Perforacion Bajo Balance

PERFORACION BAJO BALANCE EN MEXICO”

PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO PETROLERO Y ENERGIAS ALTERNAS

ALUMNO:

ROBERTO CARLOS GARCIA CARDENAS

TAMPICO, TAMPS.; 17 DE JUNIO DE 2013.

PREFACIO

Desde el desarrollo de los primeros pozos petroleros en México hasta nuestros días, la necesidad de llegar a objetivos más profundos con condiciones más complejas nos ha empujado a desarrollar nuevas y mejores tecnologías de perforación, las cuales nos proveen de mejores elementos para lograr optimizar los trabajos de la perforación de pozos.

RESUMEN

El presente trabajo es una recopilación y revisión de información obtenida de distintas fuentesrelacionadas con la tecnología de perforación bajo balance. Se describen factores técnicos que sedeben tomar en cuenta para el diseño, planeación o selección del equipo. Se listan varias de lascaracterísticas de diseño con las que debe cumplir el equipo para el manejo del flujo, tanto de losfluidos de control de la perforación como para los fluidos producidos. Se mencionan algunos de losfactores que permiten llevar a cabo la selección adecuada del sistema del fluido de perforación,esencial para obtener un rendimiento adecuado a las características y condiciones de la formación aser perforada.

Este trabajo resalta la importancia de las ventajas técnicas como son disminuir o evitar las pérdidasde circulación, disminución del daño a la formación, incremento en la velocidad de penetración y/oel aumento de la productividad, que proporciona la perforación bajo balance sobre los métodosconvencionales.

En el capítulo X, “Antecedentes”, se desarrollan conceptos básicos necesarios para comprender latécnica de perforación en su marco teórico, la perforación bajo balance, así como sus inicios, definición, ventajas, desventajas,limitaciones y una breve comparación entre la perforación bajo balance y la perforaciónsobrebalance (Convencional).

En el capítulo X, “Hidráulica en perforación bajo balance”, se señalan los fluidos utilizados en laperforación bajo balance, formas de seleccionar el fluido optimo para perforar en condición de bajobalance, el cual debe tener todos los requerimientos, las técnicas para obtener la condición bajobalance y por último los modelos hidráulicos (monofásico y multifásico) para modelar el flujo enperforación bajo balance.

En el capítulo X, “Equipos y arreglos utilizados en perforación bajo balance”, describe los equipos

utilizados en superficie para la perforación bajo balance como son desviadores de flujo, separador,

estrangulador, quemador, unidad generadora de nitrógeno, compresor, booster entre otros. Además

de los arreglos (equipo necesario) dependiendo del tipo de perforación que se lleve a cabo(Perforación con aire, espuma, nitrógeno, niebla, gas natural, líquidos gasificados).

INTRODUCCION

La técnica de perforación bajo balance, originalmente fue diseñada para incrementar la velocidad depenetración y la vida de la barrena. En un principio se utilizó en áreas de buen control geológicopara mejorar la perforabilidad de formaciones impermeables, reduciendo el esfuerzo de sobrecargade la roca expuesta a la barrena. Sin embargo en sus inicios, la penetración vertical de formacionespermeables, no fue considerada como una aplicación de la perforación bajo balance.

Tradicionalmente las formaciones permeables se han perforado con columnas hidrostáticas deligero sobre balance, con el propósito de prevenir la condición de brote del pozo y evitar los riesgosinherentes al descontrol del mismo. Cuando un brote ocurre, el fluido invasor es circulado a través

del árbol de estrangulación, controlando las presiones a la entrada y salida del sistema circulatorio e

incrementando la densidad del fluido de control hasta la condición de equilibrio hidrodinámico.

Con la técnica de perforación bajo balance, generalmente la presión de poro de las formaciones es

superior a la columna hidrostática impuesta por el fluido de control, requiriendo para su operación

un adecuado sistema de manejo de presión en superficie, que permita rotar y reciprocar la sarta en

condiciones seguras para la instalación y el personal que labora en ella.

Las primeras pruebas de perforación bajo balance en carbonatos fracturados,se hicieron en pozos del Austin Chalk en Texas y después de alcanzar un conocimiento de lapresión de poro más preciso y manejar mejor los riesgos, la técnica empezó a utilizarse en laperforación de pozos horizontales, evolucionando el nombre a perforación con flujo controlado.

En una condición de bajo balance, la densidad del fluido de control puede diseñarseintencionalmente para crear esta situación, requiriendo el empleo de Aire o Nitrógeno inyectadodesde la superficie o utilizando una sarta parásita adyacente, que permita el influjo de gas alsistema. Los fluidos más comúnmente utilizados en perforación bajo balance son: Aire, Nitrógeno,Espumas, Agua, Diesel, Crudo, etc., los cuales son analizados previamente, para determinar sucompatibilidad con los fluidos de las formaciones expuestas y evitar de esta forma un posible dañoal espacio poral perforado.

Probablemente dentro de las mayores ventajas de esta técnica, hoy endía se encuentran incluidas las siguientes:

Operaciones Seguras para el personal

Incrementar el ritmo de penetración y la vida de la barrena

Reducir la posibilidad de pegaduras de la sarta en el agujero

Minimizar las pérdidas de circulación mientras se perfora

Monitorear presiones del espacio anular

Mejorar la evaluación de las formaciones

Incrementar la productividad del pozo

Reducir o eliminar el requerimiento de tratamientos de estimulación

En México, la empresa encargada de realizar la perforación, terminación y mantenimiento de pozos

es la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos de Pemex; cuya actividad se desarrolla en

una extensa área geográfica, que es atendida por las Gerencias Divisionales Norte, Sur y Marina; las

cuales enfrentan diferentes problemáticas operativas que incluyen: pozos con alta presión y altatemperatura, formaciones con presencia de fluidos amargos, pozos con brote y pérdida sucesivas,

inestabilidad de las paredes del agujero, atrapamiento de la sarta, formaciones depresionadas, etc. Todo esto los ha obligado a buscar y

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