sábado, 30 de mayo de 2009

Operaciones Corrida de Tubulares de Casing y de Cementación de Pozos Horizontales.


VERIFICACIÓN DE DIÁMETROS, CLASES, RANGOS, PESOS DEL REVESTIDOR A SER CORRIDO.

Los revestidores o camisas, tambien llamados en ingles: CASING, son tubos de protección o revestimiento que aislaran al pozo de las formaciones por las que atraviesa. Estos se requieren al patio de materiales, en cantidades suficientes para abarcar la profundidad perforada. Durante la revestida del hoyo intermedio (de 8 ½” en el Sur de Monagas) se solicita una cantidad de revestidores igual en longitud a la profundidad que se va a revestir. mas un 10% por seguridad, dado el caso que algunos resulten dañados. En hoyos de 8-1/2" se reviste con casing de 7".

Al considerar el diseño y la selección de la sarta de revestimiento, los factores técnicos se centran sobre el diámetro, el peso (en libras por pie), la longitud y la naturaleza de las formaciones a revestir. La sarta debe resistir a las presiones y todos los factores que pudieran afectarle en el subsuelo.

Para el hoyo Superficial se tienen revestidores de 9-5/8” por lo general, para un hoyo perforado con mecha de 12 ¼”. Cuando el diámetro del hoyo es mayor, puede requerir el empleo de revestidores de hasta 20” de diámetro. La longitud del revestidor en este hoyo es corta en comparación con la de los siguientes hoyos del mismo pozo.

En el hoyo intermedio generalmente se emplean revestidores de 7”, luego de haber perforado con una mecha de 8 ½”. La longitud de cada revestidor está alrededor de los 40 pies. Sin embargo, estos al ser recibidos en el taladro han de ser medidos, revisados, y que los mismos sean los que hayan sido previamente solicitados, en cuanto a diámetro y peso, que por lo general es de 23.000 a 40.000 libras.

II- ORGANIZACIÓN DEL CASING TALLY, MEDIDA DE LA TUBERIA E INSPECCIÓN.

Una vez recibidos y chequeados los revestidores, se procede a su ordenamiento y medición. Por lo general se enumeran con tiza especial de manera acorde al orden en que van a ser retirados del burro de almacenamiento al de la corredera por el montacargas. Por lo general dado el peso del revestidor, se enumeran de 5 en 5, y se va anotando para cada tubería medida su respectiva longitud.

Ya con estos datos, el supervisor del pozo procederá a realizar el Casing Tally, que no es mas que un listado donde se presentan enumeradas y ordenadas cada una de las tuberías del revestidor, diseñadas de forma tal que pueda cumplir con los parámetros requeridos.

En el casing tally de igual forma se dispone el equipo de flotación, en combinación con los revestidores. El primer casing es bajado teniendo la zapata ciega como base, y en el segundo ,el cuello flotador. La disposición de los centralizadores dependerá de un diseño basado en estudios de ingeniería dependiendo del angulo del pozo y otros parametros.

De igual manera, el casing tally permite llevar un control sobre la profundidad que se lleva de acuerdo al número de tuberías que se han bajado, asi como la longitud acumulada y el peso acumulado. El mismo se toma de acuerdo con el peso por pie de cada uno de los casing por el numero de estos que hayan sido bajados.


III- CHEQUEO DE EQUIPO DE FLOTACIÓN, CENTRALIZACION.


El equipo de flotación consta de la zapata flotante, el cuello flotador, tapones, los centralizadores, los centralizadores flexibles y, en ciertas ocasiones, los raspadores. Estos accesorios fueron diseñados conforme la experiencia en las operaciones de perforación requirió su fabricación para la obtención de mejores resultados.

La zapata flotadora o de cementación va enroscada al primer tubo que se baja durante el revestimiento. Esta sirve para guiar a la tubería en su descenso hasta la profundidad donde se va a cementar. En su interior posee un mecanismo de obturación que impide que los fluidos de perforación puedan ingresar dentro de la zapata. La funcionabilidad de este se chequea antes de bajar el revestidor, agregando agua en un extremo de la zapata, la cual debe impedir, de estar en perfecto estado, que el agua penetre en su interior y se bote por debajo.

