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Control de Pozo Influjo
Control de Pozo Influjo
Control de Pozo Influjo
CONTROL DE POZOS
ÍNDICE
CAPÍTULO I
PRINCIPIOS GENERALES .............................................................................................. 1
1. PRESIÓN ............................................................................................................................... 1
1.1. PRESIÓN HIDROSTÁTICA .............................................................................................. 1
1.2. GRADIENTE DE PRESIÓN .............................................................................................. 2
1.3. PÉRDIDA DE PRESIÓN POR FRICCIÓN ....................................................................... 3
1.4. DENSIDAD EQUIVALENTE DE CIRCULACIÓN (ECD) ............................................. 4
1.5. PRESIÓN DE FORMACIÓN ............................................................................................. 4
1.5.1. Presión de formación subnormal ...................................................................................... 5
1.5.2. Presión de formación normal ............................................................................................ 6
1.5.3. Presión de formación anormal .......................................................................................... 6
1.6. PRESIÓN DE FRACTURA ................................................................................................ 7
1.6.1. LEAK OFF TEST ............................................................................................................. 9
1.6.2. MÁXIMA PRESIÓN ANULAR PERMISIBLE EN SUPERFICIE (MAASP) ............ 11
1.7. PRESIÓN DE CIERRE SIDPP Y SICP ............................................................................ 11
1.7.1. Presión de cierre en la tubería (SIDPP) .......................................................................... 12
1.7.2. Presión de cierre en la cañería (SICP) ............................................................................ 12
1.8. MIGRACIÓN DE GAS EN POZO CERRADO SIN EXPANSIÓN ................................ 13
1.9. MIGRACIÓN DE GAS EN POZO CERRADO CON EXPANSIÓN CONTROLADA . 15
1.10. MIGRACIÓN DEL GAS EN POZO ABIERTO CON EXPANSIÓN
INCONTROLADA .................................................................................................................. 16
1.11. PRESIÓN ESTÁTICA .................................................................................................... 18
1.12. PÉRDIDA DE CARGA .................................................................................................. 19
1.13. PRESIÓN DE FONDO ................................................................................................... 20
1.14. PRESIÓN A CAUDAL REDUCIDO (PRESIÓN REDUCIDA: Pr).............................. 20
1.15. PRESIÓN DE CIRCULACIÓN ...................................................................................... 21
CAPÍTULO II
CAUSAS DE INFLUJO .................................................................................................... 22
2. CAUSAS DE INFLUJO ....................................................................................................... 22
2.1. PRESIÓN ANORMAL ..................................................................................................... 23
CAPÍTULO V
MÉTODOS DE CONTROL DE POZO ........................................................................ 50
5. MÉTODOS DE CONTROL DE POZO ............................................................................... 50
5.1. MÉTODO DEL PERFORADOR ...................................................................................... 51
5.1.1 Procedimiento para el Método del Perforador ................................................................. 52
5.1.2. Limitaciones del Método del Perforador ........................................................................ 53
5.2. MÉTODO DE ESPERAR Y PESAR ................................................................................ 54
5.2.1. Características del Método Esperar y Densificar ........................................................... 56
5.2.2. Procedimiento para el Método Esperar y Densificar ...................................................... 57
5.3. PRESIÓN EN EL ZAPATO.............................................................................................. 58
5.4. STRIPPING O SNUBBING .............................................................................................. 59
5.4.1. Stripping ......................................................................................................................... 59
5.4.1.1. Stripping hacia dentro del pozo. .................................................................................. 60
5.4.1.2. Stripping hacia fuera del pozo ..................................................................................... 60
5.4.2. Snubbing ......................................................................................................................... 60
5.5. PROBLEMAS QUE PUEDEN OCURRIR DURANTE UN CONTROL DE POZOS .... 60
5.5.1. Taponamiento de las boquillas del trépano .................................................................... 61
5.5.2. Pérdida de boquillas del trépano ..................................................................................... 62
5.5.3. Pinchadura o washout en la sarta de perforación ........................................................... 63
5.5.4. Taponamiento repentino y total del choke ..................................................................... 65
