Facilitadora:

Ing. Nínive Esther cruz Álvarez

Asignatura:

Control de pozo.

Tarea:

Brote

Alumno:

Kevin Asunción López Mayorga

Carrera:

Ing. Petrolera

Semestre:

8vo

INTRODUCCIÓN

Todo el personal que elabora en las actividades de perforación de pozos deberá contar con los conocimientos necesarios para interpretar los diversos principios, conceptos y procedimientos obligados para el control de un brote en un pozo y es que en los pozos petroleros durante las etapas de perforación, terminación y mantenimiento de los mismos, existe la probabilidad de que se origine un brote. Esto se debe al desbalance entre la presión de formación y presión hidrostática del fluido de control. Por lo tanto iniciaremos con la definición de concepto:

Brote: Es la entrada de fluidos provenientes de la formación al pozo, tales como aceite, gas, agua, o una mezcla de estos. Al ocurrir un brote, el pozo desaloja una gran cantidad de lodo de perforación, y si dicho brote no es detectado, ni corregido a tiempo, se produce un reventón o descontrol.

Descontrol: Se define como un brote de fluidos que no puede manejarse a voluntad. O

Presión Hidrostática (Ph): Se define como la presión que ejerce una columna de fluido debido a su densidad y altura vertical y se expresa en Kg. /cm2 o en lb/pg2.

Ph = Prof. (pies) x Densidad fluido (lb/gal) x 0.052

Para el caso de pozos direccionales se deberá de tomar la profundidad vertical verdadera.

Densidad: Es la masa de un fluido por unidad de volumen, se expresa en gr/cm3o lb/gal.

Gradiente de presión: Es la presión hidrostática ejercida por un fluido de una densidad dada, actuando sobre una columna de longitud unitaria.

Presión de formación: Es la presión de los fluidos contenidos dentro de los espacios porosos de una roca. También se denomina presión de poro. La presión deformación se clasifica en:

Normal Anormal

Las formaciones con presión normal son aquellas que se controlan con densidades del orden del agua salada. Para conocer la “normalidad” y “anormalidad” de cierta área, se deberá establecer el gradiente del agua congénita de sus formaciones, conforme al contenido de sus sales disueltas. Para la costa del golfo de México se tiene un gradiente de 0.107 Kg./cm2/m considerando agua congénita de 100,000 ppm de cloruros

.Las formaciones con presión anormal pueden ser de dos tipos:

Subanormal: Es aquella que se controla con una densidad menor que la del agua dulce, equivalente a un gradiente menor de 0.100 kg./cm2/m. Una posible explicación de la existencia de tales presiones en formaciones, es considerar que el gas y otros fluidos han migrado por fallas u otras vías del yacimiento, causando su depresionamiento.

Presión anormalmente alta; La presión se encuentra por encima de la considerada como presión normal. Las densidades para lograr el control de estas presiones equivalen a gradientes hasta 0.224 kg./cm2/m. Estas presiones se generan por la compresión que sufren los fluidos de la formación debido al peso de los estratos superiores y se consideran formaciones selladas, de tal forma que los fluidos no pueden escapar hacia otras formaciones.

Presión de sobrecarga: Es el peso de los materiales a una profundidad determinada. Para la costa del Golfo de México se tiene calculado un gradiente de sobrecarga de 0.231 kg./cm2/m. Sin embargo, para casos particulares es conveniente su determinación ya que es muy frecuente encontrar variaciones muy significativas. Las rocas del subsuelo promedian de 2.16 a 2.64 gr/cm3.

Presión de fractura: Es la que propicia una falla mecánica en una formación. Como una consecuencia, que genera una pérdida de lodo durante la perforación.

Presión del fondo en el pozo: Cuando se perfora se impone presión en el fondo del agujero en todas direcciones. Esta presión es la resultante de una suma de presiones que son la

hidráulica ejercida por el peso del lodo; la de cierre superficial en tubería de perforación (TP); la de cierre superficial de tubería de revestimiento (TR); la caída depresión en el espacio anular por fricción; y las variaciones de presión por movimiento de tuberías al meterlas o sacarlas (pistón/sondeo).

Presión diferencial: Generalmente, el lodo de perforación tiene mayor densidad que los fluidos de un yacimiento. Sin embargo, cuando ocurre un brote, los fluidos que entran en el pozo causan un desequilibrio en el lodo no contaminado dentro de la tubería de perforación y el contaminado en el espacio anular. Esto origina que la presión registrada al cerrar el pozo, por lo general sea mayor en el espacio anular que en el interior de TP. La presión diferencial es la diferencia entre la presión hidrostática y la presión de fondo. Se dice que una presión es positiva cuando la presión del yacimiento es mayor que la presión hidrostática y es negativa cuando la presión hidrostática es mayor que la del yacimiento.