El cuello flotador se coloca entre dos tubos que serán bajados inmediatamente o poco después del primer tubo al que se le había enroscado la zapata. Este cuello o unión tiene como funcionabilidad permitir la entrada de los fluidos de perforación hacia el hoyo, pero impedir la entrada de los fluidos desde el hoyo hasta la tubería, mediante un mecanismo de válvula de un solo paso. Dispone además de un asiento en donde se le insertará un tapón que indicará la finalización del proceso de cementación. De igual forma que la zapata, se chequea verificando que no deje pasar agua hacia su interior.

Los centralizadores se instalan en los puntos que se crean necesarios con el fin de asegurar que la sarta quede centrada respecto al hoyo, evitando que esta se pueda recostar contra la pared del mismo. Antes de su empleo hay que verificar si en los materiales solicitados fueron enviados los respectivos clavos de aseguramiento del centralizador.


IV- REVISION DEL DISEÑO DE LA CORRIDA DE REVESTIDOR EN EL CAMPO, PROGRAMA DE CENTRALIZACION.

La corrida del revestidor es diseñada por medio de la elaboración del casing Tally. Para ello se requiere indicar las longitudes de la zapata de flotación, el primer tubo revestidor y la del cuello flotador. En el diseño de igual forma, se van enumerando las demás juntas, tanto las que se van a bajar como las que quedaran por fuera. Estas últimas serían aquellas que sobran debido a que las que ya fueron bajadas cubren la totalidad de la profundidad abarcada desde el asentamiento de la zapata hasta mas o menos unos 5 pies por encima de la mesa rotaria.

Cada 1500 pies se debe proceder a la ruptura de geles con la finalidad de facilitar el movimiento del lodo cuando éste se melifica mostrando valores altos de viscosidad que pueden ocasionar pérdida de los fluidos de perforación.

El programa de centralización se elabora directamente en el campo para mantener la tubería lo más centrada posible respecto al hoyo y evitar que se recueste en las paredes de éste, evitando así pegas de tubería. La empresa Halliburton maneja un programa que calcula el Stand Off o diferencia de centralización del revestidor en el hoyo, en la etapa de revestimiento de manera tal que se pueda proporcionar un óptimo diseño de centralización.


V- OPERACIONES DE CEMENTACION PRIMARIA (RECEPCION DE EQUIPOS, REVISION DE EQUIPOS, CALCULO DE CAMPO, CEMENTACIONES)

La cementación es el procedimiento en donde agua y cemento se combinan e inyectan a través de la tubería de revestimiento o la de producción en zonas críticas. Tal es el caso de la zona alrededor de la zapata de la tubería revestidora, el espacio anular y hoyos desnudos.

La cementación primaria se realiza a presiones suficientes para que la mezcla de cemento bombeada por el interior de la sarta revestidora, pueda desplazarse a través de la zapata flotante. La mezcla pasa de la zapata ascendiendo hacia el espacio anular hasta cubrir la distancia calculada que debe quedar rellena de cemento.

Cuando la mezcla no esta llegando a la superficie, se asume que se esta circulando cemento hasta las formaciones. En este caso se requiere de una cementación remedial o forzada. Durante la cementación primaria se hace el llamado a la empresa encargada de realizar esta fase, la cual debe disponer en las instalaciones del taladro de una unidad cementadora con dos bombas, un Batch Mixer (mezclador), tolvas de cemento, equipo para medición de parámetros de cemento (presión, tasa, densidad), tapones (Inferior Rojo y Superior Negro), Botella de Circulación, Cabezal Buttres y balanza presurizada.

Los cálculos para esta fase son mas que todo relacionados con el Volumen de la Lechada de Cola y la de Relleno, Shoe Track (espacio entre zapata y cuello), y el Volumen de Agua a Desplazar. Para ello se requiere que de acuerdo al programa de cementación diseñado para el pozo, se maneje la densidad de la lechada de cola y la profundidad a la cual debe quedar esta (por lo general en los pozos del Campo Uracoa se pide que la lechada de cola este a 500 pies encima del tope de la Formación Oficina). Para la lechada de relleno se requiere igualmente su densidad y profundidad, que depende de la ubicación de las zonas a aislar.