5.5.5. Bloqueo gradual del choke ............................................................................................. 66
5.5.6. Pérdida de circulación .................................................................................................... 66
5.5.6.1. Pérdida parcial de circulación ..................................................................................... 66
5.5.6.2. Pérdida total de circulación ......................................................................................... 67
5.5.6.3. Condiciones responsables de la pérdida de circulación............................................... 68
a) Mala cementación ................................................................................................................. 69
b) Fracturas inducidas ............................................................................................................... 69
c) Formaciones fracturadas o cavernosas ................................................................................. 69
5.5.7. Daño en la bomba de lodo. ............................................................................................. 70
5.5.8. Lavado o washout del choque. ....................................................................................... 71
CAPÍTULO VI
EQUIPO DE PREVENCION DE REVENTONES .................................................... 72
ÍNDICE DE FIGURAS
CAPÍTULO I
PRINCIPIOS GENERALES
1. PRESIÓN
Presión por definición es la fuerza por unidad de área que ejerce un fluido (psi). En la industria
petrolera se manejan diferentes tipos de presión, así como: presión de formación, presión
hidrostática, presión de fricción y presión de fractura. (WCI WELL CONTROL
INTERNACIONAL, 2013)
La presión hidrostática es la presión total creada por el peso de una columna de fluido, actuando
en cualquier punto dado en un pozo. Hidro significa agua, o fluido, que ejerce presión como
agua, y estática significa sin movimiento. Así presión hidrostática es la presión originada por la
densidad y la altura de una columna estacionaria (sin movimiento) de fluido. (WCS WELL
CONTROL SCHOOL, 2003)
Podemos entonces deducir que, tomando como punto de referencia 1 pie de profundidad, la
gradiente de presión hidrostática en un pozo es un valor que está en relación directa a la densidad
del lodo. (Eni Corporate University)
La fricción es la resistencia al movimiento, para ello es necesario aplicar una fuerza o presión
y superar el coeficiente de fricción para mover cualquier cosa. La cantidad de fricción que está
presente para ser superada depende de muchos factores, como la densidad, la rugosidad de las
dos superficies en contacto, área de las superficies y la dirección de la velocidad de los objetos.
(Calderon Ponce de Leon, 2015)
La cantidad de fuerza que se necesita para superar la fricción se denomina Perdida por fricción
y puede medirse de varias maneras por ejemplo: torque, arrastre, potencia y presión. Se pueden
perder miles de psi de presión en el sistema hidráulico de los pozos cuando se bombea un fluido
de perforación o terminación por medio de las líneas en superficie hasta el fondo del pozo y en
el espacio anular hasta superficie. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
La presión de bomba es en realidad la cantidad de fricción que se debe superar para mover el
fluido por el sistema a un determinado caudal. La mayor parte de la perdida de presión por
fricción ocurre en las paredes interiores de la sarta de perforación y en las boquillas del trepano.
La pérdida de presión también ocurre en el ajuste del estrangulador del choke manifold para
mantener la presión en espacio anular durante las operaciones de control de pozo. (Calderon
Ponce de Leon, 2015)
Dado que la fricción agrega presión al pozo, el peso efectivo o densidad equivalente de
circulación (ECD) aumenta en el fondo. Su valor total es el equivalente a la presión de fondo
de pozo con la bomba en funcionamiento. Si la presión de una formación permeable está casi
en balance por efecto de la ECD, el pozo puede fluir cuando la bomba se detenga. Datos
obtenidos de registros mientras se perfora (LWD) pueden ser utilizados para obtener lecturas
aproximadas de la presión en el anular, con la que se puede determinar la ECD. (WCS WELL
CONTROL SCHOOL, 2003)
La presión de formación, es la presión dentro de los espacios porosos de la roca reservorio. Esta
presión puede ser afectada por el peso de la sobrecarga (fuerza lito estática, capas de rocas) por
encima de la formación, la cual ejerce presión en los granos y los poros con fluidos de la roca
reservorio. Los granos son el elemento sólido o roca, y los poros son los espacios entre estos
granos. Si los fluidos tienen libertad para moverse y pueden escapar, los granos pierden parte
de su soporte y se aproximan entre sí. Este proceso se denomina compactación. (Calderon Ponce
de Leon, 2015)
Presión subnormal cuando Gradiente de presión < 0.433 psi/pie (gradiente de agua dulce).
Presión normal cuando 0.433 psi/pie < Gradiente de presión > 0.465 psi/pie.
Presión anormal cuando Gradiente de presión > 0.465 psi/pie (gradiente de agua salada).
(Vásquez, 2009)
Las formaciones con presiones subnormales tienen gradientes menores que los del agua dulce,
o menores que 0.433 psi/pie. Formaciones con presiones subnormales pueden ser desarrolladas
cuando la sobrecarga ha sido erosionada, dejando la formación expuesta a la superficie. (WCS
WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Las formaciones con presión normal, ejercen una presión igual a la columna del fluido nativo
de dicha formación hasta la superficie. El gradiente de presión de los fluidos nativos
generalmente fluctúa de 0,433 psi/pie a 0.465 psi/pie, y varía de acuerdo con la región geológica.
