1. Terminacin y Mantenimiento de Pozos 1 Terminacin y Mantenimiento de Pozos NDICE Pgina I. DISEO DE LA TERMINACIN DE POZOS 5 Planeacin de la terminacin 5 Programa de operacin 5 Anlisis de informacin 5 Muestras de canal y corte de ncleos 5 Gasificacin y prdidas de circulacin 6 Correlaciones 6 Antecedentes de pruebas durante la perforacin 6 Pruebas de formacin 7 II. ANLISIS DE REGISTROS 7 Registro en agujero descubierto 7 Registro en agujero entubado 12 III. TOMA DE INFORMACIN 12 Registros de presin 13 Registro de produccin (PLT) 14 Registro de evaluacin de cementacin 14 IV. CEMENTACIN DE TUBERIAS DE REVESTIMIENTO DE EXPLOTACIN 14 Tuberas de explotacin 14 Tuberas de explotacin cortas 14 Operaciones previas a la cementacin 16 Operaciones durante la cementacin 16 Introduccin de la tubera de revestimiento 17 Operaciones posteriores a la cementacin 18 V. DISEOS DE APAREJOS DE PRODUCCIN 19 Propiedades de la tuberas y de las juntas 19 Clase de tuberas de produccin 19 Consideraciones de diseo 20 Accesorios de los aparejos de produccin 21 Equipo de control subsuperficial 21 Empacadores 23 Determinacin del peso de anclaje 24 Conexiones superficiales de control 25

2. Terminacin y Mantenimiento de Pozos 2 Optimacin de los aparejos de produccin 28 VI. ANLISIS NODAL 29 VII. INGENIERA DE PRODUCCIN Y LA PRODUCTIVIDAD DEL POZO 30 Fluidos utilizados durante la terminacin 31 Dao a la formacin productora 31 Efecto de la presin y temperatura sobre las salmueras 32 Composicin y propiedades de las salmueras 32 Clculos para el cambio de densidad de salmueras 34 Corrosividad de las salmueras 41 Tipos de corrosin 42 Factores que afectan la tasa de corrosin 43 VIII. DESPLAZAMIENTO DE FLUIDOS DE CONTROL 45 Objetivos del desplazamiento 45 Recomendaciones previas al lavado del pozo 47 Espaciadores y lavadores qumicos 48 Fluidos empacantes 48 IX. DISEO DE DISPAROS 50 Pistolas hidrulicas 51 Cortadores mecnicos 51 Taponamiento de los disparos 52 Limpieza de los disparos taponados 52 Control del pozo 54 Penetracin contra tamao del agujero 56 Planeacin del sistema de disparo 56 Desempeo de las cargas 56 Influencia de los factores geomtricos sobre la relacin de productividad 57 Procedimento de operacin 59 Seleccin ptima de disparos utilizando software tcnico 60 X. ESTIMULACIN DE POZOS 61 Determinacin del tipo de dao a la formacin 61 Seleccin del tipo de tratamiento 64 Anlisis de muestras y pruebas de laboratorio 64 XI. TCNICAS BSICAS DE ESTIMULACIN DE POZOS 65 Estimulacin matricial 65 Surfactantes 66 Tipos de acido 69 Diseo de una estimulacin 69 Procedimiento operativo para realizar una estimulacin 72 XII. FRACTURAMIENTO HIDRULICO 73 3. Terminacin y Mantenimiento de Pozos 3 Conceptos bsicos 73 Comparacin del fracturamiento cido y fracturamiento con apuntalante 77 Fracturamiento cido 78 Fracturamiento con apuntalante 79 Fracturamiento con espumas 81 Fracturamiento con gas altamente energizado 82 XIII. ANLISIS DE PROBLEMAS DE POZOS 83 Tpicos de terminacin 86 XIV. TCNICA Y EQUIPO PARA LA TERMINACIN CON TUBINGLESS 88 Consideraciones de diseo 89 MANTENIMIENTO DE POZOS XV. INTRODUCCIN, DEFINICIN Y CLASIFICACIN 93 XVI. REPARACIN MAYOR 93 Procedimiento operativo 95 XVII. CONSIDERACIONES PARA LA APERTURA DE VENTANAS 103 Apertura de ventanas con herramienta desviadora tipo cuchara 105 Procedimento operativo para apertura de ventanas con cuchara desviadora 106 XVIII. REQUERIMIENTOS PARA LA PROGRAMACIN Y DISEO DEL REACONDICIONAMIENTO DE APAREJOS DE PRODUCCIN 109 Consideraciones para el desarrollo de un programa de mantenimiento de pozos 109 Control del pozo 124 Inducciones 128 Induccin por empuje o implosin 131 Toma de muestras 142 Procedimientos operativos para el muestreo 148 Moliendas 154 Consideraciones en la seleccin y operacin de cargas puncher 155 Vibraciones de sartas 156 Consideracines para la desconexin de tuberas 158 Cortadores de tubera 158 XIX. COSTO DE UNA INTERVENCIN 159 Bibliografa 161 4. Terminacin y Mantenimiento de Pozos 4 161 c) Fluidos de control d) Material qumico e) Tuberas Anclaje de empacadores en: Fluidos a) Para perforacin b) Para terminacin c) Filtrado de fluidos de terminacin Servicios de Ingeniera Indirectos y de administracin Bibliografa 1. Short, "Jim", J.A.;" Fishing and Casing Repair, Edi- torial Pennwell, 19. 2. Kemp Gore;" Oilwell Fishing Operations: Tools and Techniques", Second Edition Golf Publishing Compay.1990. 3. Wells Michael;"Perforating Design" Curso Villa- hermosa TAB. Octubre 1999. 4. Chang K.S.; " Water Control Diagnostic Plots"; SPE 30775. 5. Rasso Zamora Carlos y Najera Romero Salvador; " Determination of the Drilling Cost and Well Maintenance System in Pemex Perforacin y Man- tenimiento de Pozos"; SPE 40045. 6. Subiaur Artiachi Servio Tulio;" Disparos Diseo y Procedimientos", PEP, REGION Sur, Gerencia de Perforacin y Mantenimiento de Pozos, Primera Edicin 1995. 7. Nio Chaves Mario A;" Manual de Empacadores y Retenedores", PEP, REGION Sur, Gerencia de Perforacin y Mantenimiento de Pozos, Primera Edicin 1995. 8. Snchez Zamudio Miguel y Velez Martnez Ma- nuel;" Diseo Manejo y Seleccin de Tuberas de Produccin", PEP, REGION Sur, Gerencia de Per- foracin y Mantenimiento de Pozos, Primera Edi- cin 1995. 9. Mora Ros Alfonso y Lpez Valdz Israel;" Manual de evaluacin de Formaciones , PEP, REGION Sur, de Perforacin y Mantenimiento de Pozos, Prime- ra Edicin 1995. 10.Reparacin de Pozos I Nivel 3 Coordinacin de Mantenimiento de Pozos. 11.Reparacin de Pozos II Nivel 3 Coordinacin de Mantenimiento de Pozos. 12.Reparacin de Pozos III Nivel 4 Coordinacin de Mantenimiento de Pozos. 13.Reparacin de Pozos IV Nivel 4 Coordinacin de Mantenimiento de Pozos. 14.Manual de Procedimientos Tcnico Operativos en Campo, Tomos I, II, III, IV, V, PEP; Perforacin y Mantenimiento de Pozos, Sugerencia de Termi- nacin y reparacin de Pozos. 15.Garaicochea P. Francisco; " Apuntes de Estimu- lacin de Pozos ", Facultad de Ingeniera UNAM. 16.Garaicochea P. Francisco y Benitez H. Miguel A" Apuntes de Terminacin de Pozos", Facultad de Ingeniera UNAM. 17.Composite Catalog of Oil Field Equipment and Services, 1998-99, 43rd, Edition Published by World Oil, Golf Publishing Compay. 5. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 5 Terminacin y Mantenimiento de Pozos I. DISEO DE LA TERMINACIN DE POZOS Planeacin de la terminacin La terminacin de un pozo petrolero es un proceso operativo que se inicia despus de cementada la ulti- ma tubera de revestimiento de explotacin y se rea- liza con el fin de dejar el pozo produciendo hidrocar- buros o taponado si as se determina. El objetivo primordial de la terminacin de un pozo es obtener la produccin optima de hidrocarburos al menor costo. Para que esta se realice debe hacer- se un anlisis nodal para determinar que aparejos de produccin deben de utilizarse para producir el pozo adecuado a las caractersticas del yacimiento. (tipo de formacin, mecanismo de empuje etc.) En la elec- cin del sistema de terminacin deber considerarse la informacin recabada, indirecta o directamente, durante la perforacin, a partir de: Muestra de ca- nal, ncleos, pruebas de formacin anlisis petrofisicos, anlisis PVT y los registros geofsicos de explotacin. Programas de operacin Es desarrollado por el Ingeniero de proyecto y es creado con informacin de la perforacin del pozo a intervenir en caso de ser exploratorio y pozos veci- nos a l al tratarse de pozos en desarrollo, consiste en un plan ordenado de operaciones que incluyen la toma de registros, la limpieza del pozo, el diseo de disparos, y la prueba de intervalos productores, con el fin de explotar las zonas de inters de poten- cial econmico. Anlisis de informacin Para desarrollar la planeacin de la terminacin se deber de contar con la informacin del pozo a in- tervenir y de pozos vecinos, esta estar constituida de: Registros geofsicos, muestras de canal, corte de ncleos, gasificaciones, perdidas de circulacin, co- rrelaciones, antecedentes de pruebas durante la perforacin, pruebas de formacin (DST). Esta in- formacin se evaluara con el propsito de determi- nar cuales son las zonas de inters que contengan hidrocarburos y a travs de un anlisis nodal se dise- aran los disparos, dimetros de tubera de pro- duccin y dimetros de estranguladores para mejo- rar la produccin del yacimiento. Muestras de canal y corte de ncleos Las muestras de canal se obtienen durante la perfo- racin, son los fragmentos de roca cortados por la barrena y sacados a la superficie a travs del sistema circulatorio de perforacin, el recorte es recolectado en las temblorinas para su anlisis. Estas muestras proporcionan informacin del tipo de formacin que se corta, caractersticas de la roca como son: la Porosidad (), Permeabilidad (K), saturacin de agua (Sw), Saturacin de aceite (So), Compresibilidad de la roca ( C ). Los ncleos son fragmentos de roca relativamente grande que son cortados por una ba- rrena muestreadora constituidas por : tambor o barril exterior, tambor o barril interior, retenedor de ncleo, cabeza de recuperacin , vlvula de alivio de presin. La practica de corte de ncleos se usa pre- ferentemente en reas no conocidas y su operacin consiste: a. El equipo muestreador es instalado en el ex- tremo inferior de la sarta de perforacin y se introduce hasta el fondo del agujero. b. La barrena empieza a cortar el ncleo perfo- rando solamente la parte del borde exterior y, al mismo tiempo, el ncleo va siendo alojado en el barril interior. c. Cuando se termina de cortar el ncleo este es retenido por el seguro retenedor. d. Posteriormente es sacado el ncleo del barril 160 Ahora bien, para hablar de costos debemos tener clara las diferencias entre los conceptos costo y gas- to, precio y utilidad. Gasto. Es el flujo de efectivo que se ve reflejado di- rectamente en caja. En algunos casos se puede igua- lar al costo; esto es, cuando los servicios utilizados en la intervencin son proporcionados por la com- paas de servicio. En caso contrario, cuando son por administracin, siempre sern menor al costo. Costo. Es el flujo de efectivo reflejado en caja, ms los gastos contables como depreciacin de los equi- pos, servicios y productos proporcionados por otras entidades, tales como servicio medico, telecomuni- caciones, combustibles, lubricantes, etc. Precio. Es el costo del servicio proporcionado. Se establece de acuerdo con el comportamiento del mercado y engloba los conceptos de gasto, riesgo y utilidad. Utilidad .- Es la diferencia entre el costo y el precio, normalmente se maneja en porcentaje. Riesgo.- Son aquellos eventos imponderables que pueden o no ser del conocimiento del Diseador y afectan el estado de resultados de la intervencin, por lo deben ser considerados en el costeo del pozo. Por ejemplo los conceptos manejados en el costeo en una intervencin de mantenimiento mayor de reentrada, se listan a continuacin: Concepto Costo da/equipo Materiales Tubera de revestimiento Accesorios de tubera de revestimiento Tuberas de produccin Accesorios para aparejo de produccin Empacadores y retenedores Molinos, escariadores, barrenas y herramientas de percusin Combinaciones Servicios Apertura de ventana Perforacin direccional. Prueba de lubricador Apriete computarizado (llave y computadora) TR`s y TP Disparos Estimulacin Registros Instalacin de bola y niple colgador Cementacin de TR`s y TXC (Tapn por Circulacin) Mantenimiento, instalacin y prueba del rbol Nitrgeno Pruebas hidrulicas Herramientas especiales Tubera flexible Unidad de alta presin Unidad Lnea de Acero (registro de gradientes y muestras) Transporte de: a) Equipo (desmantelar transportar e instalar ) b) Personal, accesorios y material diverso Figura 68 Cortador de tubera qumico (supe- rior). Corte efectuado (inferior) 6. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 6 muestreador. Se extrae solamente este barril ya que es independiente del equipo. Se debe procurar obtener los 9 metros que es la lon- gitud del barril, el ncleo proporciona mayor infor- macin sobre la litologa y el contenido de fluidos. La decisin de obtener ncleos se toma cuando se presenta una aportacin de hidrocarburos en rocas almacenadoras, y cuando los registros geofsicos indican una zona de posibilidad de contenido de hi- drocarburos. El corte de ncleos de pared del pozo es realizado con un equipo que trabaja a travs de percusin. Este tipo de ncleos puede ser orientado para deter- minar los esfuerzos a los que es sometida la roca. Gasificacin y perdidas de circulacin Durante la perforacin se presentan gasificaciones que indican posibles acumulaciones de hidrocarbu- ros y proporcionan informacin aproximada de una densidad equivalente a la presin de poro. Las gasificaciones consisten en la contaminacin del lodo de perforacin por un flujo de gas que sale de la formacin haca el pozo provocado por una presin diferencial a favor de la formacin productora (la presin de formacin es mayor que la presin hidrosttica.) Se debe de tener cuidado en este tipo de problemas (las gasificaciones) ya que cuando se vuelven incontrolables provocan los reventones o crean peligro de incendio, por lo que es recomenda- ble la realizacin de un buen control de pozo. Estos problemas de gasificacin son muy comunes duran- te la perforacin de pozos petroleros; pero en espe- cial en los pozos exploratorios, en donde no se tiene informacin precisa sobre la columna geolgica que se est perforando. Las prdidas de circulacin se definen como la per- dida parcial o total del fluido de control hacia una formacin muy permeable o depresionada. Este pro- blema se presenta en ocasiones en la perforacin de pozos y se manifiesta cuando retorna parte o no hay retorno del fluido de perforacin. Para que se pre- sente este tipo de problemas se requiere dos condi- ciones en el pozo: Formacin permeable y altas presiones diferenciales para que exista flujo hacia la formacin. Las causas ms comunes de este tipo de problema son: - Causas naturales. Son aquellas inherentes a la formacin , ejemplo: cavernas o fracturas na- turales. - Causas inducidas. Son provocadas durante la perforacin al bajar rpidamente la sarta de per- foracin (efecto pistn), al controlar el pozo alcanzando la presion mxima permisible y al incremento inadecuado de la densidad de lodo. En conclusin las prdidas de circulacin indican las zonas depresionadas as como tambin nos da una aproximacin de la presin de fractura de la forma- cin. As el programa de terminacin deber conte- ner las densidades requeridas para el control ade- cuado del pozo. Correlaciones En la elaboracin del programa de terminacin es importante la informacin que proporcionan los po- zos vecinos, esta servir para ubicar las zonas de in- ters, as como la geometra de aparejos de produc- cin que se utilizaron, diseo de disparos e historia de produccin de los pozos. Toda la informacin re- colectada se evaluar con el objeto de optimizar el programa mencionado. Antecedentes de pruebas durante la perforacin Una de las pruebas requeridas durante la perforacin es la prueba de goteo, la cual exige que despus de haber cementado la tubera de revestimiento, reba- jado la zapata y se perforen algunos metros, se debe de determinar el gradiente de fractura de la forma- cin expuesta, as como la efectividad de la cementacin. Principalmente si han existido proble- mas durante la cementacin, como perdidas de cir- culacin de cemento, heterogeneidad de lechada, fallas de equipo de bombeo etc. Para determinar el gradiente de fractura de la formacin, se realiza la prueba de goteo, esta prueba proporciona tambin la presin mxima permisible en el pozo cuando ocu- rre un brote, para determinar las densidades mxi- mas en el pozo. Otra de las pruebas que se realizan en la perforacin es la prueba de formacin con la cual se obtiene in- formacin del comportamiento del flujo de fluidos y de la formacin. La informacin obtenida en las prue- bas realizadas en la perforacin del pozo son de utili- dad para optimizar la planeacin de la terminacin. 159 Su principio de operacin consiste en expulsar vio- lentamente un lquido corrosivo de la herramienta hacia la tubera. Normalmente consta de un inicia- dor, un propelente slido, un catalizador y trifluoruro de bromo (Br F3 ). Cuando se inicia la explosin, el propelente fuerza al Br F3 a travs del catalizador y de una cabeza de corte a alta presin y temperatura. El BrF 3 es expulsado a travs de varios orificios de la herramienta contra la pared de la tubera que se va a cortar. La figura 68 muestra la herramienta y el corte efectuado. A continuacin se mencionan algunas consideracio- nes que se deben tomar en cuenta al operar un cor- tador qumico: 1) La herramienta debe permanecer inmvil duran- te el corte, para lo cual cuenta con un dispositi- vo de anclaje. 2) El rango de corte en tuberas mnimo es de 0.742 pg. 3) Es necesario contar con fluido dentro de la tube- ra para efectuar el corte. 4) En lodos densos se tienden a tapar los agujeros de la herramienta y puede operar deficientemente. XIX. COSTO DE UNA INTERVENCIN Debido a la transformacin de PEMEX EXPLORACIN Y PRODUCCIN en lneas de negocios, la Unidad de Perforacin y Mantenimiento de Pozos, como enti- dad prestadora de servicios, requiere conocer los costos de la intervencin a los pozos. Por lo tanto es de suma importancia que en la planeacin se realice un anlisis tomando en consideracin los porcenta- jes de riesgo involucrados, que permitan la genera- cin de ganancias. El costo total de la intervencin estar compuesto por: a) Costo de los materiales b) Costos de los servicios c) Costo por la utilizacin, mantenimiento y depre- ciacin del equipo Tabla 11 Nmero de hilos de cordn explosivo de 8 granos/pie Tubera Dimetro Profundidad( m) Tipo (pg) 0-1000 1000-2000 2000-3000 3000-4000 4000- 2 3/8 1 1 1 2 2 Produccin 2 7/8 1 1 2 2 3 3 1 1 2 2 3 4 2 2 2 3 3 2 3/8-2 7/8 1 2 3 4 4-6 Perforacin 3 - 4 2 3 4 4-6 5-8 4 -6 9/16 2 4 4-6 5-9 6-12 6 5/8 3 4-5 5-7 6-10 7-14 3 2-4 2-5 3-7 3-8 4-9 Drilles 4 1/8-5 2-4 3-6 4-8 4-10 5-12 5 -7 3-6 4-8 5-10 6-12 7-15 7 -8 1/2 4-6 5-9 6-12 7-15 8-18 Arriba de 9 6 6-12 6-12 8-15 8-18 Figura 67 Cortador trmico (superior), forma del cor- te efectuado (inferior) 7. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 7 Pruebas de formacin La prueba de formacin consiste en hacer una ter- minacin temporal del pozo y de esta manera pro- vocar que la formacin se manifieste. Para lograr esto es necesario crear una presin diferencial a favor de la formacin de inters, suprimiendo la presin hidrosttica. Para aislar la formacin productora se utiliza un empacador ensamble de fondo especial, quedando en comunicacin la formacin con la su- perficie, por lo que actuar solo en ella la presin atmosfrica, lo cual permite que los fluidos de la for- macin fluyan hacia el pozo y posteriormente a la superficie. El objetivo de las pruebas de formacin es crear las condiciones favorables para que la for- macin productora fluya, y de esta manera obtener informacin sobre el comportamiento de los fluidos de la formacin. Con esta informacin y con la que se obtuvo duran- te la perforacin, se evala la capacidad de produc- cin de la formacin probada para conocer si es comercial su explotacin. Las pruebas de formacin se efectan durante la perforacin, por lo que siem- pre se realizan en agujero descubierto. Estas prue- bas son costosas, pero indispensables en ciertos ca- sos, especialmente en pozos exploratorios. II. ANLISIS DE REGISTROS Hace ms de medio siglo se introdujo el Registro Elc- trico de pozos en la Industria Petrolera, desde enton- ces, se han desarrollado y utilizado, en forma gene- ral, muchos ms y mejores dispositivos de registros. A medida que la Ciencia de los registros de pozos petroleros avanzaba, tambin se avanz en la inter- pretacin y anlisis de datos de un conjunto de per- files cuidadosamente elegidos. Por lo anterior se pro- vee un mtodo para derivar e inferir valores de parmetros tan importantes para la evaluacin de un yacimiento como es las saturaciones de hidrocarbu- ros y de agua, la porosidad, la temperatura, el indice de permeabilidad, la litologa de la roca de yacimien- to y actualmente la geometra del pozo, los esfuer- zos mximos y mnimos, el agua residual, etc. El primer Registro elctrico se tomo en el ao de 1927 en el Noroeste de Francia, era una grfica ni- ca de la resistividad elctrica de las formaciones atra- vesadas, se realizaba por estaciones, se hacan me- diciones y la resistividad calculada se trazaba ma- nualmente en una grfica, en 1929 se introdujo co- mercialmente y se reconoci la utilidad de la medi- cin de la resistividad para propsitos de correlacin y para identificar las capas potenciales portadoras de hidrocarburos. En 1931, la medicin del poten- cial espontneo (SP) se incluy con la curva de resistividad en el registro elctrico y as sucesivamente se fueron dando los avances de los diferentes regis- tros elctricos como el de echados, rayos gamma, neutrones, induccin, doble induccin, snico de porosidad, de densidad, litodensidad y actualmente otras mediciones de registro incluyen la resonancia magntica nuclear, la espectrometra nuclear (natu- ral e inducida) y numerosos parmetros en agujeros revestidos. Registro en Agujero Descubierto Casi toda la produccin de petrleo y gas en la ac- tualidad se extrae de acumulaciones en los espacios porosos de las rocas del yacimiento, generalmente areniscas, calizas o dolomitas. La cantidad de petr- leo o gas contenida en una unidad volumtrica del yacimiento es el producto de su porosidad por la saturacin de hidrocarburos. Adems de la porosi- dad y de la saturacin de hidrocarburos, se requiere el volumen de la formacin almacenadora de hidro- carburos. Para calcular las reservas totales y deter- minar si la reserva es comercial, es necesario cono- cer el espesor y el rea del yacimiento para calcular su volumen. Para evaluar la productividad del yacimiento, se re- quiere saber con qu facilidad puede fluir el liquido a travs del sistema poroso. Esta propiedad de la roca que depende de la manera en que los poros estn intercomunicados, es la permeabilidad. Los princi- pales parmetros petrofsicos para evaluar un dep- sito son: porosidad, saturacin de hidrocarburos, espesor, rea, permeabilidad, geometra, temperatu- ra y la presin del yacimiento, as como la litologa que desempean un papel importante en la evalua- cin, terminacin y produccin de un yacimiento. Registro de Potencial Espontaneo y de Rayos Gamma Naturales La curva de Potencial espontneo (SP) y el registro de Rayos Gamma naturales (GR) son registros de fe- nmenos fsicos que ocurren naturalmente en las rocas in situ. La curva SP registra el potencial elc- 158 profundidades. Dicha tabla supone una densidad promedio del fluido de control de 1.2 gr./cc, adems de tener el pozo lleno de fluido. (No existe condicin de prdida de fluido). Consideraciones para la desconexin de tuberas Antes de efectuar un trabajo de string shot o vibra- cin de tubera es recomendable tomar en cuenta las siguientes consideraciones: 1) Mantener la tubera (cople por desconectar) en tensin. 