Pérdidas de presión en el sistema. En un sistema de circulación de lodo de perforación las perdidas o caídas de presión se manifiestan desde la descarga de la bomba hasta la línea de flote. En la práctica se tiene tres elementos en los cuales se consideran las pérdidas de presión en el sistema, estos son:

CONTROL DE UN BROTE EN UN POZO DE PERFORACIÓN.

- Equipo superficial- Interior de tuberías (TP y herramienta)- Espacio anular.

Las pérdidas dependen principalmente de las propiedades reológicas del lodo, la geometría del agujero y los diámetros de la sarta de perforación.

El objetivo es saber identificar, así como conocer los mecanismos de cierre y los métodos de control, importante llevar un programa de control de presión cuidadosamente planeado y continuamente supervisado, esto reducirá considerablemente la posibilidad de que ocurra un brote, el factor clave es la preparación por parte de los ingenieros químicos de fluidos que son los responsables de controlar las presiones de la formación.

ContenidoINTRODUCCIÓN..................................................................................................................2

BROTE....................................................................................................................................5

CAUSAS Y ORIGENES DE UN BROTE.........................................................................7

INDICADORES QUE ANTICIPAN UN BROTE.............................................................9

PROCEDIMIENTOS DE CIERRE...................................................................................11

METODOS DE CONTROL DE UN BROTE..................................................................13

CONCLUSION.....................................................................................................................16

BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................16

BROTE

Si los brotes son detectados a tiempo, aplicando las medidas inmediatas y correctas para manejarlo en superficie no causa daños industriales, ecológicos o al personal. Pero en caso contrario, se incrementan los tiempos y costos de la intervención.

Si el brote no es detectado a tiempo, y no se aplican las medidas correctas en superficie para manejarlo o no se tiene integridad en los sistemas superficiales de control; este puede manifestarse de forma violenta en superficie, con todo el potencial contenido en la formación productora y sin poder manejar los fluidos a voluntad.

Esta condición se le conoce como “descontrol de pozo

Figura 1-2. Descontrol de pozo.

En algunos de los casos un descontrol puede alcanzar la magnitud de siniestro, figura 1-3, causando la pérdida total del equipo, del mismo pozo y daños severos al personal, al entorno social y ecológico

Figura 1-3. Siniestro de un

descontrol de pozos en plataforma.

Si bien, la ocurrencia de los brotes confirma la presencia de hidrocarburos, es sumamente importante que durante la intervención en un pozo, cualquiera que sea su objetivo, se eviten estos eventos mediante la aplicación de sistemas adecuados de:

• Fluidos de perforación.• Conexiones superficiales de control.• Equipos superficiales de medición de parámetros.• Practicas operativas.• Personal debidamente capacitado y entrenado.

En el control de pozos, el análisis de los principios básicos permite la solución tanto de problemas sencillos como complejos

CAUSAS Y ORIGENES DE UN BROTE

Durante las operaciones de perforación, se conserva una presión hidrostática ligeramente mayor a la de formación. De esta forma se previene el riesgo de que ocurra un brote. Sin embargo en ocasiones, la presión de formación excederá la hidrostática y ocurrirá un brote, esto se puede originar por lo siguiente:

o Densidad insuficiente del lodoo Llenado insuficiente durante los viajes o Sondeo del pozo al sacar tubería rápidamenteo Contaminación del lodoo Perdidas de circulación

Densidad insuficiente del lodo.

Esta es una de las causas predominantes que originan los brotes. Los brotes causados por densidades insuficientes de lodo pudieran parecer fáciles de controlar con sólo incrementar la densidad del lodo de perforación. Por las siguientes razones, esto puede ser lo menos adecuado:

Se puede exceder el gradiente de fractura Se incrementa el riesgo de tener pegaduras por presión diferencial Se reduce significativamente la velocidad de penetración

Llenado insuficiente durante los viajes de tuberías

Ésta es otra de las causas predominantes de brotes. A medida que la tubería se saca del pozo, el nivel de lodo disminuye por el volumen que desplaza el acero en el interior del pozo. Conforme se extrae tubería del pozo y no se llena con lodo, el nivel mismo de crece y por consecuencia también la presión hidrostática.

Contaminación de lodo con gas

Al perforar demasiado rápido, el gas contenido en los recortes, se libera ocasionando la reducción en la densidad del lodo. Eso reduce la presión hidrostática en el pozo, permitiendo que una cantidad considerable de gas entre el pozo.