Las formaciones presurizadas dentro de este rango, son llamadas normales, dependiendo del
área. En las formaciones con presión normal la mayor parte de la sobrecarga es soportada por
los granos que conforman la roca. Cuando la sobrecarga aumenta con la profundidad, los fluidos
porales se mueven libremente reduciéndose el espacio poral debido a la compactación. (WCS
WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Las formaciones con presión anormal ejercen una presión mayor que la presión hidrostática (o
gradiente de presión) que la de los fluidos contenidos en la formación. (WCS WELL
CONTROL SCHOOL, 2003)
Puede haber otras causas para la existencia de presiones anormales, tales como la presencia de
fallas, domos de sal, levantamientos, y diferencias de elevación de las formaciones subterráneas.
En muchas regiones cientos de pies de capas de rocas preexistentes (sobrecarga) fueron
En áreas donde hay presencia de fallas, se pueden predecir capas o domos de sal, o son
conocidos gradientes geotérmicos altos, las operaciones de perforación pueden encontrar
presiones anormales. Las formaciones con presiones anormales pueden a menudo ser detectadas
usando antecedentes de otros pozos, la geología superficial, los perfiles del pozo y por medio
de investigaciones geofísicas. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
La presión de fractura puede ser expresada como un gradiente (psi/pie), un fluido con densidad
equivalente (lb/gal) o por la presión total calculada de la formación (psi). Los gradientes de
fractura normalmente aumentan con la profundidad debido al incremento de la presión por
sobrecarga. Formaciones profundas, altamente compactadas requieren presiones de fractura
muy altas para superar la presión de formación existente y la resistencia estructural de la roca.
Una evaluación exacta de los trabajos de cementación del casing así como de la formación es
de extrema importancia durante la perforación de un pozo así como para los trabajos
subsecuentes. La información resultante de las Pruebas de Integridad de la Formación (FIT por
las iniciales en inglés), es usada durante la vida productiva del pozo y de los pozos vecinos.
(Calderon Ponce de Leon, 2015)
Las pruebas de fuga (“leak-off test”) y las pruebas de integridad de la formación son similares.
La diferencia es que la prueba de fuga fractura la formación y mide la resistencia efectiva de la
formación, mientras que la prueba de integridad de la formación mide la formación hasta una
presión predeterminada, pero no causa ninguna fractura. La formación que se está perforando
determina generalmente la prueba que debe ser realizada. La prueba de integridad de la
formación se usa más frecuentemente en formaciones de rocas duras que la prueba de fuga.
(energy API)
Cualquiera que sea la prueba efectuada, debe observarse algunas consideraciones generales. El
fluido en el pozo debe ser circulado hasta quedar limpio para asegurar que es de una densidad
conocida y homogénea. Si se utiliza lodo para la prueba, debe ser acondicionado en forma
adecuada y su resistencia a la gelificacion minimizada. La bomba a utilizar puede ser de alta
presión y bajo volumen o bomba de cementación. Las bombas del equipo pueden ser utilizadas
cuando tengan fuerza motriz eléctrica y puedan ser fácilmente accionadas a bajas velocidades.
Una prueba de admisión es utilizada para estimar la presión o peso de lodo máximo (densidad
del fluido) que el punto de la prueba puede aguantar antes de romper o fracturar la formación.
(WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Una vez que el pozo se cierra, se puede obtener información vital para el control del pozo de
los manómetros del sondeo y anular ubicados en la superficie. Puede imaginarse que estos
manómetros tienen conductos muy largos. El conducto para el manómetro del sondeo es la sarta
de perforación; si el trépano está en el fondo, llega hasta el mismo fondo del pozo. El conducto
para el manómetro del anular está formado por las paredes del pozo y el casing. Dado que los
conductos de los manómetros llegan hasta el mismo fondo del pozo, la presión de cierre de
tubería (SICPP) y la presión de cierre del anular (SICP) indican las condiciones del fondo del
pozo. Además, siempre que el sondeo esté lleno de lodo limpio de las piletas, como es normal
La densidad de lodo que se está usando mientras ocurre una surgencia más el incremento de
densidad calculado a partir de la SIDPP da la nueva densidad de lodo necesaria para controlar
el pozo. Dado que en el espacio anular el lodo contiene recortes y también los fluidos de
surgencia, tales como gas, petróleo, o agua salada, al usar su presión (SICP) para cálculos NO
da un valor real de incremento de densidad de lodo. (Fitzpatrick, 1991)
La SIDPP y la SICP pueden ser iguales bajo condiciones donde el fluido que entra tiene la
misma densidad que el fluido de perforación, o si el volumen de amago es nulo o insignificante.
