Lavado de pozo

Investigar fundamentos


Bosquejo de diseño de prototipo


Cotización


Cálculos teóricos


Diseño final


Pruebas técnicas


Construcción


Documentación


Redacción protolo











16






UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE TABASCOUNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE TABASCO
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE TABASCO
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE TABASCO





TSU QUIMICA: FLUIDOS DE PERFORACION

Tecnologías De Terminación Y Mantenimiento
ING. ELIZABETH DE LA CRUZ COLORADO


REPORTE GRUPAL DE PROYECTO
5to "C"


Periodo: Septiembre-Diciembre







INTRODUCCIÓN

El proceso de lavado de pozo tiene la finalidad de desplazar el lodo y remover los sólidos adheridos a las paredes de la tubería para eliminar partículas como barita, recortes, cemento y sedimento; esto, con el objeto de tener un fluido libre de contaminantes, y así evitar daño a la formación durante las operaciones de disparos, estimulación, y/o fracturamiento. La operación de lavado de pozo consiste en desplazar el lodo de perforación empleado en la última etapa con un fluido de terminación libre de sólidos. Esto se realiza empleando baches de separadores, lavadores y viscosos. En la mayoría de los casos, el fluido de terminación es filtrado para eliminar partículas contaminantes. Si la operación de lavado es ineficiente, los sólidos no removidos pueden taponar los poros y canales de la formación productora durante los disparos, causando una drástica reducción de la permeabilidad y con esto una disminución de la producción. El alcance de esta guía es el diseño de una operación de lavado rápida, efectiva y al menor costo posible; por lo que las recomendaciones del tipo y las propiedades del fluido de terminación quedan fuera del alcance de esta guía. Lo anterior, debido a la gran variedad en tipos y composición química de los fluidos de terminación, así como las características mineralógicas y propiedades de los yacimientos productores en México. Por lo que, para una selección apropiada de fluido de terminación se recomienda realizar pruebas de laboratorio para verificar la interacción y compatibilidad entre roca–fluido y fluido–fluido

Objetivo general
Realizar un lavado de pozos para ampliar el conocimiento teórico y práctico mediante un prototipo que incluya la sarta lavadora.





Objetivos especificos
Describir las características del proceso de lavado de pozos y sarta lavadora
Identificar las características técnicas del equipo de bombeo en la operación de lavado
Identificar las características del diseño de la sarta lavadora:
- Geológicas.
- Mecánicas.
Identificar los elementos que integran la sarta lavadora:
-Tubería de Perforación.
-Escareadores.
-Tubería Tipo niple o punta de aguja.
Determinar la capacidad del equipo de bombeo de acuerdo a la presión máxima requerida.

Alcance
El alcance de este procedimiento es el de diseñar una operación de lavado de pozo rápida, efectiva y al menor costo posible.

Justificación
La acumulación de arena y sólidos en los pozos perjudica significativamente la producción de petróleo y gas. Es por eso que la importancia de este proyecto tiene el fin de describir cómo solucionar estos problemas, por medio del lavado de pozo.

Delimitación del problema
Dada la amplitud del proyecto, este proyecto se realizara y se expondrá a los alumnos y docentes de la división de química en la Universidad Tecnológica de Tabasco.
Antecedentes

Una de las operaciones importantes durante la etapa de terminación es el lavado de pozos, mediante la cual se evita la depositación de sólidos en el interior de las tuberías y en el intervalo productor y por consiguiente, la disminución de la permeabilidad del intervalo. Se ha comprobado que los cambios de temperatura, presión, composición química del aceite propician desequilibrio y la consecuente precipitación de sustancias asfálticas y parafínicas, que se depositan dentro de la tubería, obturándola parcial o totalmente.
Algunas formaciones, producen junto con los hidrocarburos, pequeñas partículas de arenas o sedimentos que por gravedad se depositan en el fondo del pozo y llegan a obstruir el intervalo abierto, generan tapones dentro de la tubería y disminuyen paulatinamente el flujo hasta dejar de producir.
La operación de lavado de pozo consiste en desplazar las partículas generadas por la producción de hidrocarburos las cuales se depositan dentro de la tubería obturando el área de flujo. Si la operación de lavado es ineficiente, los sólidos no removidos pueden taponar los poros y canales de la formación productora durante los disparos, causando una drástica re educción de la permeabilidad y con esto una disminución de la producción.

DEFINICIONES

Pozo petrolero:
Un pozo petrolero es una obra de ingeniería encaminada a poner en contacto un yacimiento de hidrocarburo con la superficie.
Una perforación efectuada en el subsuelo con herramientas de diferentes diámetros y con revestimiento de tuberías, a diversas profundidades, llamadas etapas de perforación, para la prospección o explotación de yacimientos petroleros.