2) Tubera apretada. 3) Aplicar torque izquierdo al cople que se va a des- conectar. 4) Posicionar el cordn con la cantidad de explosivo adecuado. Tericamente, la junta por desconectar debe encon- trarse en una condicin de punto neutro (sin tensin ni compresin). Sin embargo, la experiencia demues- tra que es mejor tenerla ligeramente a tensin. Para determinar la cantidad de tensin aplicada a la tube- ra se tiene que: Calcular el peso flotado de la tubera hasta el pun- to de desconexin (longitud mnima libre), adicio- nar un sobrejaln, se recomienda el 10 % del peso calculado. Sin embargo, este mtodo tiene el in- conveniente de que la longitud mnima pudiera ser errnea debido a la friccin ocasionada por la tu- bera en los puntos de contacto con las paredes del pozo. Otra alternativa tiene que ver con el peso marcado por el indicador antes de pegarse la tu- bera, restar el peso flotado del pescado que se va a dejar en el pozo y agregar el 10% por sobretensin. El segundo factor para asegurar el xito de la desco- nexin es apretar la tubera. Esto evita que se desco- necte al momento de aplicar torsin izquierda, por lo que se recomienda apretar la tubera con un 30% adicional al torque ptimo de apriete, o al que se usar para la desconexin. El nmero de vueltas a la derecha (apriete), depende del dimetro, peso y pro- fundidad. Sin embrago, una regla de campo es apli- car una vuelta por cada 300 m, en tuberas de perfo- racin, mientras que en tuberas de produccin se recomienda 1 vueltas. El tercer factor en la desconexin de tuberas tiene que ver con la torsin izquierda en la junta por desconec- tar. Cuando se tienen pozos desviados, sta hace dif- cil la transmisin de la torsin hasta la junta por desco- nectar. En estos casos se recomienda transmitir la tor- sin por etapas. Una prctica recomendable es aplicar vuelta por cada 300m de longitud de tubera de per- foracin, y 1 vuelta para tuberas de produccin. Procedimiento operativo a) Hacer una prueba de elongacin y determinar la longitud mnima. b) Tomar un registro de punto libre. Ajustar pesos con base en resultados del registro. c) Calcular la cantidad de cordn explosivo. d) Determinar el nmero de vueltas para el apriete y desconexin. e) Verificar el apriete de tubera. f) Introducir la varilla con el cordn explosivo. Se recomiendan de 200 a 300m. g) Aplicar el torque izquierdo a la tubera y dejarla en el peso calculado para la desconexin. h) Registrar el torque aplicado. i) Bajar el cordn explosivo hasta el punto que se va a desconectar y disparar. j) Observar en el torqumetro algn cambio en la tor- sin registrada. k) Tomar un registro de coples antes de sacar la varilla l) Levantar o bajar la tubera para comprobar la desconexin; en caso necesario, completarla con torsin izquierda. Cortadores de tubera Cortador trmico (tipo jet) Es bsicamente una carga moldeada y revestida de forma circular, que al detonar produce un corte limita- do en la tubera. La forma del tubo en el corte queda ligeramente abocinada por lo que puede requerirse conformar la boca del pez. Como requisito es necesa- rio que la tubera sea calibrada previamente al drift, para su utilizacin. La figura 67 muestra este tipo de cortador y la forma del corte que produce. Cortador de tubera qumico A diferencia del cortador trmico, ste deja un corte limpio sin protuberancias dentro y fuera del tubo. 8. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 8 trico producido por la interaccin del agua de for- macin innata, el fluido de perforacin conductivo y otras rocas selectivas de iones (lutita) y el registro de GR indica la radioactividad natural de las formacio- nes. Casi todas las rocas presentan cierta radioactivi- dad natural y la cantidad depende de las concentra- ciones de potasio, torio y uranio, los registros SP y de GR son bastantes tiles e informativos, entre sus usos se encuentran los siguientes: Diferencia roca potencialmente productoras permeables y porosas (arenisca, caliza, dolomia) de arcillas y lutitas no permeables. Define los limites de las capas y permite la co- rrelacin entre las capas. Proporciona una indicacin de la arcillosidad de la capa. Ayuda en la identificacin de la litologa (mine- ral). En el caso de la curva SP, permite la determi- nacin de la resistividad del agua de forma- cin. En el caso de los Registros GR y NGS (registro de espectrometria de rayos gamma naturales) detecta y evala depsitos de minerales radio- activos. En el caso del registro NGS define las con- centraciones de potasio, torio y uranio. Registro SP La curva SP es un registro de la diferencia entre el potencial elctrico de un electrodo movil en el pozo y el potencial elctrico de un electrodo fijo en la su- perficie en funcin de la profundidad, enfrente de lutitas, la Curva SP por lo general, define una lnea ms o menos recta en el registro, que se llama lnea base de lutitas, enfrente de formaciones permeables, la curva muestra excursiones con respecto a la lnea base de lutitas; en las capas gruesas estas deflexiones tienden a alcanzar una deflexin constante, definien- do as una lnea de arena y la deflexin puede ser a la izquierda o a la derecha, dependiendo principalmente de las salinidades relativas del agua de formacin y del filtrado de lodo, el registro del SP se mide en milivoltios (mV) y no se puede registrar en pozos lle- nos con lodos no conductivos, ya que stos no pro- porcionan una continuidad elctrica entre el electro- do del SP y la formacin. Registro de RG El registro de RG es una medicin de la radioactivi- dad natural de las formaciones. En las formaciones sedimentarias el registro normalmente refleja el con- tenido de arcilla de las formaciones porque los ele- mentos radioactivos tienden a concentrarse en arci- llas y lutitas. Las formaciones limpias generalmente tienen un nivel muy bajo de radioactividad, a menos que contaminantes radioactivos como cenizas vol- cnicas o residuos de granito estn presentes o que las aguas de formacin contengan sales radioactivas disueltas. El registro de RG puede ser corrido en pozos entuba- do lo que lo hace muy til como una curva de corre- lacin en operaciones de terminacin o modificacin de pozo. Con frecuencia se usa para complementar el registro del SP y como sustituto para la curva SP en pozos perforados con lodo salado , aire o lodos a base de aceite. En cada caso , es til para la localiza- cin de capas con y sin arcilla y, lo mas importante, para la correlacin general. Las propiedades de los Rayos Gamma son impul- sos de ondas electromagnticos de alta energa que son emitidos espontneamente por algunos elementos radioactivos. El istopo de potasio radioactivo con un peso atmico 40 y los ele- mentos radioactivos de las series del uranio y del torio emiten casi toda la radiacin gamma que se encuentra en la tierra, cada uno de estos elemen- tos emite rayos gamma, el nmero y energa de stos es distintivo de cada elemento, al pasar a travs de la materia, los rayos gamma experimen- tan colisiones de Compton sucesivas con los to- mos del material de la formacin y pierden ener- ga en cada colisin.Despus de que el rayo gamma ha perdido suficiente energa , un tomo de la for- macin lo absorbe por medio de efecto fotoelc- trico. Por consiguiente, los rayos gamma natura- les se absorben gradualmente y sus energas se degradan {reducen} al pasar a travs de la forma- cin. La tasa de absorcin vara con la densidad de la formacin, dos formaciones que tengan la misma cantidad de material radiactivo por volu- men de unidad, pero con diferentes densidades, mostraran diferentes niveles de radioactividad, las formaciones menos densas aparecern algo ms radioactivas. 157 Una vez que se detecta una pegadura de tubera es necesario tomar un registro de punto libre, con la finalidad determinar la profundidad o punto exacto de pegadura. Las herramientas usadas para la medi- cin basan su funcionamiento en las propiedades de los materiales elsticos susceptibles de deformarse cuando son sometidos a un esfuerzo. Una tubera de perforacin o produccin en un pozo est sometida a un esfuerzo de tensin, ocasionado por el propio peso. Dicho esfuerzo se distribuye linealmente por toda la tubera, desde un mximo en la superficie hasta un mnimo (cero) en el punto de atrapamiento. Cuando se aplica un jaln a una tube- ra atrapada esta sufre una elongacin proporcional a la tensin aplicada. Por lo tanto, es posible hacer una estimacin de la profundidad de atrapamiento, por medio de una prueba de elongacin. Una prueba de elongacin consiste en aplicar ten- sin sobre el peso de la tubera, midiendo la elongacin producto de ese esfuerzo. La longitud de atrapamiento se calcula con: (51) Donde: L= longitud libre de tubera (m) e = Elongacin (cm) W = peso unitario de la tubera(lbs/pie) D F= Sobre tensin aplicada a al tubera (lbs) La longitud calculada con la ecuacin anterior es la mnima libre en el pozo, debido a que los efectos de friccin crean puntos de seudoatrapamiento, ms severos en pozos desviados. El procedimiento para una prueba de elongacin es el siguiente: 1) Calcular el peso flotado de la tubera hasta el pun- to de atrapamiento. 2) Calcular una tensin adicional de acuerdo con el tipo y dimetro de la tubera. 3)Marcarlatuberaalniveldelpisodetrabajo(mesarotaria) 4) Aplicar sobre-tensin y medir la distancia entre la primera marca y la segunda. 5) Libere la tubera de la sobretensin regresndola a la primera marca. 6) Aplique la ecuacin no.51 para calcular la longi- tud mnima libre. 7) Repita los pasos 4, 5, 6, y compare las longitudes calculada, con el fin de determinar con mayor pre- cisin la longitud libre de tubera. Los valores de tensin recomendados para la tube- ra de produccin y de perforacin son presentan en la tabla 10. El torque en superficie se relaciona con el desplaza- miento angular o giro. ste vara linealmente con la profundidad; es decir, desde un mximo en la su- perficie hasta un mnimo en el punto de atrapamiento. Esto se da en funcin de la longitud libre de tubera, del torque, del mdulo de elasticidad transversal y del momento de inercia de la tubera. Es decir: (52) Donde: q = Desplazamiento angular o giro (grados). T = Torque de tubera (Lbs-pie). Es = Modulo de elasticidad transversal (psi) I = Momento de inercia de la tubera (pg4) El momento de inercia est dado por: (53) Donde: De = Dimetro exterior de la tubera (pg). Di = Dimetro exterior de la tubera (pg). Determinacin de la cantidad de explosivo para efec- tuar una vibracin de sarta Para desenroscar la tubera en el punto deseado, se detona un paquete de cordn explosivo cerca del cople con el fin de proveer la fuerza necesaria para desconectar la tubera. La cantidad de cordn explo- sivo depende principalmente de la profundidad (pre- sin hidrosttica) y del dimetro de la tubera. La ta- bla 11 proporciona la cantidad de cordn explosivo recomendado para diferentes dimetros de tubera y ( ) / [H[: ) [= 088 10 5. Dimetro (pg) Tipo de Tubera Tensin Recomendada (Lbs) 2 3/8 Produccin 10,000-15,000 2 7/8 Produccin 14,000-20,000 3 Produccin 20,000-30,000 4 Produccin 28,000-42,000 2 7/8 Perforacin 20,000-25,000 3 Perforacin 30,000-35,000 4 1/2 Perforacin 35,000-40,000 Tabla 10. Tensin adicional recomendada para pruebas de elongacin. = 27 060, 7[/ ( [,V ( ), 'H 'L= 32 4 4 9. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 9 Registros de Porosidad La porosidad de las rocas puede obtenerse a partir del registro snico, el registro de densidad o el regis- tro de neutrones. Todas estas herramientas ven afec- tada su respuesta por la porosidad, los fluidos y la matriz de la formacin. Si los efectos de fluidos y matriz se conocen o se pueden determinar, la res- puesta de la herramienta puede relacionarse con la porosidad. Por lo tanto, estos instrumentos se men- cionan con frecuencia como registros de porosidad. Tres tcnicas de registro responden a las caractersti- cas de la roca adyacente al agujero. Su profundidad de investigacin es de slo unas cuantas pulgadas y por lo tanto est generalmente dentro de la zona in- vadida. Otras mediciones petrofsicas, como la micro-resisti- vidad, el magnetismo nuclear o la propagacin elec- tromagntica, algunas veces se utilizan para deter- minar la porosidad. Sin embargo, estos instrumen- tos tambin reciben una gran influencia del fluido que satura los poros de las rocas. Por esta razn se discuten aparte. Registros snicos En su forma ms sencilla, una herramienta snica consiste de un transmisor que emite impulsos sni- cos y un receptor que capta y registra los impulsos. El registro snico se da simplemente en funcin del tiempo, t, que requiere una onda sonora para atra- vesar un pie de formacin. Este es conocido como tiempo de trnsito, t, t es el inverso de la velocidad de la onda sonora. El tiempo de trnsito para una formacin determinada depende de su litologa y su porosidad. Cuando se conoce la litologa, esta de- pendencia de la porosidad hace que el registro sni- co sea muy til como registro de porosidad. Los tiem- pos de trnsito snicos integrados tambin son ti- les al interpretar registros ssmicos. El registro sni- co puede correrse simultneamente con otros servi- cios. El principio es la propagacin del sonido en un pozo, es un fenmeno complejo que est regido por las propiedades mecnicas de ambientes acsticos dife- rentes. Estos incluyen la formacin, la columna de fluido del pozo y la misma herramienta de registro. El sonido emitido del transmisor choca contra las paredes del agujero. Esto establece ondas de com- prensin y de cizallamiento dentro de la formacin, ondas de superficie a lo largo de la pared del agujero y ondas dirigidas dentro de la columna de fluido. En el caso de registros de pozos, la pared y rugosi- dad del agujero, las capas de la formacin, y las frac- turas pueden representar discontinuidades acsticas significativas. Por lo tanto, los fenmenos de refraccin, reflexin y conversin de ondas dan lugar a la presencia de muchas ondas acsticas en el agujero cuando se est corriendo un registro snico. Estas formas de onda se registraron con un arreglo de ocho receptores localizados de 8 a 11 pies del transmisor. Se mar- caron los diferentes paquetes de ondas. Aunque los paquetes de ondas no estn totalmente separados en el tiempo en este espaciamiento, pueden obser- varse los distintos cambios que corresponden al ini- cio de llegadas de compresin y cizallamiento y la llegada de la onda Stoneley. El primer arribo u onda compresional es la que ha viajado desde el transmisor a la formacin como una onda de presin de fluido, se refracta en la pared del pozo, viaja dentro de la formacin a la velocidad de onda compresional de la formacin y regresa al receptor como una onda de presin de fluido. La onda de cizallamiento es la que viaja del trans- misor a la formacin como una onda de presin de fluido, viaja dentro de la formacin a la veloci- dad de onda de cizallamiento de la formacin y regresa al receptor como una onda de presin de fluido. La onda de lodo (no muy evidente en estos trenes de ondas) es la que viaja directamente del trans- misor al receptor en la columna de lodo a la velo- cidad de onda de compresin del fluido del aguje- ro. La onda Stoneley es de gran amplitud y viaja del transmisor al receptor con una velocidad menor a la de las ondas de compresin en el fluido del agujero. La velocidad de la onda Stoneley depende de la fre- cuencia del pulso de sonido, del dimetro del agu- jero, de la velocidad de cizallamiento de la forma- cin, de las densidades de la formacin y del fluido y de la velocidad de la onda de compresin en el flui- do. 156 b) Tratar de disparar lo ms cercano al cople, debido a que el up-set de la tubera centra la misma y as se evitan daos a la de revestimiento. Sin embar- go, no se debe disparar sobre un cople. c) Verificar el nivel y densidad de fluidos dentro del pozo. En caso de una gran diferencial de presin se requerir utilizar equipo de control de presiones d) Determinar el nmero de disparos en funcin del rea total del flujo requerido para la cada de pre- sin que se va a manejar en los disparos. Normal- mente cuatro cargas por metro son suficientes; sin embrago, en puntos en donde la carga est cerca del lmite se recomienda aumentar la densi- dad de los disparos. Ejemplo 14: Se requiere establecer circulacin en un pozo cuya sarta de perforacin se encuentra atrapada a una profundidad de 3 400m, el dimetro de la tubera es de 3 ", grado X, de 13.3 lbs/pie, la temperatura en el pozo es de 200F. Solucin: De acuerdo con el dimetro, temperatura del pozo y peso de tubera, se tiene un espesor de pared de 0.368 pg. En funcin de la temperatura puede em- plearse la tabla 8, seleccionando un tipo de carga pequea con cdigo naranja, cuya penetracin es de 0.37 pg. Sin embargo, es recomendable mane- jar un margen de seguridad para asegurar el xito de la operacin. Se recomienda 12.5% del espe- sor, es decir: Espesor de tubera = 0.368x1.125=0.414 pg Por lo que la carga seleccionada tendra que ser una carga mediana con cdigo blanco. Vibraciones de sartas Una condicin indeseable en el pozo es el pegado o atrapamiento de la tubera. Estas situaciones pueden suceder en cualquier etapa durante la intervencin de un pozo o a lo largo de su vida productiva. Un descuido humano o la falla mecnica de las herra- mientas y accesorios utilizados en la intervencin pueden ocasionar este problema. As es que las de- cisiones para resolverlo son determinantes para lo- grar la continuidad en las operaciones. Una tcnica ampliamente usada en estos casos es la detonacin de una carga explosiva (cordn detonante o vibracin) en una junta de tubera que se encuen- tra con torsin arriba del punto de atrapamiento. El golpe de la explosin afloja la unin, cuando se tiene torsin inversa, se logra la desconexin. Las pegaduras ms comunes en sartas de trabajo y aparejos de produccin son: a) Pegado por presin diferencial b) Pegado por fraguado prematuro de cemento c) Pegado por prdida de circulacin d) Pegado por ojo de llave e) Pegado por derrumbe de agujero f) Pegado por produccin de arena g) Pegado por lodo h) Pegado por condicin mecnica (empacadores pe- gados, tubera pegada, por tornillos dados de cu- as y, en general, por objetos extraos en el pozo) Tipo de carga Espesor de Tubera ( pg) Dimetro promedio (pg) Penetracin mx. en la tubera exterior (pg) Pequea 0.19 0.37 0.10 (Naranja) 0.37 0.19 0.04 Mediana 0.38 0.37 0.07 (Blanco) 0.49 0.22 0.04 Grande 0.50 0.23 0.05 (Azul) 0.60 0.21 -- Tabla 8. Cargas puncher para temperatura estndar en dimetro de 1 9/16". Tabla 9. Cargas puncher para alta temperatura hasta 470 F en dimetro de 1 9/16". Tipo de carga Espesor de Tubera( pg) Dimetro promedio(pg) Penetracin mx. en la tubera exterior(pg) Pequea 0.15 0.37 0.02 (Verde) 0.34 0.25 -- Mediana 0.34 0.34 0.02 (Caf) 0.49 0.18 -- Grande 0.49 0.24 0.03 (Verde) 0.55 0.22 -- 10. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 10 Determinacin de Litologa y Porosidad Las mediciones de los registros: neutrnico, de den- sidad y snico dependen no slo de la porosidad sino tambin de la litologa de la formacin, del flui- do en los poros, y en algunos casos, de la geometra de la estructura porosa. Cuando se conoce la litologa, y en consecuencia, los parmetros de la matriz, pue- den obtenerse los valores correctos de porosidad en base a dichos registros (corregidos debido a efectos ambientales)en formaciones limpias saturadas de agua. Bajo esas condiciones, cualquier registro, ya sea neutrnico, el de densidad o, si no hay porosi- dad secundaria, el snico, puede utilizarse a fin de determinar la porosidad. La determinacin exacta de la porosidad resulta ms difcil cuando se desconoce la litologa de la matriz o si consiste de dos o ms minerales en proporciones desconocidas. La determinacin se complica toda- va ms cuando la respuesta de los lquidos de los poros localizados en la porcin de la formacin que la herramienta est investigando, vara de manera notable de aquella del agua. En especial, los hidro- carburos ligeros (gas) pueden influir de manera im- portante en los tres registros de porosidad. Inclusive la naturaleza o tipo de la estructura porosa afecta la respuesta de la herramienta. Los registros neutrnico y de densidad responden a la porosidad primaria (intergranular o intercristalina) con la poro- sidad secundaria (cavidades, fisuras, fracturas). Sin embargo, los registros snicos tienden a responder slo a la porosidad primaria de distribucin unifor- me. A fin de determinar cundo se presenta cualquiera de estas complicaciones, se necesitan ms datos que aquellos que proporciona un solo registro de porosi- dad. Por fortuna, los registros neutrnicos de densi- dad y snico responden de manera diferente a los minerales de la matriz, a la presencia de gas o acei- tes ligeros, y a la geometra de la estructura porosa.. Se pueden utilizar combinaciones de esos registros y el factor fotoelctrico, Pe, la medicin del registro de Litho-Densidad* y las mediciones de torio, uranio y potasio tomadas del registro de espectrometra de rayos gamma naturales NGS*, con el propsito de determinar las mezclas de matrices o fluidos com- plejos y as proporcionar una determinacin ms exacta de la porosidad. La combinacin de mediciones depende de la situa- cin. Por ejemplo, si una formacin se compone de dos minerales conocidos en proporciones descono- cidas, la combinacin de los registros neutrnico y de densidad o de densidad y seccin transversal fo- toelctrica podr definir las proporciones de los mi- nerales adems de dar un mejor valor de la porosi- dad. Si se sabe que la litologa es ms compleja pero si slo consiste de cuarzo, caliza, dolomita y anhidrita, puede deducirse un valor relativamente fiel de la po- rosidad en base, otra vez, a la combinacin de densi- dad-neutrnica. Las grficas de interrelacin son una manera conve- niente de mostrar cmo varias combinaciones de registros responden a la litologa y la porosidad. Tam- bin