(energy API)
Analicemos el comportamiento del influjo de gas que migra en un pozo con el preventor
cerrado. El gas no se puede expandir porque el preventor ha sido cerrado y migrara por la
diferencia de densidades. Sin expansión el volumen de gas no cambia, esto de acuerdo a la ley
de los gases durante la migración su presión no cambia. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Un correcto procedimiento para permitir ascender al gas tiene presente una expansión
controlada de tal forma que se mantenga constante la presión en el fondo del pozo a un valor
que sea igual a la presión de la formación. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Cambios en las presiones de superficie y en el fondo del pozo son consecuencia de la posición
del influjo de gas. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Esto se logra cuando se circula una burbuja, manteniendo la presión en el fondo del pozo igual
o ligeramente superior a la presión de la formación. Al aplicar una adecuada contrapresión a
través del estrangulador (choke) y sumando la presión ejercida por el gas, más la presión
hidrostática de los fluidos en el hoyo; se consigue una presión de fondo que resulta igual a la
presión de la formación. Este es el principio en que se basan los métodos convencionales de
control de pozos; es decir el método del perforador, Ingeniero y concurrente; con lo cual se
logra una expansión moderada del gas, se eliminan las presiones de su superficie y se evita que
un nuevo influjo entre al hoyo. (Vásquez, 2009)
Analicemos el comportamiento del influjo de gas que sube en un pozo abierto. El gas sube
libremente e incrementa su volumen, esto de acuerdo a la Ley de los Gases cuando sube, su
presión disminuye. La expansión del gas hará expeler un volumen igual de lodo causando una
ligera disminución de la presión hidrostática en el fondo y con el consecuente peligro de que
entre mayor cantidad de gas. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Como hemos visto anteriormente, es evidente que un movimiento ascendente del influjo de gas
en un pozo abierto es caracterizado por una expansión incontrolada del volumen del gas
causando:
Una disminución en la presión del fondo del pozo causado por un vacío parcial del anular,
con el peligro de mayor influjo de gas.
Una situación en la cual se toma más difícil su control. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Para analizar esta situación consideremos que 5 barriles de gas entran al mismo pozo descrito
anteriormente. Se decide circular la burbuja sin cerrar el pozo. Veamos el comportamiento del
gas cuando la burbuja alcanza la mitad del recorrido hacia la superficie (5000’); aquí el volumen
del gas será aproximadamente el doble del volumen original; es decir 10 barriles. La presión en
superficie es la presión atmosférica; pero la presión en el fondo comienza a disminuir para
situarse en aproximadamente 5100 psi. Cuando la burbuja alcance 2500’ antes de la superficie,
su volumen será aproximadamente de 20 bls y la presión en el fondo estará alrededor de 5000
psi; y muy probablemente otro influjo estará entrando al hoyo. Para el momento en que el gas
llegue a la superficie, su volumen habrá alcanzado los 1730 bls aproximadamente. La presión
en el fondo es difícil de estimar; pero ciertamente un nuevo influjo se estará produciendo.
(Vásquez, 2009)
La presión estática es la presión medida en superficie, en un pozo cerrado sin circulación. Sus
características son las siguientes:
Se pueden perder miles de psi de presión en el sistema hidráulico de los pozos cuando se bombea
un fluido de perforación o terminación por medio de las líneas en superficie hasta el fondo del
pozo y en el espacio anular hasta superficie. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
La pérdida de carga resulta debido a una caída de presión en la dirección del movimiento del
fluido y son:
Pérdidas de carga a través de las líneas de superficie, determinan la presión necesaria para la
circulación del lodo desde la bomba hasta la parte superior de la sarta.
Perdidas de carga dentro del sondeo de perforación, determinan la presión necesaria para
circular el lodo a través del sondeo.
Pérdidas de carga dentro de los portamechas, determinan la presión necesaria para circular
el lodo a través de los portamechas.
Pérdidas de cargas a través de los orificios del trepano, determina la presión necesaria para
circular el lodo a través de la broca.
Pérdidas de carga a través del espacio anular entre el pozo y los portamechas, determinan la
presión necesaria para bombear el lodo desde la broca hasta el tope de los portamechas
Pérdida de carga a través del anular entre el pozo y el sondeo de perforación, determinan la
presión necesaria para bombear el lodo por el espacio anular a través de la longitud total del
sondeo. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
La presión en el fondo del pozo (PB) es la presión total que actúa en el fondo del pozo. Este
valor depende de las diferentes combinaciones de procedimientos de trabajo:
Presión a caudal reducido (Pr) es la presión requerida para circular el lodo en un pozo a una
razón de circulación mínima. Un valor normal de Pr esta entre 1/2 y 1/3 del caudal normal de
flujo. Es fundamental la medida y registro del valor del Pr porque es la presión que debe ser
usada en caso de un influjo. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Uso de Pr:
Controlar el influjo con la bomba del equipo sin excederse su máxima presión de trabajo
Las operaciones de densificar y desgasificar el lodo es más fácil.