Fluido Lavador:
Fluido empleado para remover los sólidos adheridos a las paredes de la tubería de revestimiento, estos adelgazan y dispersan las partículas del lodo facilitando su remoción.

Lavado de Pozo:
Es el proceso que se efectúa para desplazar o remover el fluido de perforación empleado en la última etapa y los sólidos en el pozo (barita, recortes, sedimentos, etc.) por un fluido de terminación libre de sólidos.

Tiempo de Contacto:
Es el período de tiempo en que está en contacto el fluido con algún punto específico en el espacio anular, 10 minutos es un tiempo de contacto muy aceptable para el fluido lavador.

Sarta de Lavado Convencional:
Es la sarta empleada para lavar un pozo, se compone de tubo o niple aguja, escariador y tubería de perforación. Dependiendo de la naturaleza de la operación y condiciones del pozo, se puede emplear otro tipo de sarta para lavar el pozo.

Escariador: Herramienta empleada para la remoción de sólidos en la tubería de revestimiento.

Fluido Espaciador: Fluido que separa el lodo a desplazar del fluido lavador para evitar la contaminación de este último.

Eficiencia de Transporte: Capacidad del fluido para transportar los sólidos del fondo a la superficie.


PRESUPUESTO Y MATERIAL

DESCRIPCION
PRECIO UNITARIO
PRECIO TOTAL
1 M
TUBO DE PVC DE 1"
$6.00
$6.00
1M
TUBO DE PVC DE ½"
$4.00
$4.00
1M
TUBO DE PVC DE ¾"
$3.00
$3.00
1M
TUBO DE COBRE DE ½"
$55.00
$55.00
3M
MANGUERAN TRANSPARENTE
$28.00
$$84.00
5K
YESO BLANCO
$5.00
$25.00
3k
CEMENTO
$10.00
$30.00
15P
TUBOS GALVANIZADO DE 15 CM
$15.00
$225.00
1K
PLOMO
$100.00
$100.00
1 P
MESA DE MADERA
$250.00
$250.00

MANO DE OBRA
$400.00
$400.00
25L
GASOLINA
$13.00
$325.00
3P
CHAROLAS DE PLASTICO
$75.00
$225.00
1P
PECERA DE 40X60 CM
$250.00
$250.00
10P
PIJAS
$1.50
$15.00
1P
CINTA AISLANTE
$20.00
$20.00
1P
SILICON INDUSTRIAL
$40.00
$40.00

PAPELERIA
$100.00
$100.00
1P
MOTOR ELETRICO
$220.00
$220.00

TORRE DE PERFORACION
$400.00
$400.00


TOTAL
$2777.00




CRONOGRAMA
FECHA
ACTIVIDAD
SEPTIEMBRE

10,11,12
Cotización de material
15
Comprar materiales.
25
Llevar los materiales al soldador
OCTUBRE

3
Recepción de torre y piso
5
Primera capa de pintura a la torre
10
Segunda capa de pintura a la torre
15
Inicio de detalles para la torre
31
Torre y piso terminado
NOVIEMBRE

3
Inicio de pruebas (solo con tubería)
5
Revisión de detalles
10
Prueba con bomba
14
Corrección de problemas
17
Prueba con bomba
20
Corrección de problemas
25
Prueba final
DICIEMBRE

2
Entrega de proyecto
3
Entrega de proyecto
















MARCO TEORICO

Descripción De Lavado De Pozo
La operación de lavado de pozo consiste en desplazar el lodo de perforación empleado en la última etapa con un fluido de terminación libre de sólidos. Esto se realiza empleando baches de separadores, lavadores y viscosos, como se ilustra en la Figura 1.
Fluido de TerminaciónFluido de TerminaciónLavadorLavadorViscosoViscosoEspaciadorEspaciadorPozo Lleno Con Fluido De TerminaciónPozo Lleno Con Fluido De TerminaciónDesplazamiento De Lodo por Fluido De TerminaciónDesplazamiento De Lodo por Fluido De TerminaciónPozo Lleno Con LodoPozo Lleno Con LodoLodoLodo
Fluido de Terminación
Fluido de Terminación
Lavador
Lavador
Viscoso
Viscoso
Espaciador
Espaciador
Pozo Lleno Con Fluido De Terminación
Pozo Lleno Con Fluido De Terminación
Desplazamiento De Lodo por Fluido De Terminación
Desplazamiento De Lodo por Fluido De Terminación
Pozo Lleno Con Lodo
Pozo Lleno Con Lodo
Lodo
Lodo

Figura 1. Ilustración de lavado de pozo.Figura 1. Ilustración de lavado de pozo.
Figura 1. Ilustración de lavado de pozo.
Figura 1. Ilustración de lavado de pozo.


