso más
complicado
Una vez que se hace lo anterior (1º) se vuelve a perforar
y si sigue la pérdida, entonces se levanta la herramienta a un lugar más seguro
aún, se cierra la válvula preventora (el pozo) y se bombea. Se hace un tapón a
presión.
En éste método hay que tener cuidado con la presión (que
se levanta). Entonces, es conveniente hacer ésta tarea con la bomba de una
Equipo cementador (1/4 de bbl x min) (no con la bomba propia del equipo).
La bomba del equipo tiene 7 galones por embolada, pero
cualquier bomba no puede andar a menos de 50 emb/min.
1
embolada ------- 7 galones
50
emboladas ---- x = 350 gal. à
1.100 lt/min (mínimo)
(min con el camión cementador: 40 lts/min)
Con el camión cementador (bomba triplex) bombeo a Q
bajos.
Hay que mantener los tapones con sustancias hidrófugas,
controlando las presiones
Como se Localiza la Zona de Pérdida
Los métodos para pérdidas muy complicadas (cuando aplico
obturantes y no pasa nada) son:
1- “Método de la Temperatura o Gradiente térmico” : en
zonas superficiales no se utiliza.
2- “Método de la Gota Radioactiva: solo se usa en zonas
superficiales.
1)Gradiente térmico:
de la pérdida (porque el lodo que está más abajo está
estático).
En éste método, la lectura es más complicada. Si la
pérdida es muy profunda (o muy pequeña), se hace el perfil después de bombear,
(se normaliza la Tº) y no se hace visible o evidente el salto de Tº en el perfil
de Tº.
2- Método de la Gota
Radioactiva
Se usa cloro radioactivo y un contador de radioactividad.
Se baja la sonda en un determinado lugar (es más facil de usar). Se inyecta
cloro radioactivo previamente
y se cierra el pozo y se bombea para que admita, se mete
lodo por el anular y la
gota baja hasta meterse en la pérdida; mientras tanto al
contador radioactivo lee
la troza radioactiva.
Si el contador no lee dicha traza, se encuentra la zona
de pérdida (O sea, la lectura se pierde una vez que la traza radioactiva
encuentra una zona de pérdida ya que se mete en la misma).
Para tener en cuenta
Cuando no hay cambios en las características del lodo
(aumento de peso, viscosidad, Q) mientras se está perforando y detectamos una
pérdida.
Casi podemos asegurar que la pérdida es en el fondo. En
estos casos, y si la pérdida no es total (parcial) es conveniente continuar
perforando con pérdida parcial hasta pasar la formación que admite.
Esto se hace con el objeto de tener toda la zona
permeable expuesta (pasar la zona y después mandar obturantes).
En algunos casos, debido a la severidad de las pérdidas y
la imposibilidad de localizarlas por métodos de Tº o radioactivos (caso típico
de pérdidas a poca profundidad), es económicamente posible cambiar el lodo por
una inyección aireada o en ciertas situaciones perforar directamente con aire à pérdidas superficiales.
.1 FACTORES QUE
AFECTAN LA PERDIDA DE CIRCULACIÓN
Existen muchos
factores que originan pérdidas de circulación en el hoyo, cada uno de estos
está relacionado con el tipo de formación que se está perforando, las
condiciones del hoyo y la presión que ejerce la columna del fluido de
perforación.
Los tipos de formaciones o condiciones en el subsuelo que pueden ocasionar o son susceptibles de generar una pérdida de circulación en el pozo se clasifican en cuatro categorías:
Los tipos de formaciones o condiciones en el subsuelo que pueden ocasionar o son susceptibles de generar una pérdida de circulación en el pozo se clasifican en cuatro categorías:
3.1.1 Fracturas Naturales o Intrínsecas
Estas son creadas por los esfuerzos tectónicos, y los diferentes eventos geológicos ocurridos en una determinada zona. Se manifiestan por una discontinuidad que rompe los estratos de las rocas en bloques por medio de grietas o fisuras que pueden permitir el paso de los fluidos que se encuentran en el pozo solo si existe suficiente presión en el hoyo capaz de exceder la de los fluidos de la formación y además el espacio creado por la fractura es tan grande como para permitir la entrada de los fluidos con esta presión. (Figura 1.c)
3.1.2 Fracturas Creadas o Inducidas
Son aquellas producidas durante las operaciones de perforación con el fin de estimular la formación para mejorar la producción (fracturamiento hidráulico y acidificación). Adicionalmente, muchas fracturas han sido creadas al tratar de mantener el peso de la columna hidrostática en el hoyo por lo que esta operación también puede crear fracturas en la formación si se excede la densidad necesaria para mantener las paredes del hoyo.
Las fracturas inducidas o creadas se distinguen de las fracturas naturales principalmente por el hecho de que la pérdida del fluido de perforación hacia fracturas inducidas requieren la imposición de presión de una magnitud suficiente para romper o abrir una parte de la formación. (Figura 1. d)
Estas son creadas por los esfuerzos tectónicos, y los diferentes eventos geológicos ocurridos en una determinada zona. Se manifiestan por una discontinuidad que rompe los estratos de las rocas en bloques por medio de grietas o fisuras que pueden permitir el paso de los fluidos que se encuentran en el pozo solo si existe suficiente presión en el hoyo capaz de exceder la de los fluidos de la formación y además el espacio creado por la fractura es tan grande como para permitir la entrada de los fluidos con esta presión. (Figura 1.c)
3.1.2 Fracturas Creadas o Inducidas
Son aquellas producidas durante las operaciones de perforación con el fin de estimular la formación para mejorar la producción (fracturamiento hidráulico y acidificación). Adicionalmente, muchas fracturas han sido creadas al tratar de mantener el peso de la columna hidrostática en el hoyo por lo que esta operación también puede crear fracturas en la formación si se excede la densidad necesaria para mantener las paredes del hoyo.