proporcionan un mejor conocimiento visual del tipo de mezclas que la combinacin podr determi- nar mejor. Cuando la litologa de la matriz es una mezcla binaria (por ejemplo, arenisca-caliza, caliza- dolomita o arenisca- dolomita), el punto marcado a partir de las lecturas de registros caer entre las l- neas de litologa correspondientes. Registros de Densidad Losregistrosdedensidadseusanprincipalmentecomo registros de porosidad, otros usos incluyen identifi- cacin de minerales en depsitos de evaporitas, de- teccin de gas, determinacin de la densidad de hi- drocarburos, evaluacin de arenas con arcilla y de litologas complejas, determinacin de produccin de lutitas con contenido de aceite, clculo de presin de sobrecarga y propiedades mecnicas de las rocas. El principio es una fuente radioactiva, que se aplica a la pared del agujero en un cartucho deslizable, emite a la formacin rayos gamma de mediana energa, se puede considerar a estos rayos gamma como part- culas de alta velocidad que chocan con los electro- nes en la formacin, con cada choque, los rayos gamma pierden algo de su energa, aunque no toda, la ceden al electrn y continan con energa dismi- nuida la cual se conoce como efecto Compton y los rayos gamma dispersos que llegan al detector, que est a una distancia fija de la fuente, se cuentan para indicar la densidad de la formacin. El nmero de colisiones en el efecto Compton est directamente relacionado con el nmero de electro- nes de la formacin, en consecuencia, la respuesta de la herramienta de densidad est determinada esen- 155 Los molinos tipo junk mill son los ms verstiles de- bido a su capacidad para moler cemento, todo tipo de tubera y empacadores de produccin. Estn re- vestidos por carburo de tungsteno o metal muncher. Se disponen con fondo plano, cncavo y convexo, y con cuello de pesca y estabilizadores (figura 65). Perforacin de tuberas (tubing o casing puncher) La utilizacin de cargas puncher o amortiguadas, es recomendado para perforar la tubera de perforacin o de produccin, sin daar la tubera de revestimien- to circundante; es decir, cuando se desea tener una penetracin controlada del disparo, son bajadas den- tro de un tubo conductor recuperable. Su empleo se recomienda en los siguientes casos: 1. Para establecer circulacin cuando la tubera de perforacin est atrapada. 2. Para perforar la tubera de produccin cuando no es posible abrir la camisa de circulacin. 3. Para perforar la tubera de produccin arriba del empacador cuando el aparejo no cuenta con ca- misa de circulacin. Las pistolas puncher o amortiguadas estn disponi- bles en varios dimetros. Las ms comunes son las de 1 ", 1 3/8" y 1 9/16", resistentes a diferentes con- diciones de temperatura. Se consideran estndar a aqullas que trabajan hasta 350F (Tipo RDX), y de alta temperatura hasta 470F (Tipo PSF). La tablas 8 y 9 presentan sus caractersticas para dimetro de 1 9/ 16". Debido a que las cargas puncher requieren de poca penetracin y un dimetro de agujero relativa- mente grande, es necesario modificar el diseo de las cargas tradicionales, en la forma del revestimien- to a un diseo parablico. La figura 66 presenta un diseo tpico de una carga amortiguada o puncher. La seleccin de la carga puncher depende principal- mente del espesor de tubera que se pretende perfo- rar y la temperatura del pozo. El espesor de tubera influye en el dimetro de la carga, debido a que los espesores grandes necesitan mayor cantidad de ex- plosivo y, por consiguiente, mayor dimetro de car- ga; la temperatura determina el tipo de explosivo en la carga. Consideraciones en la seleccin y operacin de car- gas puncher Debido a que las pistolas puncher son similares a las pistolas entubadas para disparos de produccin es importante tomar en cuenta las siguientes recomen- daciones: a) Usar un dispositivo posicionador para pegar la pis- tola contra la tubera con el objetivo de hacer ms eficiente la operacin de disparo; en caso contra- rio la tubera podra no ser perforada. Figura 65 Molino tipo junk mil l(Cortesa Gotco International). Figura 66 Carga tipo puncher o amortiguada 11. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 11 cialmente por la densidad de los electrones (nmero de electrones por centmetro cbico) de la forma- cin. La densidad de los electrones est relacionada con el volumen de densidad real, que a su vez de- pende de la densidad del material de la matriz de la roca, la porosidad de la formacin y la densidad de los fluidos que llenan los poros. Registros Neutrnicos Los registros neutrnicos se utilizan principalmente para delinear formaciones porosas y para determi- nar su porosidad y responden principalmente a la cantidad de hidrgeno en la formacin, por lo tanto, en formaciones limpias cuyos poros estn saturados con agua o aceite, el registro de neutrones refleja la cantidad de porosidad saturada de fluido. Las zonas de gas con frecuencia pueden identificarse al com- parar el registro de neutrones con otro registro de porosidad o con un anlisis de muestras. Una com- binacin del registro de neutrones con uno o ms registros de porosidad proporciona valores de poro- sidad e identificacin de litologa aun ms exactos, incluso una evaluacin del contenido de arcilla. El principio es que los neutrones son partculas elctricamente neutras; cada una tiene una masa idntica a la masa de un tomo de hidrgeno. Una fuente radioactiva en la sonda emite constantemen- te neutrones de alta energa (rpidos), estos neutrones chocan con los ncleos de los materiales de la for- macin en lo que podra considerarse como colisio- nes elsticas de "bolas de billar", con cada colisin, el neutrn pierde algo de su energa. La cantidad de energa prdida por colisin depende de la masa relativa del ncleo con el que choca el neutrn, la mayor prdida de energa ocurre cuan- do el neutrn golpea un ncleo con una masa prcticamente igual, es decir un ncleo de hidrge- no. Las colisiones con ncleos pesados no desaceleran mucho al neutrn, por lo tanto la desaceleracin de neutrones depende en gran parte de la cantidad de hidrgeno de la formacin. Debido a las colisiones sucesivas, en unos cuantos microsegundos los neutrones habrn disminuido su velocidad a velocidades trmicas, correspondientes a energas cercanas a 0.025 eV, entonces, se difun- den aleatoriamente, sin perder ms energa, hasta que son capturados por los ncleos de tomo como cloro, hidrgeno o silicio. El ncleo que captura se excita intensamente y emite un rayo gamma de cap- tura de alta energa. Dependiendo del tipo de herra- mienta de neutrones, un detector en la sonda capta estos rayos gamma de captura o los neutrones mis- mos. Cuando la concentracin de hidrogeno del material que rodea a la fuente de neutrones es alta, la mayora de stos son desacelerados y capturados a una distancia corta de la fuente, por el contrario, si hay poca concentracin de hidrgeno, los neutrones se alejan de la fuente antes de ser capturados, de acuerdo con esto, la tasa de conteo en el detector aumenta para bajas concentraciones de hidrgeno y viceversa. Registros de Resistividad La resistividad de la formacin es un parmetro clave para determinar la saturacin de hidrocar- buros, la electricidad puede pasar a travs de una formacin slo debido al agua conductiva que contenga dicha formacin. Con muy pocas excep- ciones, como el sulfuro metlico y la grafita, la roca seca es un buen aislante elctrico. Adems, las rocas perfectamente secas rara vez se encuen- tran, por lo tanto las formaciones subterrneas tie- nen resistividades mensurables y finitas debido al agua dentro de sus poros o el agua intersticial absorbida por una arcilla. La resistividad de una formacin depende de: La resistividad de agua de formacin. La cantidad de agua presente. La geometra estructural de los poros. La resistividad (resistencia especifica) de una sustan- cia, es la resistencia medida entre lados opuestos de un cubo unitario de la sustancia a una temperatura especifica, las unidades de resistividad son el ohmio- metros cuadrados por metro, o simplemente ohmio- metros (ohm-m). La conductividad es la inversa de la resistividad. Las resistividades de formacin por lo general varian de 0.2 a 1000 ohm-m, resistividades superiores a 1000 ohm-m son poco comunes en formaciones permeables pero se observan en formaciones imper- meables de muy baja porosidad (por ejemplo las evaporitas). La resistividad de formacin se mide ya sea al mandar corriente a la formacin y medir la facilidad con que fluye la electricidad o al inducir una corriente elctrica en la formacin y medir qu tan grande es. 154 Los lavadores de tubera se emplean para lavar exte- riormente el cuerpo de tubera de un pozo, como parte de la preparacin de la pesca. Generalmente son fabricados de cuerpo de tubera de revestimien- to de resistencia especial y conexin resistente a la torsin. La cantidad de tubera lavadora se da en fun- cin de los espacios anulares existentes entre la tu- bera lavador, el agujero y el pescado que se va a lavar. Las zapatas lavadoras forman parte del aparejo de lavado de las tuberas. Son manufacturadas de tu- bera lavadora revestida en su parte inferior con ma- terial especial para moler sobre la boca del cuerpo tubular que se va a pescar. La forma y caractersticas de los cortadores y del recubrimiento depende de la necesidad del lavado y del pescado por recuperar. As pues, existen zapatas para lavar en agujero des- cubierto, y en el interior de pozos ademados, por lo que cada una cubre una necesidad especifica. La fi- gura 64 presenta varios tipos de zapatas para dife- rentes condiciones de pesca. Moliendas Una operacin de molienda puede emplearse en casi todas las operaciones de pesca; sin embargo, algu- nas moliendas resultan infructuosas, debido a la can- tidad que se va a moler del pescado, el tipo de moli- no usado y las condiciones de operacin. Los molinos deben disearse para trabajos espe- cficos. Son herramientas que no tienen partes mo- vibles en su cuerpo y que se podran quedar en el pozo como resultado de la molienda y de su mis- mo desgaste. Para su operacin se requiere de cierto torque; la cantidad depende del dimetro del molino y del material que se va a moler, del ritmo de penetracin y del peso sobre el molino. Un torque excesivo puede ocasionar dao en las juntas de la sarta de trabajo, que a la postre origi- na otros problemas. Los molinos estn construidos con una pieza de metal recubierta en el fondo con cortadores de diferentes materiales como carburo de tungsteno, o metal muncher (metal ms resistente que el carburo de tungsteno). La seleccin del tipo de cortador depen- de del material que se va a moler. Son construidos en tres diferentes configuraciones del fondo (plano, cncavo, cnico de aletas). Adems deben disear- se con canales o puertos de circulacin que no res- trinjan el flujo de fluido y que impidan levantar los recortes molidos. Figura 63 Canasta de circulacin inversa (Cortesa Bowen Oill Tools). Figura 64 Zapata lavador recubierta con carburo de tungs- teno para lavar tuberas en pozos ademados y agujero abierto (Cortesa de Gotco International). Tipo A.- Para formaciones suaves Tipo B.- usado para lavar dentro de TR Tipo C.- usada para cortar en el fondo dentro de TRs Tipo D.