Sarta de lavado
Respecto a la sarta de lavado se recomienda utilizar la tubería de perforación, tubo o niple aguja en la parte inferior y escariadores en serie cuando existan dos diámetros de tubería de revestimiento, como se muestra en la Figura2. La utilización de herramientas, como cepillos, difusores, escariadores rotatorios o algún otro elemento mecánico que pretende mejorar la eficiencia de la limpieza, deberá ser analizada antes de su introducción al pozo, con la finalidad de evaluar el riesgo y el beneficio esperado por el incremento de recursos a emplear. En algunas ocasiones el lavado se realiza con molino, barrena o alguna herramienta soltadora. Esto es correcto siempre y cuando sea técnicamente factible y el objetivo del viaje no sea únicamente lavar el pozo, pues se evitaría un viaje adicional para el desplazamiento de lodo. Asimismo, en algunas áreas esta operación se ha hecho con el aparejo de producción, lo cual es conveniente siempre y cuando se considere lo anterior.
EscareadorEscareadorTubo o niple agujaTubo o niple agujaTubería de perforaciónTubería de perforaciónEscareadorEscareadorTubería de perforaciónTubería de perforaciónCombinaciónCombinación
Escareador
Escareador
Tubo o niple aguja
Tubo o niple aguja
Tubería de perforación
Tubería de perforación
Escareador
Escareador
Tubería de perforación
Tubería de perforación
Combinación
Combinación
Figura 2. Sarta de lavado recomendada.Figura 2. Sarta de lavado recomendada.
Figura 2. Sarta de lavado recomendada.


Figura 2. Sarta de lavado recomendada.




 Tipo, posición y cantidad de baches
Analizando operaciones previas de lavado, se ha observado que no se requiere una gran variedad y cantidad de baches para ejecutar una operación rápida y exitosa de lavado, por lo que se sugiere emplear únicamente los siguientes tipos de fluidos:
Fluido espaciador (agua o diésel)
Fluido lavador.
Fluido viscoso.
Fluido de terminación.

El orden adecuado con que deben introducirse lo muestra la Figura 3



Factores que afectan la limpieza de agujeros en pozos verticales.
Los factores que se incluyen por tener un efecto en la limpieza de agujeros en pozos verticales:
 
Peso del lodo
Velocidad anular
Reología del fluido y régimen de flujo
Tamaño de recortes, forma y cantidad
Velocidad de penetración
Rotación de tubería y excentricidad
Tiempo.

Peso del lodo (factor de limpieza en pozos verticales)
 La influencia del peso del lodo en la limpieza de agujeros se ve de tres maneras:
Provee flotación para ayudar al levantamiento de recortes.
Afecta el momento del fluido
Afecta la fricción que el fluido puede impartir a los recortes cuando esté pasando a través de este.

Velocidad anular.
La velocidad anular es el segundo factor que más afecta la limpieza eficiente de los agujeros en pozos verticales.
La velocidad anular provee una fuerza de elevación a través de una transferencia de momento y fricción así como el lodo lo hace con los recortes. La transferencia de momento aumenta linealmente con la velocidad en flujos laminares así como lo hace el peso del lodo. Hay que darnos cuentas que la contribución proveniente de la velocidad anular depende, del peso del lodo. Si el peso del lodo fuera cero, no habría contribución a la limpieza del agujero por parte de la velocidad anular.

Reología de fluido y regimenes del flujo.
La forma del perfil del flujo anular, depende del régimen del flujo que hay en este. El régimen del flujo es un tipo de relación entre la presión y la velocidad.
Hay tres tipos de regímenes de flujo:
Turbulento
Laminar
Tapón

Tamaño de recortes, formas y cantidad.
La velocidad de asentamiento incrementa con el tamaño y la densidad de los recortes. Esto incrementa también si los recortes son esféricos. Los recortes grandes tienen una mayor tendencia a adherirse a las paredes, donde la velocidad de los fluidos es menor.
Los efectos de la forma y la naturaleza de los recortes afectan la calidad del corte mínimo del lodo. Los sólidos inertes, y esféricos muestra poco corte mínimo.
Grandes cantidades de recortes interfieren con el perfil del flujo y también unos recortes con otros, reduciendo la eficiencia en la limpieza del agujero.

Velocidad de penetración.
La velocidad de penetración controla tanto el tamaño como la cantidad de recortes generados. A altas velocidades de penetración, la barrena está perforando en profundidades donde produce recortes grandes. Esto está también produciendo más de ellos. Como la velocidad de penetración aumenta, la eficiencia en la limpieza del agujero debería aumentar.
Un incremento en el torque con un incremento en la velocidad de penetración nos puede indicar que la barrena está cavando en la parte más profunda y está generando recortes muy grandes.