Las fracturas inducidas o creadas se distinguen de las fracturas naturales principalmente por el hecho de que la pérdida del fluido de perforación hacia fracturas inducidas requieren la imposición de presión de una magnitud suficiente para romper o abrir una parte de la formación. (Figura 1. d)
3.1.3 Fracturas cavernosas
Las fracturas creadas en zonas cavernosas están generalmente relacionadas con formaciones volcánicas o de carbonatos (caliza y dolomita). Cuando estas formaciones fisuradas son perforadas, la columna de fluido de perforación puede caer libremente a través de la zona vacía creada por la fractura y producir rápidamente la pérdida del fluido de perforación.
Las formaciones cavernosas se diferencian de las fracturas naturales e inducidas en que las cavernas son probablemente el resultado de un fenómeno de disolución de la roca, es decir pueden aparecer durante el enfriamiento del magma o ceniza volcánica. (Figura 1.b)
3.1.4 Pérdidas en Formaciones altamente Permeables o poco ConsolidadasPueden tener una permeabilidad suficientemente alta para que el fluido de perforación invada la matriz de la formación, y generar así la pérdida de circulación de los fluidos del pozo. La alta permeabilidad también se encuentra frecuentemente en las arenas, grava, y formaciones que fueron arrecifes o bancos de ostras.
En general para que ocurra la pérdida de fluido hacia las formaciones permeables es necesario que los espacios intergranulares tengan suficiente tamaño para permitir la entrada del fluido de perforación, y como en el caso de las fracturas naturales y cavernosas, es necesario que exista una presión hidrostática que exceda la presión de la formación. Solo así podrá ocurrir la invasión.
Identificar los tipos de formaciones que causan pérdida de circulación siempre es un factor importante para determinar la solución del problema. En la siguiente tabla se identifica los tipos de formaciones propensas a generar pérdida de circulación en el hoyo y otras características distintivas que fueron observadas durante la pérdida de fluido en operaciones de campo. (Figura 1.a)
Las fracturas creadas en zonas cavernosas están generalmente relacionadas con formaciones volcánicas o de carbonatos (caliza y dolomita). Cuando estas formaciones fisuradas son perforadas, la columna de fluido de perforación puede caer libremente a través de la zona vacía creada por la fractura y producir rápidamente la pérdida del fluido de perforación.
Las formaciones cavernosas se diferencian de las fracturas naturales e inducidas en que las cavernas son probablemente el resultado de un fenómeno de disolución de la roca, es decir pueden aparecer durante el enfriamiento del magma o ceniza volcánica. (Figura 1.b)
3.1.4 Pérdidas en Formaciones altamente Permeables o poco ConsolidadasPueden tener una permeabilidad suficientemente alta para que el fluido de perforación invada la matriz de la formación, y generar así la pérdida de circulación de los fluidos del pozo. La alta permeabilidad también se encuentra frecuentemente en las arenas, grava, y formaciones que fueron arrecifes o bancos de ostras.
En general para que ocurra la pérdida de fluido hacia las formaciones permeables es necesario que los espacios intergranulares tengan suficiente tamaño para permitir la entrada del fluido de perforación, y como en el caso de las fracturas naturales y cavernosas, es necesario que exista una presión hidrostática que exceda la presión de la formación. Solo así podrá ocurrir la invasión.
Identificar los tipos de formaciones que causan pérdida de circulación siempre es un factor importante para determinar la solución del problema. En la siguiente tabla se identifica los tipos de formaciones propensas a generar pérdida de circulación en el hoyo y otras características distintivas que fueron observadas durante la pérdida de fluido en operaciones de campo. (Figura 1.a)
Fracturas Naturales
·
Pueden ocurrir en
cualquier tipo de roca
La pérdida es evidenciada por disminución gradual del fluido de perforación en los tanques. Si se continua con la perforación y se encuentran más fracturas se puede perder completamente el fluido de perforación.
La pérdida es evidenciada por disminución gradual del fluido de perforación en los tanques. Si se continua con la perforación y se encuentran más fracturas se puede perder completamente el fluido de perforación.
Fracturas Inducidas
·
Pueden ocurrir en cualquier
tipo de roca pero se esperan en formaciones con características de planos
débiles como las lutitas.
·
La pérdida es
normalmente repentina y acompañada por pérdidas de retorno completas.
Cavernas
·
Ocurren normalmente en
calizas.
·
La pérdida de retorno
es repentina y completa.
·
La tasa de penetración puede disminuir antes
de la pérdida.
·
Usualmente la mecha
cae varios pies antes de volver a encontrar la formación.
·
Se observa un aumento
de peso en el gancho debido a la sarta y una disminución de peso aplicado sobre
la mecha.
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