FORMULAS

Para el Volumen de la lechada de Cola

V(lecCola) = (Dh^2 - De^2) / 1029,4 x (PZ - PTL)

Donde:

VlecCola = Volumen de Lechada de Cola (en Barriles)

Dh = diámetro del Hoyo ( en pulgadas)

De = Diámetro del Revestidor ( en pulgadas)

PZ = Profundidad de la Zapata (en pies)

PTL = Profundidad del Tope de la Lechada (en pies).

  • Para el Volumen de la lechada de Relleno

V(lecRell) = (Dh^2 - De^2) / 1029,4 x (PTLc - PTLr)

Donde:

VlecRell = Volumen de Lechada de Relleno, en barriles.

Dh = diámetro del Hoyo, en pulgadas.

De = diámetro externo del casing, en pulgadas.

PTLc = Profundidad del Tope de la lechada de Cola, en pies.

PTLr = Profundidad del Tope de la Lechada de relleno, en pies.

  • Para el Volumen de Shoe Track:

Vst = (DI^2 * LongST) / 1029,4

Donde

Vst = Volumen de Shoe Track, en barriles

DI = diámetro interno del Revestidor en pulgadas

Long ST = longitud del Shoe Track en pies.

  • Para el Volumen de Agua a desplazar.

Vw = (DI^2 * PCF) / 1029,4

Vw = Volumen de agua a desplazar, en Barriles.

Di = Diámetro interno del revestidor, en pulgadas.

PCF = profundidad del Cuello Flotador, en pies.



VI- OPERACIONES DE CEMENTACION SECUNDARIA (PRACTICAS COMUNMENTE USADAS EN CAMPO, TIPOS DE CEMENTACIÓN REMDIAL, PRUEBAS DE INYECTIVIDAD).

La Cementación secundaria, también conocida como Remedial o Forzada, consiste literalmente en forzar la mezcla de cemento a altas presiones hacia la formación para corregir anomalías en ciertos puntos que son abiertos en los revestidores por medio de cañoneo.

Esta inyección de cemento se aplica para:

Falta de cemento en ciertos tramos de la tubería.

Aislamiento de un intervalo acuífero y/o gasifero en la tubería.

Corrección de fuga de fluidos a través del revestidor debido a desperfectos, y

Abandono de zonas productivas agotadas.


BOMBEO DE LECHADAS, REVISION DE PARAMETROS.


El Bombeo de las lechadas de cemento requiere de la revisión de los siguientes parámetros:

Densidad Equivalente en Circulación (ECD), la cual no tiene que excederse de los valores determinados puede generar fracturas en la formación.

Tasa de Bombeo, que se determina mediante simulación en el galonaje de perforación, minimizando la contaminación de los fluidos de la formación, asegurando la adherencia del cemento a las paredes del hoyo y evitando la canalización y fracturas.

Reología de las Lechadas, que dependerá de acuerdo al tipo de lodo, el regimen de flujo (si es laminar o turbulento) y las zonas a aislar y/o proteger.

Los aditivos al bombeo de lechadas dependerán del tipo de formación, ya que de acuerdo al caso se requerirán para el control de gas, influjos o pérdidas.


-TENSIONAMIENTO DEL CASING PARA COLGADA.

Consiste en mantener en tensión el revestidor para prueba de su funcionamiento. Esto se realiza luego de la etapa de cementación colgando el tubo revestidor a cierta tensión (para el caso del revestidor de 7” , se tensiona a 40.000 libras por encima del peso total del revestimiento) denominada de Over Pull.


X.- CORTE E INSTALACIÓN DE CABEZAL.

Una vez terminada la desvestida de los equipos de cementación, se procede al corte y biselado del revestidor para posterior intalación de las distintas secciones del cabezal de pozo. Luego de la cementación de un revestidor de 9-5/8” , por ejemplo, se instala la sección A. Para el pozo UM 168 en Campo Uracoa esta instalación estuvo a cargo de compañías OTS y WOOD GROUP. La sección A era de tipo 11” x 9-5/8” 3M.


La sección “B” se instala una vez cortado y biselado el revestidor de 7”. Para el pozo UM 168 esta sección era del tipo 11” x 7-1/16” 3M. La última sección se instala luego de bajar la tubería de producción de 3-1/2” , asentando colgador encima de tasa de la seccion B y retirando tubo de maniobra.