- Usada para cortar formacin Tipo E.- usada para cortar metal dentro de TRs Tipo F.- Para formaciones y dentro de TRs Tipo G.- Para Agujero abierto Tipo M.- Diseada para cortar cemento, formacin y metal dentro de TRs 12. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 12 El principio de la medicin de los registros de resistividad es introducir corrientes en la formacin, por medio de electrodos de corriente y se miden los voltajes entre los electrodos de medicin, estos voltajes proporcionan la resistividad para cada dis- positivo, en una formacin homognea e isotropica de extensin infinita, las superficies equipotenciales que rodean un solo electrodo emisor de corriente (A), son esferas. El voltaje entre un electrodo (M) si- tuado en una de esas esferas y uno en el infinito es proporcional a la resistividad de la formacin homo- gnea y el voltaje medido puede graduarse en una escala en unidades de resistividad. Registro en Agujero Entubado Registro RG El registro de RG puede ser corrido en pozos entu- bado lo que lo hace muy til como una curva de correlacin en operaciones de terminacin o modifi- cacin de pozo, por ejemplo al correlacionar los dis- paros de cambio de intervalo y/o mejorar la cementacin, as mismo cuando se inyecta un trazador radioactivo y se requiere ver la altura del intervalo que tomo. Registro Decaimiento Termal (TDT) La herramienta consta de un generador de neutrones de alta velocidad, la cual se reduce rpidamente has- ta la llamada "velocidad termal" al ser capturados por ncleos de la formacin, emitiendo radiaciones gamma que son detectadas por el aparato, durante el tiempo de medicin, la cantidad de neutrones termales disminuye exponencialmente. El tiempo re- querido para medir la disminucin de neutrones termales es la constante correspondiente al tiempo de decaimiento y representa las propiedades de cap- tura de neutrones de la formacin. Se grfica un valor de tiempo de decaimiento que es representativo de la velocidad de decaimiento o prdida de neutrones termales en la formacin, el cloro captura una gran cantidad de neutrones y es el elemento predominan- te en el proceso de captura, con lo cual se puede decir que el registro responde al contenido de agua salada en la formacin. El registro TDT es la primera herramienta que permite determinar la saturacin de agua a travs de la T.R.; para obtener valores preci- sos, se requiere una buena informacin de la porosi- dad. Las principales aplicaciones son: Localizacin de zonas de hidrocarburos en pozos ademados. Control de proyectos de recuperacin secun- daria, ya que determina la saturacin residual. Correlacin de profundidades de pozos ademados. III. TOMA DE INFORMACIN La toma de informacin al inicio y durante la vida productiva del yacimiento es muy importante para conocer la situacin real del pozo y la posibilidad de mejorar sus condiciones de explotacin, para lo cual se necesita informacin sobre las caractersticas del sistema roca fluido, el estado actual de agotamiento del yacimiento, la eficiencia de terminacin del pozo, etc. y as mismo para dar recomendaciones vlidas sobre la manera en que un pozo de aceite o gas debe producir, es necesario una compresin clara de los principios que rigen el movimiento de los flui- dos desde la formacin hasta la superficie. Si se en- cuentra que el pozo no esta produciendo de acuer- do con su capacidad, se deben investigar las causas, las cuales corresponden a diferentes tipos de proble- mas, ya sea del yacimiento, de los fluidos, del pozo o del equipo. Para poder determinar lo anterior es muy importante tomar informacin como son los regis- tros de presin de fondo cerrado y fluyendo, realizar diferentes pruebas de variacin de presin como son la de Incremento Decremento, de Interferencia, to- mar los diferentes registros de produccin, etc. Registros de presin Existen registros de presin en donde una buena medicin de la presin es parte esencial de las prue- bas de variacin de presin en pozos. Para obtener mejores resultados, las presiones deben ser medidas cerca de los estratos productores y hay tres tipos bsicos de medidores de presin de fondo y son : de cable de lnea, registro con instalaciones permanen- tes y de registro recuperable en la superficie. Curvas de variacin de presin El objetivo de las pruebas de presin , que consisten bsicamente en generar y medir variaciones de pre- sin en los pozos, es obtener informacin del siste- ma roca-fluido y de los mismos pozos, a partir del anlisis de las citadas variacin de presin. La infor- macin que se puede obtener incluye dao, permeabi- 153 vueltas por cada 1,000m de profundidad para expan- dir la cuas y afianzar el cuerpo del pescado. Cuan- do ste no puede recuperarse, el arpn puede libe- rarse mediante la rotacin derecha para retraer las cuas (figura 61). Los machuelos son herramientas que en su exterior tienen una rosca cnica de un rango de menor a mayor dimetro, con un orificio en el extremo infe- rior para la circulacin de fluidos. La construccin de las roscas puede ser a la derecha o izquierda y son empleados para pescar en el interior de tube- ras. Su operacin es semejante a la de tarrajas, pues requieren de rotacin y peso para afianzar el pesca- do (figura 62). Pescantes para agarrar herramientas sueltas Estas herramientas se utilizan para agarrar materia- les sueltos en el interior del pozo, tales como: cuas de tubera, dados de llaves rotos, pedazos de cable, conos y baleros de barrenas. El diseo de la canasta de circulacin inversa apro- vecha precisamente la circulacin inversa que pro- duce el fluido de control cuando sale de la canas- ta en forma de jet hacia el fondo del pozo para dirigirse hacia la parte interior de la canasta. Arras- tra con ello los objetos por recuperar y quedan atrapados en el interior de la canasta. Su opera- cin inicia de 1 a 2 m arriba del fondo del pozo, con la circulacin del fluido; posteriormente se aplica rotacin y se baja hasta el fondo del pozo. En ese punto se aumenta el gasto de circulacin, y finalmente se suspende el bombeo y se lanza una canica metlica. Cuando la canica llega a su asiento se aumenta el gasto y se proporciona ro- tacin y peso (se recomienda de 60 r.p.m. y 1 a 2 ton de peso), se calcula el tiempo de circulacin requerido, y se saca la canasta a la superficie (fi- gura 63). Pescantes para lnea y cable de acero Se emplean para recuperar alambre acerado, ca- ble elctrico y cable de acero. Su diseo es senci- llo y prctico. La mayora constan de gavilanes, aunque en el caso de arpones para lnea llevan, adems, una arandela o disco de dimetro igual al interior de la tubera de revestimiento en donde se pretende pescar, con el objetivo de evitar que el pescado de lnea pase por arriba del arpn. Su operacin consiste en detectar a travs del indica- dor de peso cualquier resistencia, y bajar con ro- tacin a partir de ese punto cargando peso de 0.5 a 1 ton, hasta observar incremento en la torsin. En ese momento se suspende la rotacin y se eli- mina la torsin permitiendo regresar las vueltas necesarias para, posteriormente, levantar la sarta de pesca y tensionar y recuperar el pescado. Otro tipo de herramienta para pescar estos materiales es la zapata de friccin, la cual se construye a par- tir de un tramo de tubera. Su interior se prepara con puntas o ranuras y son operadas por friccin; al aplicar peso atrapan una porcin de la herra- mienta por recuperar. CONEXIN SUPERIOR CUAS DEL ARPON GUIA O NARIZ DEL ARPN Figura 61 Pescante de agarre interior tipo arpn (Corte- sa Bowen Oil Tools) Figura 62 Pescante de agarre interior tipo machuelo (Cortesa Houston Engineer, Inc) 13. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 13 lidad, porosidad, presin media, discontinuidades, etc., la cual es esencial para la explotacin eficiente de los yacimientos. Las diferentes tipos de pruebas de presin son las siguientes : de Incremento, de Decremento, Prueba de inyectividad, de interferen- cia y de decremento en pozos inyectores. Las diferentes pruebas de presin se basan en con- ceptos bsicos y suposiciones para el anlisis de las mismas pruebas como son : el dao a la formacin y el almacenamiento del pozo, el principio de super- posicin en donde se realiza un desarrollo matem- tico intenso para llegar a las formulas matemticas que se utilizan para el anlisis. El anlisis se realiza por curvas tipo que fueron desa- rrolladas y es un anlisis realmente sencillo para pro- porcionar resultados aproximados. Registros de presin de fondo cerrado y fluyendo Registros de produccin Los registros de produccin son los registros que se pueden tomar despus que se han cementado las tuberas de revestimiento, colocado el aparejo de pro- duccin y disparado el intervalo productor, es decir, despus de la terminacin inicial del pozo, estos re- gistros han permitido conocer con ms detalle el com- portamiento no solo de los pozos, sino tambin de las formaciones. Por ejemplo algunos de los benefi- cios que se pueden obtener : evaluacin de la efi- ciencia de la terminacin, informacin detallada so- bre las zonas que producen o aceptan fluidos, de- teccin de zonas ladronas, canalizacin de cemen- to, perforaciones taponadas, fugas mecnicas, etc. Entre los registros de produccin se tienen los si- guientes: de temperatura, de gastos, de presiones, de dimetro interior de tuberas, etc. Paralelamente con el perfeccionamiento de las he- rramientas para correr los registros de produccin se han ido desarrollando tcnicas depuradas de in- terpretacin, permitiendo que las intervenciones en los pozos sean ms efectivas. Existen cuatro condi- ciones bsicas en relacin con el pozo, las cuales se determinan con la ayuda de los registros de produc- cin, estas condiciones son: Estado mecnico del pozo. Calidad de la cementacin. Comportamiento del pozo. Evaluacin de las formaciones. Las herramientas de los registros de produccin con una lnea elctrica y registran las seales en la su- perficie; han sido diseadas para correrse con cable y grabar grficas o cintas magnticas con informa- cin sobre las condiciones del pozo, las cuales pro- porcionan los datos necesarios para evaluar la efi- ciencia de la terminacin del mismo. Registro de Molinete Es un registro medidor continuo de gastos tipo hli- ce (molinete), que se utiliza para medir las velocida- des de los fluidos en el interior de las tuberas de produccin y revestimiento, la herramienta es colo- cada en el centro de la columna de fluido por medio de centrados de resorte y corrida a una velocidad constante en contra de la direccin del flujo, la velo- cidad de la hlice, que es una funcin lineal de la velocidad del fluido respecto a la herramienta, se re- gistra continuamente contra la profundidad. Este tipo de medidor es ms efectivo para medicio- nes de flujo en una sola fase con gastos de produc- cin altos y si el dimetro del agujero y la viscosidad de los fluidos permanecen constantes, el registro puede presentarse en una escala en por ciento del flujo total. Existen tres factores principales que afec- tan la velocidad de la hlice : velocidad y viscosidad de los fluidos y dimetro del agujero. Registros de Evaluacin de Cementacin Los registros de evaluacin de la cementacin pri- maria de la tubera de revestimiento de