Reducción del uso y desgaste del equipo de superficie.
Las presiones ejercidas en el control de pozo se hacen menores. (Calderon Ponce de Leon,
2015)
Presión inicial de circulación (PIC). Esta aparece cuando las bombas comienzan con el lodo
original (bajo peso).
Presión final de circulación (PFC). Este es un valor leído en el manómetro de la tubería en
el momento en que el lodo pesado (kill mud) comienza a salir por la broca, reemplazando al
lodo original (original mud) en el anular. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
CAPÍTULO II
CAUSAS DE INFLUJO
2. CAUSAS DE INFLUJO
Una surgencia ocurre cuando la presión hidrostática ejercida por la columna de fluido de
perforación en el pozo es menor que la presión de fluidos en una formación porosa y permeable
que se está atravesando. Por lo tanto, la manera principal para controlar un pozo es manteniendo
la presión hidrostática correcta. (Fitzpatrick, 1991)
Sin embargo, durante la perforación de un pozo pueden darse condiciones que permitan que la
presión de formación exceda a la presión hidrostática, y el pozo puede surgir. El personal
debería ser consciente de estas condiciones y prepararse para una rápida y apropiada acción para
controlar el pozo. (Fitzpatrick, 1991)
1. Presiones anormal.
2. Pistoneo (Swabbing).
3. Compresión (Surging).
4. Perdida de circulación.
5. Disminución en el nivel del lodo.
6. Llenado inapropiado del pozo cuando se saca la sarta del pozo. (Calderon Ponce de Leon,
2015)
Una presión anormal de formación tendrá lugar cuando la presión de fondo de formación tiene
una gradiente mayor de 0.465 psi/pie. Un influjo puede ocurrir, perforando a través de presiones
de formación anormales, si el peso del lodo es insuficiente. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
La mejor forma de evitar una surgencia es tener en el pozo un fluido que sea suficientemente
pesado para controlar las presiones de formación pero lo suficientemente liviano para evitar
pérdidas de circulación. En muchas partes del mundo, a cualquier profundidad las presiones y
temperaturas se pueden predecir con una confianza razonable. Sin embargo, las cuadrillas deben
mantenerse alertas a cambios inesperados de presión independientemente de cuan segura pueda
ser la operación. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
La presión en formaciones con presión normal, es aproximadamente igual a la ejercida por una
columna de fluido de formación que se extiende desde la formación hasta la superficie, o entre
0.433 y 0.465 psi/pie. Usaremos el término presión anormal para indicar un gradiente mayor
que 0.465 psi/pie. En muchas partes del mundo, las presiones anormales no son frecuentes. Por
ejemplo, presiones altamente anormales son comunes a lo largo de la faja del Subandino sur, en
Bolivia y el norte Argentino respectivamente. Las presiones de formación son directamente
afectadas por las condiciones geológicas. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Las presiones de los pozos se pueden predecir de tres fuentes de información. Antes de la
perforación, se pueden usar datos históricos, sísmicos y geológicos. Durante la perforación del
pozo, cambios en los parámetros de perforación podrían indicar cambios de las formaciones y
de sus presiones. Datos de registros obtenidos con las herramientas de mediciones mientras se
perfora son también invalorables para estos fines. Datos históricos de pozos adyacentes o
vecinos en el área es uno de los métodos para la determinación de problemas potenciales. Los
registros de lodos y los informes de perforación proporcionan un excelente panorama indicativo
general de las condiciones de perforación. Estos registros, junto con la aplicación de la
información geológica y sísmica, proporcionan información significativa sobre los problemas
potenciales. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Algunas de las condiciones más comunes asociadas con los cambios de las presiones de
subsuelo son:
Las fallas.
Anticlinales.
Domos de sal.
Arcillas masivas.
Zonas sobre presionadas. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
2.1.1. Fallas
Cuando la broca atraviesa una falla, podría haber un cambio significativo de los gradientes de
presión, lo que puede resultar en una surgencia o una pérdida de circulación. Las fallas son
2.1.2. Anticlinales
Los anticlinales son estructuras geológicas en forma de domos hacia arriba. Capas de rocas que
fueron impulsadas de niveles profundos forman generalmente esos domos anticlinales. Las altas
presiones contenidas previamente en esas posiciones inferiores son preservadas. Por ese motivo,
las estructuras anticlinales son generalmente el objetivo. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
En muchas áreas del mundo, se presentan camadas gruesas de sal casi puras. Generalmente, la
sal es forzada hacia arriba dentro de las formaciones superiores formando así los domos salinos.