Los brotes que ocurren por esta causa, terminan transformándose en reventones por lo que al detectar este brote se recomiendan las siguientes prácticas:

Reducir el ritmo de penetración Aumentar el gasto de circulación Circular el tiempo necesario para densificar el lodo

Pérdidas de circulación

Son uno de los problemas más comunes durante la perforación. Se clasifican en dos tipos:

- Pérdidas naturales o intrínsecas.

- Pérdidas mecánicas o inducidas

Si la pérdida de circulación se presenta durante el proceso de la perforación, se corre el riesgo de tener un brote y este se incrementa al estar en zonas de alta presión o en el yacimiento, en los pozos delimitadores y exploratorios.

Efectos de sondeo al sacar la tubería

El efecto de sondeo se refiere a la acción que ejerce la sarta de perforación dentro del pozo, cuando se mueve hacia arriba a una velocidad mayor que la del lodo, máxime cuando se “embola” la herramienta con sólidos de la formación. Si esta reducción de presión es lo suficientemente grande como para disminuir la presión hidrostática efectiva a un valor por debajo del de la formación, dará origen a un desequilibrio que causará un brote.

INDICADORES QUE ANTICIPAN UN BROTE

Si el brote no es detectado ni corregido a tiempo, el problema se puede complicar hasta llegar a producir un reventón. Con una detección oportuna las estadísticas de muestran que se tiene hasta un 98% de probabilidad de controlarlo. Los indicadores de que el lodo fluye fuera del pozo durante la perforación se dan en diferentes situaciones como son:

- Al perforar

- Al sacar o meter tubería de perforación

- Al sacar o meter herramienta

- Sin tubería dentro del pozo

Indicadores al estar perforando

a) Aumento en la velocidad de penetración: la velocidad de penetración está en función de varios factores como son el peso sobre barrena, velocidad de rotación, densidad de lodo e hidráulica.

b) Disminución de la presión de bombeo y aumento de las emboladas. Cuando se está perforando y ocurre un brote, los fluidos debido al brote se ubican únicamente en el espacio anular y éstos tienen una densidad menor a la del lodo, por lo que la presión hidrostática dentro de la tubería será mayor, propiciando que el lodo dentro de la sarta de perforación fluya más rápido hacia el espacio anular, con la consecuente disminución de presión de bombeo y el aceleramiento de la bomba de lodo que se manifiesta un aumento del número de emboladas por minuto

c) Lodo contaminado por gas, cloruros, cambios en propiedades geológicas: La presencia de lodo contaminado con gas puede deberse al fluido contenido en los recortes o al flujo de fluido de la formación al pozo que circula a la superficie

d) Si las bombas de lodo están paradas y el pozo se encuentra fluyendo, es indicativo (generalmente) de que un brote está ocurriendo; a esta acción se le conoce como “OBSERVAR EL POZO”. Al efectuar esto, se recomienda en revisar el nivel de presas y las presiones en los manómetros en TP y TR y como práctica subir la sarta de perforación de manera que la flecha se encuentre arriba de la mesa rotaria.

Indicadores al sacar o meter tubería

Los siguientes se consideran de este tipo

- Aumento de volumen en presas

- Flujo sin circulación

- El pozo toma menos volumen o desplaza mayor volumen

El volumen requerido para llenar el pozo, debe ser igual al volumen de acero de la tubería que ha sido extraída.

Si la cantidad necesaria de lodo para llenar el pozo es mayor, se tiene una pérdida y ésta trae consigo el riesgo de tener un brote.

En caso de introducir tubería, el volumen desplazado deberá ser igual al volumen de acero introducido en el pozo. Según las estadísticas la mayoría de los brotes ocurren durante los viajes de tubería y por el efecto de sondeo se vuelve más crítica cuando se saca tubería

Indicadores al sacar o meter herramienta.

Los mismos indicadores de viaje de tuberías se tienen para los lastra barrenas, la diferencia estriba principalmente en el mayor volumen de lodo desplazado por esta herramienta

Indicadores sin tubería en el pozo. Se tienen dos indicadores para esta situación: aumento de volumen en las presas y el flujo sin bombeo

PROCEDIMIENTOS DE CIERRE

Aquí se describen los procedimientos de cierre que frecuentemente se utilizan dependiendo la situación que presente el pozo. Para cada uno se exponen ciertas consideraciones y aplicaciones de fórmulas. Obsérvese que su descripción trata aspectos específicos y remite si el caso lo requiere, a otro procedimiento para terminar y resolver el control del pozo.

