Apuntes de Hidraulica de Perforación

   Hidráulica de Perforación

Métodos hidráulicos

Descripción

Explica los diferentes métodos hidráulicos de acuerdo al tipo de formación y mecha seleccionada.

Contenido

Factores limitantes

Máximo impacto hidráulico

Máxima potencia hidráulica

Tema 1

Factores limitantes

Contenido

Mapa

Página

1.   Caudal mínimo

1.   Bombas de lodo

3.    Caudal crítico

4.    Velocidad en las boquillas de la  mecha

5.    Potencia hidráulica por pulgada cuadrada

El uso de la hidráulica de perforación se  inició con la utilización de toberas (jets) en las mechas, en el año 1948. Desde ese entonces hasta la actualidad, han sido utilizados y mejorados los programas de circulación para lograr  optimizar la tasa de penetración de la mecha, optimizando la limpieza del fondo del pozo, tratando de levantar los cortes generados por el proceso de penetración, tan pronto como se produzcan.

El concepto de hidráulica de perforación se refiere a la limpieza efectiva del  fondo del pozo mediante el desalojo de los cortes producidos por la acción  de la mecha contra la formación. Esta limpieza es lograda por medio del fluido de perforación. En formaciones muy blandas, es muy difícil precisar la hidráulica requerida  para obtener una limpieza adecuada del fondo de pozo.                          En este tipo de formaciones, la generación del hoyo se logra más por el efecto del impacto del fluido que sale por las toberas de la mecha que por la acción cortante de la misma. En este caso, la máxima tasa de penetración se alcanza con el máximo caudal disponible de las bombas de lodo.

En formaciones de dureza blanda hasta duras, la hidráulica óptima requerida debe determinarse directamente en el taladro. Sinembargo, es necesario realizar programas hidráulicos previos referenciales, antes del inicio del programa de perforación, los cuales serán ajustados posteriormente a las condiciones reales de campo.

Fundamentalmente, la tasa de penetración de la mecha está gobernada por la eficiencia en la remoción del ripio desde del fondo del hoyo y por la combinación óptima de velocidad de rotación de sarta y peso aplicado sobre la mecha.

Un incremento en el porcentaje de roca desalojada y transportada por el fluido de perforación antes de que vuelva a ser triturada por la mecha, hace que aumente la eficiencia de la limpieza del fondo del pozo y da como resultado una mejor tasa de penetración.

Para lograr una apropiada remoción del ripio (cortes de formación), se realizan los programas hidráulicos. Estos establecen tasas de circulación y tamaños de chorros de las mechas, óptimos para cada situación específica.

A continuación se describen los factores limitantes para la creación de dichos programas hidráulicos.

Concepto

Es el mínimo caudal requerido para el transporte hacia la superficie de los cortes generados por la mecha.                                                                                                                  Este caudal mínimo requerido es función de los diámetros del hoyo perforado, de la sarta de perforación utilizada, y del diámetro interior de los revestidores.                                                                                                            

Como regla de mano para estimar el caudal mínimo requerido se usa:            

Qmin =  30  x  DH                  (1)   para mechas tricónicas.

Qmin. = 12.72 (DH)1.47           (2)  para mechas PDC.

        Donde:

Qmin:   Gal/min

DH:  Diámetro del hoyo, pulgadas.

               Ejemplo:

  Mecha 12  ¼  "    

  Tricónica: Qmin : 30  x  12.25 = 368 gal/min

  PDC: Qmin =  12.72 (12.25)1.47 = 506 gal/min

Velocidad de asentamiento         de los cortes

Es necesario definir la velocidad de asentamiento del ripio para poder determinar la velocidad neta de ascenso.

Determinación de la velocidad de asentamiento (Vs)

Vs = [pic 1]                           (3)

[pic 2]       

DL :  densidad del lodo ,  lbs/gal

e:  espesor de la partícula, pulgadas.

[pic 3]

[pic 4]