Posteriormente se desvisten y retiran las VIR’s y se instalan el manifold de tubos capilares y la válvula check de 2 vías. De esta manera se tiene formado el llamado Arbolito de Navidad o Cruz del Pozo.


XI.- PRUEBAS DE PRESIÓN AL CABEZAL.

Durante cada instalación de la correspondiente sección, se tienen que hacer pruebas de presión propias. De esta forma a la sección A del cabezal, luego de su instalación, se prueba con una presión de 1100 psi durante un tiempo de 10 minutos, empleando gas nitrógeno (N2).De la misma forma, la sección B es probada, pero ya con una presión mayor de 2400 psi.

Para la sección C se requieren otras pruebas, en las líneas de descarga Intake y el bloque de inyección, ambas con 800 psi. La cruz del pozo de 3M se prueba con una presión de 2500 psi.


XII.- PRUEBAS DE PRESION AL REVESTIDOR.

De igual forma, los revestidores son sometidos a pruebas de presión para comprobar su óptimo funcionamiento. Al revestidor de 9-5/8” se le prueba aplicándole una presión de 1200 libras por pulgada cuadrada durante 10 minutos. Este proceso generalmente se hace despues de la ruptura de cemento, pero antes de romper zapata.

Si el casing ha sido corrido de una manera eficaz, este resistirá a la prueba. Para el revestidor de 7” se prueba aplicando una presión de 1000 psi.


ANTECEDENTES DE LA OPERACION.

En el caso del Hoyo Superficial, este es perforado con mecha de 12 ¼” Tricónica seguida del conjunto de tuberías y accesorios que conforman el BHA#1.

Para el pozo UM 168, esta fase se completo perforando hasta la profundidad de 1050’ . Luego de lo cual se bombean píldoras y circula la tubería hasta observar retornos limpios. Finalizado este proceso, se saca la tubería del hoyo (STH) bien sea reciprocando o con gancho, de acuerdo a la situación.

Posterior a este paso se procede a vestir la planchada para proceder a la bajada del revestidor de 9-5/8” para el caso del hoyo superficial. De igual forma se requiere que se pruebe el buen funcionamiento del equipo de flotación para garantizar su óptimo funcionamiento una vez que sea descendido.


RESUMEN DE LA OPERACION.

La bajada del revestidor comienza con la conexion de la zapata flotadora a la primera junta del revestidor de 9 5/8”, seguida del cuello flotador, conectado a la siguiente junta. Después, cumpliendo con lo estipulado en el Casing Tally, se continuo bajando el revestidor de 9 5/8” de 36 libras por pie.

Una vez completa esta etapa, la compañía encargada de la Cementación, (Halliburton, CPVEN, Tucker, San Antonio, entre otras), procede al armado de las líneas de cementación, vistiendo el equipo e instalando el cabezal. Después de realizar la reunión de seguridad, probó las líneas con una presión de 3000 psi.

Luego se suelta el tapón de limpieza y bombea, para pozos del sur de Monagas, como el UM 168, 30 barriles de lavador, con una densidad de 8,3 lpg. Se mezclaron 179 barriles de lechada de relleno de 12,5 lpg, seguidas de 138 barriles de lechada de cola de 15,6 lpg de densidad. Seguidamente se suelta el tapón de desplazamiento empleando 81 barriles de agua para desplazar.

Se obtuvo una presión final de bombeo de 300 psi, asentando tapón con una presión de 800 psi. Luego se tuvo que realizar tob job con cola de lavadores de 1½” , bombeando 70 barriles de cemento hasta que se observó cemento en superficie.

Finalizada la operación la compañia inicia la desvestida de los equipos de cementación. Seguidamente otras compañias realizancorte bruto y biselado en el revestidor e instalaron la sección A del cabezal.

Paso posterior a esta etapa es la instalación y prueba de la Válvula impide reventones (VIR) o BOP en inglés. Se instalan también todos los accesorios que conformaran este sistema de seguridad contra arremetidas: lineas de quemadero, preventor anular, preventor de arietes, Kill line, Choke line, choke manifold, stand pipe, Kelly Cock y el flow line. Seguido a este procedimiento, generalmente se realiza un simulacro de arremetida y abandono para obtener tiempo de respuesta

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