Los procedimientos para un caso real deben escribirse para cada pozo en particular, dependiendo la operación por efectuar y el equipo que se tenga disponible.

Para controlar un brote existen varios métodos y técnica, los cuales se aplican a situaciones específicas.

Procedimiento de cierre al estar perforando

Una vez identificado el brote, lo más importante es cerrar el pozo con el fin de reducir al mínimo la entrada del fluido invasor con sus posibles consecuencias; a continuación se explican los pasos para cerrar el pozo al estar perforando

1. Parar la rotaria, levantar la flecha para que su conexión inferior esté arriba de la mesa rotaria.

2. Parar el bombeo del lodo.3. Observar el pozo y mantener la sarta suspendida.4. Abrir la válvula de la línea de estrangulación.5. Cerrar el preventor de arietes superior o el preventor anular.6. Cerrar el estrangulador.7. Medir el incremento de nivel de las presas.8. Anotar las presiones de cierre de TP y TR durante cada minuto hasta

la estabilización de la presión y posteriormente cada cinco minutos sin que se rebase la presión máxima permisible.

9. Observar que los preventores no tengan fugas.10. Verificar la presión de los acumuladores.

A este procedimiento de cierre se le conoce como “cierre suave” y tiene dos ventajas: una reducir el golpe de ariete y la onda de presión sobre el pozo y las conexiones superficiales. La segunda es permitir observar la presión del espacio anular y en caso de ser necesaria la desviación del flujo

Procedimiento de cierre al estar metiendo o sacando TP

Una vez detectada la presencia de un brote, se procederá a cerrar el pozo. Siendo el procedimiento recomendado de cierre el siguiente:

1. Suspender la operación dejando una junta sobre la rotaria.2. Sentar la tunería en sus cuñas.3. Instalar la válvula de píe abierta, apretar y cerrarla.4. Suspender la sarta en el elevador.5. Abrir la válvula hidráulica en línea de estrangular.6. Cerrar el preventor superior de arietes de TP o el preventor anular.7. Cerrar el pozo con el estrangulador hidráulico, cuidando de no rebasar la máxima

presión permisible en el espacio anular.

Procedimiento de cierre al estar metiendo o sacando herramienta

Una vez que el brote es identificado, el pozo debe cerrarse con el siguiente procedimiento:

1. Suspender la operación dejando una junta sobre la rotaria.2. Sentar la herramienta en las cuñas, instalar el collarín; simultáneamente abrir la

válvula hidráulica en la línea de estrangular.3. Instalar y apretar el sustituto de enlace en la tubería.4. Conectar, apretar y bajar con un tramo o língada TP y sentar en cuñas.5. Instalar, apretar y cerrar válvula de píe.6. Suspender sarta de perforación en el elevador.7. Cerrar el preventor de arietes de TP en boca del pozo.8. Cerrar el pozo con el estrangulador hidráulico, cuidando no rebasar la máxima

presión permisible en el espacio anular

Procedimiento de cierre al no tener tubería dentro del pozo

Una vez que el brote es identificado, el pozo debe cerrarse con el siguiente procedimiento:

1. Abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangular.2. Cerrar el preventor con arietes ciegos o de corte.3. Cerrar el pozo con el estrangulador hidráulico, cuidando de no rebasar la máxima

presión permisible en el espacio anular

Procedimiento de cierre al estar metiendo tubería de revestimiento.

Una vez que el brote es identificado, el pozo debe cerrarse con el siguiente procedimiento:

1. Suspender la introducción de la TR y colocarla en sus cuñas.2. Abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangular y cerrar el preventor con

arietes de TR.

3. Cerrar estrangulador cuidando no rebasar la máxima presión permisible.4. Instar el sustituto de enlace (combinación) de TR y TP.5. Cambiar el elevador, conectar y apretar un tramo de TP con válvula de seguridad

abierta.6. Abrir el preventor de arietes para TR si el flujo lo permite.7. Bajar el tramo de TP y cerrar la válvula de seguridad.8. Abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangular.9. Cerrar el preventor con arietes para TP.10. Cerrar el pozo con el estrangulador hidráulico, cuidando de no rebasar la máxima

Presión permisible en el espacio anular.

METODOS DE CONTROL DE UN BROTE

Los principales métodos de control de pozos que mantienen una presión constante en el fondo del pozo son:

- El método del perforador.

- El método del densificar y esperar (método del Ingeniero).