Bajo la presión ejercida por la sobrecarga, la sal exhibe propiedades de flujo plástico, no
permitiendo que los fluidos porales migren a través de estos domos. Como consecuencia de
esto, las formaciones debajo de los domos salinos comúnmente tienen presiones más altas que
lo normal. Las formaciones o capas son agujereadas, selladas y levantadas por la sal, originando
la migración del petróleo y del gas. Estas zonas podrían tener presiones mayores que las de las
formaciones adyacentes. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Las lutitas sobre-presionadas son de menor densidad y son perforadas con mayor velocidad
debido a que son más blandas y a la falta de compactación normal. Una tapa o sello de roca
endurecida generalmente indica el tope de las lutitas presurizadas. Una vez que la tapa es
perforada, la lutita se torna progresivamente más blanda a medida que la presión aumenta,
resultando en altas velocidades de penetración. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Las rocas permeables (areniscas) que están debajo de estas lutitas, por lo general están también
sobre-presurizadas debido a la falta de rutas de escape para los fluidos de los poros a medida
que la sobrecarga aumenta. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Arenas superficiales y formaciones que exhiben presiones altas son llamadas zonas sobre-
presionadas. Las zonas sobre-presionadas pueden tener origen natural como resultado de la
migración ascendente de los fluidos porales de zonas más profundas, o pueden ser originadas
por el hombre. Trabajos de cementación de mala calidad o inadecuados, casings o tubos dañados
y proyectos de recuperación secundaria por inyección de fluidos pueden generar zonas sobre-
presionadas. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Las técnicas geofísicas modernas pueden localizar las zonas presurizadas superficiales. Estas
zonas son comúnmente llamadas de puntos brillantes. Cuando son encontradas a poca
El pistoneo se produce cuando el lodo es incapaz de escurrir entre la superficie del sondeo y las
paredes del pozo tan rápido como se retira el sondeo. Incluso aunque el pozo este lleno de lodo
de densidad correcta, el pistoneo puede reducir la presión opuesta a una formación permeable
y permitir que el fluido de la formación entre al pozo. Por lo general el pistoneo ocurre cuando
se retiran los primeros tiros. (Fitzpatrick, 1991)
Para determinar la probabilidad de que ocurra un pistoneo, es práctica común hacer una carrera
corta sacando unos pocos tiros de sondeo y muy cuidadosamente controlar cuanto fluido se
ocupa para llenar el pozo. Generalmente se puede reducir o eliminar el pistoneo disminuyendo
la velocidad de sacada del tubo. (Fitzpatrick, 1991)
Las causas más comunes de una disminución no planeada del peso del lodo son:
Para prevenir la caída de la presión hidrostática al retirar la cañería, debe reemplazarse con
fluido el volumen de acero y el lodo removidos del pozo. Se debe conocer la cantidad exacta de
fluido necesario para llenar el pozo. Entonces, si el pozo toma menos fluido que el calculado
para llenarse, está ocurriendo un aporte o alimentación de fluido desde la formación hacia el
pozo. (Fitzpatrick, 1991)
El llenado frecuente o continuo del pozo es esencial para mantener la presión suficiente en el
fondo del pozo e impedir el aporte de fluidos desde formación. En general, un pozo de diámetro
pequeño debería llenarse con mayor frecuencia que un pozo de diámetro grande. Bajo
condiciones normales, muchos operadores solicitan llenar el pozo luego de retirar no más de
cinco tiros de cañería de perforación. (Fitzpatrick, 1991)
Es importante recordar que cuando se están retirando los portamechas, y como éstos tienen un
diámetro mayor que las barras de sondeo, el pozo debe llenarse con más frecuencia. Se
recomienda llenarlo luego de retirar cada tiro de portamechas. Como regla, un tiro de
portamechas requiere tanto fluido de reemplazo como cinco a diez tiros de barras de sondeo.
(Fitzpatrick, 1991)
Se debe tener cuidado cuando se calcula la cantidad de fluido necesario para reemplazar el
volumen de tubería retirado. El método más preciso para determinar la cantidad de fluido
tomado por el pozo durante las maniobras es con el uso de un tanque de maniobras. Este tanque
Si ocurre una surgencia durante la sacada de sondeo, la mayoría de los operadores recomiendan
que, de ser posible, y después de cerrar el pozo, bajar la tubería nuevamente al fondo. Un
procedimiento común es cerrar el pozo y bajar la tubería bajo presión. Se recomienda que la
tubería se baje hasta el fondo, porque puede ser difícil, si no imposible, ahogar el pozo con
métodos de ahogo desde superficie y evitar la fractura de una formación débil todavía expuesta
al pozo abierto. (Fitzpatrick, 1991)
La tubería puede ser sacada seca o llena dependiendo de las condiciones. Si se saca seca, es
porque se ha bombeado un colchón pesado de lodo dentro de los tubos antes de sacarlos, el cual
Durante una maniobra con los tubos saliendo secos, al volumen del acero que está siendo
extraído, le corresponde a una caída de nivel del fluido dentro del pozo. El pozo debe ser
rellenado para mantener suficiente presión hidrostática para controlar la presión de formación.
(WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Si los tubos salen llenos de fluido, (el fluido permanece dentro del tubo), y se usa un
economizador de lodo para retirar del pozo, el tanque de maniobras o el sistema, entonces está
siendo extraído el volumen combinado del tubo de acero y la capacidad interna del tubo. Esto
da como resultado la necesidad de un volumen mayor de fluido para llenar el pozo que el
necesario cuando se sacan tubos secos. Sin embargo, si el economizador retorna ese fluido al
pozo, al tanque de maniobras o al sistema, entonces el volumen necesario para llenar el pozo
será el mismo que cuando se sacan secos (considerando que el economizador no tenga pérdidas).
(WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
CAPÍTULO III
INDICADORES DE INFLUJO
3. INDICADORES DE UN INFLUJO
Una situación de influjo debe ser reconocida tan pronto como sea posible. Para ello, es necesario
reconocer e interpretar correctamente algunos síntomas específicos, llamados "Indicadores de
un Influjo", que nos permiten detectar la infiltración de fluido de formación. (Calderon Ponce
de Leon, 2015)
En esta sección trataremos el tema sobre estos indicadores y por qué su presencia nos debe hacer
sospechar un influjo. Es importante tener en mente que en el trabajo real una situación de influjo
presenta varios síntomas simultáneos que ayudan a reconocerlo. Siga atentamente esta parte del
curso: una de las principales responsabilidades de un Perforador es reconocer inmediatamente
el peligro de un influjo. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Es necesario detectar la presencia del influjo lo antes posible para así tomar inmediatamente las
medidas adecuadas. La rápida detección del influjo es principal tarea de todo el equipo de
perforación. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
1. Derrumbe de la lutita.
2. Incremento en el torque y arrastre.
3. Incremento del contenido de gas.
4. Disminución del exponente “d”
5. Incremento de la velocidad de perforación ROP
6. Forma y tamaño de los recortes
7. Disminución de la densidad de la lutita
8. Aumento en el contenido de cloruro
9. Incremento de nivel de lodo en los tanques
10. Pozo fluyendo en condiciones estáticas
11. Variación en el peso de la sarta (Fitzpatrick, 1991, pág. 17)
En condiciones normales, la cantidad de lodo que sale del pozo es equivalente a la que entra y
corresponde al caudal (flow rate) de la bomba. La entrada de fluido de formación en el pozo
altera este equilibrio y causa un aumento en el flujo saliente. El medidor de flujo indica las
Si el pozo no fluye cuando se detiene la bomba y permanece estático por un corto período de
tiempo (se recomienda esperar dos o tres minutos) probablemente no está ocurriendo ninguna
surgencia. Si se está usando lodo a base de petróleo, será conveniente un mayor tiempo de
observación de la línea de flujo (se recomienda hasta 30 min) por que el lodo a base de petróleo
absorbe gas. De hecho, 1 bbl de lodo a base de petróleo puede absorber aproximadamente
100.000 pie3 de gas. Por lo tanto, se debe esperar el tiempo suficiente para que el gas emigre
hacia arriba, abandone el lodo y se expanda. (Fitzpatrick, 1991)
Si el pozo fluye con la bomba parada, ocurrirá entonces una ganancia en el volumen de piletas.
Algunas veces, las piletas dejan de ganar fluido con la bomba funcionando. En tales casos, se
debe parar la bomba y cerrar el pozo para controlar la presión en el sondeo y en el manómetro
Si el pozo fluye con la bomba apagada, pero aparece poca o ninguna presión cuando se cierra
el pozo, es probable que solo sea necesario incrementar ligeramente la densidad del lodo para
sobreequilibrar la presión hidrostática a la presión de formación. (Fitzpatrick, 1991)
Si aparecen presiones en el sondeo y en el casing cuando las BOP están cerradas y el pozo está
completamente cerrado, entonces, se debe iniciar los procedimientos para ahogar el pozo.