Rotación de la tubería y excentricidad.
La rotación de la tubería mejora la relación de transporte de recortes, por el barrido de recortes lejos de las paredes y regresando al rápido movimiento de la corriente del flujo. La excentricidad de la tubería en el espacio anular reduce la relación de transporte de recortes. El perfil del flujo es más alargado del lado que no tiene tubería.
El efecto de ambas, tanto rotación como excentricidad tienen un muy pequeño impacto en pozos verticales, pero llega a ser mucho más significativo en ángulos altos en los pozos.

Tiempo.
Toma tiempo para circular los recortes lejos de la barrena y de las herramientas de fondo, antes de hacer una conexión. También toma tiempo circular para limpiar el agujero antes de comenzar a sacar tubería. Un gran número de incidente de pegaduras de tubería puede pasar por no permitir una suficiente circulación antes de una conexión o viaje.
Una estimación de la cantidad de tiempo para limpiar el agujero debe ser establecida y comparada contra el tiempo actual observado para limpiar el pozo antes de cada viaje.



Marco Metodológico

Desarrollo O Limpieza Preliminar
Limpieza preliminar (todo tipo de pozos)
Lavado a contracorriente (pozos con prefiltro)
Pistoneo (todo tipo de pozos)
Limpieza hidráulica combinada con tratamiento químico (todo tipo de pozos)

Desarrollo Primario En Medios No Consolidados O Poco Consolidados
Métodos unidireccionales. Acuífero - pozo
Métodos bidireccionales (Dispersos)
Concentrados

Integración De Los Sistemas De Limpieza



Eficiencia de limpieza de agujeros en pozos verticales
Hay dos métodos matemáticos generalmente usados para predecir y evaluar la eficiencia en la limpieza de los agujeros en pozos verticales, un método es el de la concentración volumétrica de los recortes en el espacio anular y la otra es el de relación de transporte.


Una baja concentración significa que nosotros tenemos la mejor limpieza de agujeros. Nosotros debemos estar empeñados en levantar los recortes arriba del pozo. Los recortes sin embargo comienzan a ser empujados hacia abajo a través del lodo por gravedad con una velocidad terminal conocida como velocidad de deslizamiento. Para tener una velocidad de los recortes hacia arriba, la velocidad anular debe ser más grande que la velocidad de deslizamiento.
La relación de velocidad de recortes y la velocidad en el espacio anular es llamado relación de transporte, y es otro método usado para describir la eficiencia de la limpieza.


Volumen o longitud lineal de baches
La función del bache espaciador es separar los fluidos para evitar su contaminación; por lo tanto, éste debe proveer una distancia suficiente para mantener los fluidos alejados uno del otro. Debido a lo anterior, se recomiendan un volumen de bache espaciador equivalente a 500 m. lineales en el espacio anular más amplio. Esto, siempre y cuando no altere el programa de líquidos en el equipo. Para casos específicos, se debe considerar la logística y el costo del diésel. Respecto al cálculo del volumen de los baches lavadores y viscosos para la operación de lavado, se recomiendan los siguientes criterios:










Presión diferencial máxima durante el desplazamiento
Se requiere obtener la presión diferencial máxima con el objeto de determinar el equipo de bombeo a utilizar. Si la presión diferencial es mayor a la presión de trabajo de las bombas de lodo, se deberá emplearla unidad de alta presión, de lo contrario se deben emplear las bombas de lodo con el mayor diámetro de camisa posible. Esto, con la finalidad de alcanzar el mayor gasto de bombeo. La ecuación 1.3 considera condiciones estáticas, lo cual es una buena aproximación para definir el equipo por emplear. Si se desea calcular la diferencial máxima de presión en condiciones dinámicas, considerando las pérdidas depresión en el sistema.










Bibliography
(n.d.).
(2014, 11 02). Retrieved from LIMPIEZA, DESARROLLO Y ESTIMULACION DE POZOS DE PRODUCCION: http://www.agua.uji.es/pdf/presentacionPEG10.pdf
GARCIA, I. E. (2008). "Trabajos Integrales de Fluidos de Control, Separación de Sólidos y Manejo de Residuos para ser utilizados en Pozos Petroleros del Activo Integral Burgos de la División Norte".
Guía de Diseño para el Lavado de Pozos. (2014, 11 02). Retrieved from Academia.edu: http://www.academia.edu/6205924/Gu%C3%ADa_de_Dise%C3%B1o_para_el_Lavado_de_Pozos?login=&email_was_taken=true
Sonzogni, G. (2010). Utilización de Stripper para mejorar tiempos posteriores.



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Documentación