superficial, intermedia y de explotacin, se vea inicialmente nicamente la cima de cemento en la parte exterior, ya que dicho registro indicaba en donde estaba el cambio de temperatura de caliente a fro y en ese momento se detectaba o se vea la cima de cemen- to. Actualmente la evaluacin de la cementacin se realiza con el registro Snico de cementacin CBL, la herramienta consta de dos secciones: Acstica y electrnica, la seccin acstica contiene un transmi- sor y un receptor. La onda sonora emitida por el trans- misor viaja a travs de la TR y es detectada por el receptor, la seccin electrnica mide la amplitud de la porcin deseada de la seal del receptor y la trans- mite a la superficie para ser registrada. La amplitud 152 Se fabrican para ser operados con rotacin derecha o izquierda y en diferentes tipos de tamaos; pue- den aplicarse a pescados sueltos o fijos (tarrajas). Cuando el pescado est suelto se recomienda un pescante bowen serie 150, el cual es bajado con tu- bera hasta la boca del pescado. Se introduce en el interior del pescante hasta la seccin de cuas, cuan- do la sarta de pesca es levantada, las cuas o grapas afirman el pescado, para entonces trabajarlo con ten- sin hasta liberarlo y sacarlo a la superficie. En el caso de que no pueda ser recuperado, la sarta de pesca puede girarse a la derecha y entonces soltar el pescado. Los pescantes de agarre externo, como los bowen, utilizan cuas de canasta o de espiral. La seleccin del tipo de cuas depende de las condiciones del pescado. Las cuas de canasta, por su forma y fabri- cacin, son de agarre corto: un labio superior evita que el pescado entre en la totalidad del barril en el pescante lo que permite poder soltar el pescado cuan- do sea necesario. Un requisito indispensable para el empleo de pescantes con cuas de canasta es lavar la boca del pescado, adems de que el dimetro de la boca sea homogneo. Esta caracterstica es indis- pensable pues el pescante penetra unas cuantas pul- gadas sobre la boca del pescado. Cuando se usan cuas de espiral, la condicin de la boca del pesca- do no es tan importante debido a que el pescado entra en el interior del pescante hasta la cima del barril. En la actualidad se encuentran disponibles varios tipos de guas de pescantes, como zapatas guas y molinos de control, que son empleados para guiar la boca del pescado hacia el interior del pes- cante (figura 59). Las tarrajas pertenecen al segundo tipo de pescan- tes de agarre exterior. Una tarraja es, bsicamente, un cilindro que en su interior tiene una cuerda ahusada o cnica; algunas, aceptan en su interior el paso de herramientas de cable o lnea acerada Su uso se recomienda en pescados fijos y bocas irregu- lares, pues para operarlas se requiere aplicar rota- cin y peso: se hace una rosca al cuerpo del pesca- do para su afianzamiento y recuperacin. Cuando el pescado es afianzado y no es posible su recupera- cin se puede recuperar la sarta de pesca tensionando hasta barrer las cuerdas, o en su caso, hasta accio- nar la herramienta de percusin (figura 60). Pescantes de agarre interior Bsicamente estn compuestos por machuelos y ar- pones. Son herramientas que penetran en el interior del pescado y que cuentan con un mecanismo o di- seo de agarre interior. Los arpones estn diseados para operar en tensin. Tienen la particularidad de que al correrse en el inte- rior del pescado, las cuas estn en posicin retra- da. Al posicionarse dentro del pescado, el mecanis- mo de "J" es operado con rotacin izquierda de 2 a 3 CUAS DE ESPIRAL TOP SUB MOLINO DE CONTROL GUIA DE PESCANTE CUAS DE CANASTA Figura 59 Pescante de agarre exterior bowen (Corte- sa Bowen Oil Tools). Figura 60 Pescante de agarre exterior tipo tarraja (Cor- tesa de Houston Engineer, Inc). 14. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 14 de la onda es funcin del espesor de la tubera y de la resistencia, de la adherencia y espesor del cemen- to. En tubera no cementadas, la amplitud es mxi- ma; en tuberas cementadas (completamente circun- dada por una capa de cemento, menor de " de espesor) la amplitud es mnima. El concepto de ndice de adherencia proporciona una evaluacin cualitativa de la cementacin, usando nicamente el registro CBL, excluyendo otros facto- res, el ndice de adherencia es proporcional a la cir- cunferencia de la T.R. en contacto con el cemento bueno, la experiencia indica que ndices de cementacin mayores de 8 sobre una seccin de 5 pies de T.R. de 5 " de dimetro generalmente no hay comunicacin a lo largo de la seccin particular de T.R. y un ndice de adherencia mucho menor de 8 indica la probabilidad de canalizacin de lodo o ce- mento contaminado con cemento. La centralizacin es extremadamente importante en la amplitud snica registrada, si se obtiene una repetibilidad adecuada, entonces puede suponerse que se tiene buena centralizacin y un movimiento rpido en la seal del tiempo de transito es debido a la mala centralizacin. El registro CBL-VDL indica la Adherencia entre la tubera de revestimiento y el ce- mento y la adherencia entre el cemento y la forma- cin. IV. CEMENTACIN DE TUBERAS DE REVESTIMIEN- TO DE EXPLOTACIN Durante la Perforacin de un pozo petrolero es nece- sario proteger el agujero, con tuberas de revestimien- to, la cual con el cemento integran un conjunto de seguridad y funcionalidad para el pozo. La operacin de cementacin primaria de las tube- ras de revestimiento consiste en bombear por la TR un bache lavador, un espaciador, lechada de cemento diseada, espaciador y posteriormente el desplaza- miento calculado para alcanzar la presin final re- querida, la lechada se coloca en el espacio anular entre el agujero descubierto y la TR. La experiencia ha demostrado que una operacin deficiente de la Cementacin primaria de Tubera de revestimiento, origina continuas dificultades en la vida productiva de los pozos y a largo plazo el medio ambiente, adems las operaciones costosas para co- rregir esta anomala. Se debe realizar un programa bien establecido para llevar a cabo una operacin exitosa, desde su planeacin en el gabinete, los ma- teriales, aditivos, diseo del tipo de lechada, baches lavadores, espaciadores, equipo y accesorios a utili- zar, as mismo en el campo realizar la operacin como se program, cumplir con la densidad de la lechada diseada, presiones y gasto de bombeo para termi- nar la operacin exitosamente. Tuberas de Explotacin El objetivo es aislar las zonas que contienen hidro- carburos, evitar la movilidad de fluidos contenidos en cada zona y permite producir y controlar el pozo. Los dimetros ms comunes son de 7 5/8", 7" , 6 5/8", 5", 4 " y actualmente con la Tcnica de pozos esbel- tos de 3 ". Tuberas de Explotacin cortas Existen las Tuberas de explotacin cortas liner, la cual es una seccin de tubera de revestimiento colo- cada en agujero descubierto dentro de otra tubera para corregir daos en tuberas ya cementadas y se cementan con el objetivo de aislar zonas de presin anormal, ahorro econmico, rpida colocacin en las zonas programadas, reducir los volmenes de cemento. Clasificacin de Tuberas de revestimiento de acuer- do a sus propiedades - Dimetro Exterior. - Peso por Unidad de longitud. - Grado de Acero. - Tipo de Junta. - Longitud o Rango De acuerdo a las condiciones del agujero se clasifi- can en dos grupos: - Unin a base de rosca. - Unin a base de soldadura. Accesorios para Tuberas de Revestimiento Es conocido que al introducir la tubera de revesti- 151 10.Elaborar el reporte con la fecha y la profundidad a la que fueron recuperadas las muestras. Problemas comunes Son aqullos derivados de las condiciones del pozo o de la secuencia operativa. Tienen muchas proba- bilidades de ocurrencia durante el desarrollo de la intervencin, por lo que en los programas operativos deben considerarse el tiempo requerido para corre- girlos, as como las causas que los originan para su prevencin. A estos problemas comunes algunos veces se les llama riesgos de operacin. Por otro lado, existen riesgos internos que son impondera- bles y no pueden ser programados, pero que final- mente afectan los resultados de la intervencin. En- tre los ms comunes estn: Pescas Moliendas Perforacin de tuberas (tubing o casing puncher) Vibraciones de sarta Corte de tuberas (mecnico, trmico o qumico) Estos problemas ocasionan prdidas de tiempo, ope- raciones fallidas y taponamiento de pozos por acci- dente mecnico. A su vez originan una recuperacin de hidrocarburos inadecuada o la erogacin de ma- yores recursos para la explotacin del yacimiento (reentradas, pozos nuevos, etc). Problemas de pescas Un problema de pesca se define como el conjunto de operaciones o procedimientos realizados dentro de un pozo con el objetivo de remover o recuperar materiales, herramientas o tuberas que impiden o afectan el desarrollo secuencial durante la interven- cin del pozo. Es uno de los problemas ms importantes que afec- tan el desarrollo de la intervencin en un pozo. Pue- den ocurrir por varias causas, las ms comunes son: las fallas de algn componente del equipo superfi- cial, subsuperficial, accesorios de trabajo (llaves, cu- as etc) y, en algunos casos, por operaciones mal efectuadas y descuidos humanos. La mayora de fallas en el equipo superficial se origi- nan por falta de mantenimiento en las dados, resor- tes y pernos de las cuas que se encuentran en mal estado, falla del embrague de alta y baja del malaca- te, falta de potencia hidrulica en las bombas que limitan la limpieza del fondo del pozo, e indicadores de peso descalibrados. Las fallas en el equipo subsuperficial se deben a ope- raciones inadecuadas en los accesorios introducidos al pozo, tales como molinos, zapatas, pescantes etc. Se originan por falta de conocimiento por parte del personal o por descuido o falta de habilidad de la persona que ejecuta la operacin. Como se puede ver el factor humano predomina en muchas de las causas que originan situaciones de pesca. Por esta razn se recomienda que toda herramienta introducida en el pozo debe medirse y que en la bitcora de operacin se anoten todas sus caractersticas: dimetro interior, exterior, lon- gitud, etc. La pesca para la recuperacin de herramientas del pozo no es una ciencia, as es que existen varias al- ternativas para solucionar un mismo problema. Sin embargo, la de mayor probabilidad de xito es aqulla que considera todas las caractersticas del pescado que se pretende recuperar. Por otro lado, la disponi- bilidad de pescantes es menor en la medida que el dimetro del pescado es ms pequeo, mientras que para pescados grandes se tienen varios pescantes disponibles. En ese caso la eleccin debe considerar la herramienta de mayor resistencia a la tensin. La mayora de las herramientas de pesca estn dise- adas para introducirse con tubera. Operan con ro- tacin y movimientos recprocos, o con una combi- nacin de ambos. La manera como se atrapa o suel- ta un pescado, las bocas de los mismos, as como las condiciones de atrapamiento de stos, indicarn la herramienta de pesca adecuada para su recupera- cin. Estas herramientas se clasifican dentro de los siguientes grupos: Pescantes de agarre exterior Pescantes de agarre interior Pescantes para herramientas y materiales sueltos Pescantes para lnea y cable de acero Pescantes de agarre exterior Son herramientas diseadas para agarrar el pescado exteriormente. Su afianzamiento se basa en el meca- nismo de cuas que tiene en el interior del pescante; ejemplos de este grupo son los bowen y las tarrajas. 15. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 15 miento dentro de un agujero es necesario equiparlo con los accesorios convenientes para obtener mejo- res resultados de los objetivos bsicos. Podemos mencionar a los principales accesorios para la cementacin. Zapatas La zapata protege y gua en la introduccin a la tube- ra de revestimiento, evitando la deformacin y des- gaste de la misma, pueden ser del tipo: Gua, Flotadora, Diferencial, De ptalos y Tipo V. Coples Proporcionan la superficie de sello y el punto de asen- tamiento para los tapones de cementacin, se colo- can usualmente de 1 a 3 tramos arriba de la zapata. Pueden ser del tipo: Flotador, Diferencial, Retencin y Cementacin Mltiple. Tapones de Cementacin Son los tapones que se utilizan para realizar una bue- na limpieza (diafragma) y posteriormente el despla- zamiento de la lechada de cemento (slido) para evi- tar su contaminacin. Centradores En las cementaciones primarias de tuberas de re- vestimiento es muy conveniente que en las zonas de mayor inters quede centrada la tubera con la finali- dad de distribuir la lechada de cemento uniforme- mente. Tipos de Cemento Cemento es un material con ciertas propiedades de adherencia y es el resultado de la calcinacin de una mezcla especifica de caliza y arcilla con adicin de xidos de sodio, potasio y magnesio, existen dife- rentes tipos de cemento, la API los clasifica de la si- guiente manera : - Clase "A" - Clase "B" - Clase "C" - Clase "D" - Clase "E" - Clase "G y H" Actualmente se esta tratando de utilizar el lodo como cemento para la cementacin de las tuberas de re- vestimiento, aunque esto esta todava como una prueba tecnolgica llamada MTC y se encuentra en desarrollo. Aditivos Aceleradores. Se utilizan para acelerar el fraguado de la lechada, y pueden ser: Cloruro de Calcio, Clo- ruro de Sodio, Yeso Hidratado y Agua de Mar. Retardadores. Se utilizan para retardar el fraguado de las lechadas. Cada Compaa de servicio emplea un cdigo para sus productos. Para Alta Densidad. Se utilizan para aumentar la den- sidad de la lechada de cemento para contener altas presiones de la Formacin y mejorar el desplaza- miento del lodo. Se tienen: hematita, barita, ilmentita y la sal. Para Lechadas de Baja Densidad. Las lechadas de baja densidad se pueden acondicionar, agregando mate- riales que requieran agua, con una gravedad baja especifica, entre los ms comunes tenemos: bentonita, gilsonita, spherelite. Controladores de Filtrado. Se utilizan para disminuir la deshidratacin o la prdida de agua de la lechada a zonas porosas; proteger formaciones sensibles y mejorar las cementaciones forzadas. Controladores de prdidas de Circulacin. Como su nombre lo indica para control de perdidas de fluido previa cementacin, entre los mas comunes se tie- nen: Gilsonita, Cemento Thixotrpico, Flo - Check y Bentonita - Cemento - Diesel: Reductores de Friccin. Se utilizan como dispersantes en las lechadas de cemento para reducir su viscosi- dad aparente de la lechada. Operacin de Cementacin Primaria Posteriormente del diseo de la tubera de revesti- miento, se procede a elaborar y coordinar para lle- var acabo la operacin de cementacin primaria de la misma, en donde se deben tomar en cuenta los materiales, aditivos, equipos, introduccin y diseo de la lechada de cemento de la propia cementacin. 150 4. Purgar el sistema de lneas y vlvulas para desalo- jar el aire y dejarlo lleno de aceite o gas, segn sea la muestra que se vaya a recuperar. 5. Instalar la botella en forma vertical al sistema de vlvulas y lneas . 6. Para recuperar las muestras de gas se conecta la toma de la muestra en la vlvula superior de la bote- lla, se abre la vlvula de la toma y despus la vlvula de la botella; posteriormente, se cierran las vlvulas en el siguiente orden: primero, la del separador; despus, la de la botella y por ltimo la de la toma. 7. El procedimiento se repite hasta recuperar un m- nimo de tres muestras. En cada una de ellas, se registra la presin y la temperatura en la cabeza del pozo, el dimetro del estrangulador por el cual est fluyendo, la presin y temperatura de separa- cin, y si se est registrando el pozo, la presin y temperatura del fondo del pozo. 8. Comprobar la hermeticidad de las botellas in- troducindolas en agua para verificar que no tengan fugas. 9. Para recuperar las muestras de aceite, instalar las botellas verticalmente y hacer la toma de los flui- dos por su vlvula inferior. 10.Abrir 100% la vlvula superior de la botella, la vl- vula de la toma de fluidos y, finalmente, la vlvula inferior, que permitir la entrada de aceite al mis- mo tiempo que se desaloja 100% el agua del inte- rior de la botella; dejar salir un poco de aceite para asegurar que nicamente queda aceite en el inte- rior de la botella. Una vez concluido el llenado, cerrar las vlvulas en el siguiente orden: vlvula del separador, vlvula inferior de la botella, vl- vula superior y, por ltimo, la inferior de la botella 11.Desconectar la botella y comprobar su hermeticidad 12.Repetir el procedimiento hasta haber recuperado un mnimo de tres muestras en buenas condicio- nes; registrar los datos mencionados en el punto 7 del procedimiento. 13.Descargar los fluidos del sistema de lneas y vlvu- las y desconectarlo del separador de produccin. 14.Se entregan las muestras al personal de yacimien- tos y concluye el muestreo. Procedimiento para recuperar muestras de slidos en el fondo del pozo. 1. Verificar el estado actual del pozo (para definir las condiciones de flujo) y definir el rango de trabajo del equipo de control que se va a utilizar, de acuerdo con la mxima presin de cabeza esperada. 2. Determinar el dimetro interior mnimo del apare- jo de produccin y el drift, que significa "espacio anular mnimo para que pase una herramienta a travs de una tubera". 3. Instalar el equipo de control para efectuar la ope- racin (lubricadores y preventores). 4. Probar el equipo de control (con unidad de prue- ba o con unidad de alta presin), con una presin del 20% arriba de la mxima esperada. 5. Calibrar el pozo con un sello de dimetro exterior igual o menor al *drift del aparejo de produccin para detectar la cima del tapn de sedimentos for- mado o de la acumulacin de asfaltenos y parafi- nas precipitados. Tomar una impresin y definir el tipo de resistencia. 6. Efectuar una primera corrida con el barril muestrero para determinar nuevamente la cima de la acu- mulacin de slidos; una vez confirmada, operar el barril muestrero con golpes (cinco a seis golpes mximo), sobre la resistencia para obligar a los slidos a entrar en el barril. 7. Sacar el barril muestrero, y si la recuperacin fue exitosa, tomar una segunda muestra para anlisis. 8. Si la operacin result infructuosa, correr un calibrador de menor dimetro para definir si real- mente la resistencia se debe a la acumulacin de slidos o a algn problema mecnico en el apare- jo de produccin. 9. Una vez definido el problema o recuperadas las muestras, cerrar el pozo y desmantelar el equipo de control. * drift - Espacio anular mnimo para que pase una herramienta atravs de una tubera 16. Terminacin y Mantenimiento de PozosTerminacin y Mantenimiento de Pozos 16 Operaciones Previas a la Cementacin a.- Anlisis del Agua disponible. Es de gran importancia conocer con tiempo las caractersticas qumicas del agua que se utilizar y efectuar pruebas del cemento con estas. Si se considera necesario se transportar cuidando que su salinidad sea menor de 1000 ppm de Cloruros. b.- Pruebas de Cemento de cada lote recibido. El Control de calidad del cemento es de gran importancia e invariablemente debern efectuar- se pruebas de los lotes recibidos, bsicamente en cdula No. 5 sin aditivos, as como el clculo de la densidad mxima permisible para evitar prdidas de circulacin por fracturamiento de las formaciones y de acuerdo a la temperatura de fondo del pozo para el diseo de la lechada de cemento. c.- Programa de Accesorios. El programa de accesorios estar sujeto bsica- mente a los objetivos que se persigan, fijando normas y condiciones que optimicen los resul- tados y evitando al mximo un incremento en los costos, as mismo se deben verificar los ac- cesorios en su dimetro, estado, tipo de rosca, dimetros interiores, grados y librajes as como el funcionamiento de las partes de los acceso- rios antes de la operacin para cualquier ano- mala que se detecte se corrija a tiempo y no a la hora de iniciar la introduccin de la tubera. d.- Diseo de la lechada de cemento y los baches lavadores y espaciadores. El diseo de la lechada de cemento es un aspec- to muy importante ya que en la misma se debe considerar aditivos para la presencia de gas, retardadores y/ aceleradores y en caso necesa- rio, etc., as mismo debe contemplarse la com- patibilidad con el lodo de perforacin en uso y los diferentes baches a utilizar como son los lim- piadores y espaciadores. Con el objeto de tener mejores resultados en las cementaciones primarias el volumen de fluido limpiador que se programe y el gasto, debe es- tar diseado para un tiempo de contacto de 8 a 12 min. Utilizando un flujo turbulento, lo cual es un mnimo recomendable para remover el enjarre de los lodos de perforacin y para su di- seo se deben tomar en cuenta el dimetro de las tuberas de revestimiento as como los di- metros de los agujeros, para que sea el volumen adecuado y se obtengan ptimos resultados, as mismo tomar en cuenta el tipo de formacin, se bombeara despus de haber soltado el tapn de diafragma. Cuando se selecciona un fluido espaciador, para efectuar un eficiente desplazamiento del lodo, debern tomarse en cuenta la reologa del fluido espaciador, gasto de bombeo, compatibilidad del fluido espaciador con el lodo y el cemento y tiem- po de contacto; con lodos base agua, un pe- queo volumen de agua como espaciador entre el lodo y el cemento han registrado resultados satisfactorios. El criterio ms importante en la seleccin de un fluido espaciador es que el flui- do seleccionado pueda desplazarse en turbulen- cia a gastos de bombeo razonables para la geo- metra que presenta el pozo. Operaciones durante la Cementacin a.- Colocacin de Accesorios y revisin de Tramos Es muy importante verificar la correcta coloca- cin de accesorios, de acuerdo al programa ela- borado previamente, as como tambin es im- portante verificar las condiciones del fluido de control, ya que es un factor de gran importancia para el xito de una cementacin primaria. As mismo la numeracin de los tramos, siguiendo un orden de acuerdo al diseo del ademe que se utilizar en el pozo en grados, peso y tipos de roscas ,las cuales deben satisfacer las condicio- nes de medida del probador del manual y con el objeto de seguir el orden de introduccin pro- gramado. El total de tramos debe coincidir en todas sus partes con el nmero de tramos, apartando los que estn en malas condiciones, principalmente en las roscas y los que se hayan golpeado y da- ado durante su transporte y/ introduccin, as 149 23. Si est hermtico el muestrero, desech