- El método concurrente

METODO DEL PERFORADOR

El método del perforador es una técnica utilizada ampliamente para circular y sacar los fluidos provenientes de la formación en dos etapas o circuladas manteniendo la presión del fondo constante.

Es ideal donde no se necesitan o no están disponibles los materiales para incrementar el peso del fluido de control, además, se usa para desalojar brotes de gas, donde los altos gastos de migración de gas a superficie pueden causar problemas durante el pozo cerrado.

También se puede usar donde hay recursos limitados de personal y/o equipos.

En la primera etapa o circulada los fluidos invasores del brote son desalojados circulando un ciclo completo con el fluido original con que se estaba operando al momento del brote

La segunda circulada, se realiza con nueva densidad de control del fluido y es necesario realizar cálculos matemáticos que nos permiten llevar un registro de las presiones de circulación y los volúmenes de desplazamiento (hoja de control de brotes).

A continuación está el procedimiento para el método del perforador:

1. Cierre el pozo después de observar el brote.2. Registre las presiones de cierre estabilizadas en la tubería de perforación (PCTP)

y de tubería de revestimiento (PCTR).3. De inmediato circule y saque el fluido invasor del pozo con la densidad original

del fluido4. Al terminar de circular el ciclo completo, cierre el pozo por segunda vez.5. Si es necesario, se incrementara la densidad al fluido de control.6. Se circula el pozo por segunda vez con un flujo nuevo y más pesado para

recuperar el control hidrostático

METODO DE DENSIFICAR Y ESPERAR

Este método (también llamado del ingeniero) implica que estando el pozo cerrado se tenga que esperar mientras se densifica el lodo a la Dc para equilibrar la presión de la formación, así como recabar los datos necesarios y efectuar los cálculos para llevar a cabo el control del pozo.

Este método tiene algunas ventajas con relación al método del perforador:

- Las presiones ejercidas en el pozo y en las conexiones superficiales de control serán menores, eso ayudara mucho en pozos que presenten o se tenga sospecha de pérdida de circulación.

- Cuando el flujo del fluido de control comience a subir por el espacio anular será antes de que la parte superior del brote llegue a la zapata o al punto más débil del agujero descubierto del pozo esto ayudara a que la presión máxima ejercida en ese punto sea menor.

- El pozo estará bajo presión por menos tiempo.

EL MÉTODO CONCURRENTE

El método concurrente, es un método primario para controlar pozos con presión de fondo constante, consiste en densificar gradualmente el fluido mientras se está circulando para

sacar el brote del pozo, también se le ha llamado el método de circular y densificar o el método de incrementar el peso lentamente.

Para ejecutar el método concurrente se requiere hacer algo de contabilidad y cálculos, mientras se está en el proceso de circular y sacar el brote del pozo, porque podría haber fluido de control con densidades diferentes e intervalos irregulares dentro de la sarta.

Dado que hay que hacer algunos de los cálculos muy rápidamente el personal operativo ha optado por el método del perforador o el método de densificar y esperar, rechazando el método concurrente por ser demasiado complicado.

Cuando se utiliza este método para controlar un brote, se inicia la circulación con la presión inicial de circulación y se empieza adicionar barita al sistema de lodos hasta alcanzar el peso de control, lo anterior significa aumentar la densidad al fluido mientras se circula.

El método aplica un incremento gradual en el peso del fluido de control hasta que el brote es desalojado a la superficie, por lo cual requerirá varias circulaciones hasta completar el control del pozo.

CONCLUSION

Como se pudo constatar el brote es la entrada de fluidos provenientes de la formación al pozo, tales como aceite, gas, agua, o una mezcla de estos y esto puede llevar a un descontrol de pozo en las causas y orígenes del brote se describió y se explico las causas de su formación y como se origina un brote, en los indicadores que anticipan un brote se conoció como podemos detectarlo y corregirlo a tiempo antes que no lo podamos controlar a voluntad, de acuerdo a la operación que se esté realizando en el pozo, procedimiento de cierre se presento los procedimientos de cierre, varían para cada caso en particular, mucho dependen de la operación que se esté realizando y el equipo que se tenga disponible en el momento de tomar la decisión de cierre de pozo y en métodos de control de un brote se detallo los diferentes métodos de control así como los procedimientos de cada uno para control del pozo, así como los datos requeridos para los cálculos de control de brotes.

BIBLIOGRAFIA

http://myslide.es/documents/control-de-un-brote-en-un-pozo-de-perforacion.html

http://teknaservices.com/wp-content/uploads/2014/05/Terminaci%C3%B3n-y-Reparaci%C3%B3n-de-Pozos.pdf