(Fitzpatrick, 1991)
Cuando un influjo está entrando al pozo, el volumen total del flujo saliente aumenta. Por esto
cualquier aumento del volumen en piletas (tanques) constituye un indicador de influjo. En este
caso es necesario parar la operación presente y realizar una prueba de flujo (flow check), si no
se detecta un influjo, revisar la razón de la anormalidad. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
La alarma acústica que indica variaciones en el volumen de los tanques debe estar siempre en
condiciones operativas y lista para indicar hasta las mínimas variaciones de nivel. (Calderon
Ponce de Leon, 2015)
El aumento de volumen en tanque también puede obedecer a otras causas no relacionadas con
un influjo. Las más importantes son:
Muchos operadores requieren que cada equipo de perforación y terminación tenga algún tipo
de dispositivo indicador de nivel de pileta que indique rápidamente la ganancia o pérdida de
lodo. (Fitzpatrick, 1991)
Para pozos de exploración y pozos de desarrollo, donde se espera que las presiones sean altas,
muchos operadores y contratistas consideran esencial el uso de instrumental de indicación y
registro de nivel de pileta. El registrador se debe ubicar de forma tal que el perforador pueda
ver el medidor mientras perfora o realiza maniobras y deber ser notificado en cualquier
momento en que se agrega lodo o se lo saca de una pileta en funcionamiento. (Fitzpatrick, 1991)
Se deben llevar a cabo simulacros sorpresivos (no programados) de cambios en nivel de piletas
para entrenar al perforador y la cuadrilla para que estén alertas a los cambios de nivel de las
piletas. Una ganancia de pileta es evidencia segura de que ese fluido, en el pozo, está siendo
desplazado por fluido de formación que está ingresando al pozo. (Fitzpatrick, 1991)
La cantidad de presión anular necesaria para contener una surgencia depende principalmente de
la rapidez de cierre del pozo. Un rápido cierre retiene más lodo que el cierre lento. Cuando
grandes cantidades de lodo abandonan el pozo, será necesaria una mayor presión en la superficie
para contener la presión de formación, debido al acortamiento de la columna de lodo que queda
en el pozo. A medida que sea necesaria una mayor presión de anular en superficie mayor es el
riesgo de fracturar la formación y de provocar un descontrol subterráneo. Por lo tanto, el equipo
de trabajo debe ser capaz de reconocer inmediatamente una ganancia de pileta, realizar un
control de flujo y cerrar el pozo. (Fitzpatrick, 1991)
Cuando no se está circulando lodo en un pozo, los niveles en cada pileta del sistema de lodo son
esencialmente los mismos. Cuando comienza la circulación, el nivel en la pileta de succión baja
más que en las otras piletas; la más cercana al retorno del pozo será la de nivel más alto. Debido
Si una formación de alta permeabilidad tiene una presión ligeramente por sobre la presión de
lodo, puede resultar difícil detectar rápidamente la surgencia. Inicialmente el valor del flujo es
bajo y la ganancia de pileta puede ser muy gradual hasta que el gas esté cerca de la superficie.
Allí comienza la expansión, el pozo se descarga rápidamente, se reduce la presión de fondo
pozo y el flujo del lodo aumenta rápidamente. Un quiebre de perforación puede asociarse con
una ganancia de pileta, pero esta ganancia puede ser pequeña hasta que el gas se encuentre muy
arriba en el pozo. (Fitzpatrick, 1991)
Si al sacar tubería del pozo, el nivel en el trip tank disminuye menos de lo esperado existe la
posibilidad de entrada de fluido de formación al pozo. Se debe parar la operación y examinar la
condición del pozo (flow check). Para determinar el grado de pistoneo (swabbing) existente
debe controlarse cuidadosamente el nivel de variaciones en el trip tank. (Calderon Ponce de
Leon, 2015)
Un control de flujo (flow check) para determinar la condición del pozo puede revelar tres
situaciones distintas:
Retorno al nivel normal, esta no es una situación peligrosa. La causa de la menor cantidad
para llenar el pozo se debe a una parcial obstrucción en el anular.
Un nivel menor del esperado el pistoneo (swabbing), crea un desbalanceo momentáneo en la
presión de fondo con entrada minia de fluido de formación.
El equilibrio retorna al parar el movimiento, aunque algo de fluido se mantenga en el pozo y
el nivel en el tanque sea diferente. En este caso se debe parar el viaje.
El pozo sigue fluyendo considere la presencia de un influjo en progreso. (Calderon Ponce de
Leon, 2015)
La densidad del fluido de formación es generalmente menor que la del lodo. Por ello, su
infiltración en el pozo disminuye la presión hidrostática en el anular, con la consecuente
condición de desbalanceo en el pozo. El desbalanceo produce una caída en la presión de
circulación y un eventual aumento en las emboladas por minuto (spm) de la bomba. Esta
condición revela un posible influjo y la operación presente debe pararse. (Calderon Ponce de
Leon, 2015)
Un método directo para detectar arcilla o formaciones de arena con sobrepresión es a través de
la observación de cambios en velocidad de perforación. Generalmente, cuando el trépano
atraviesa una formación con sobrepresión la velocidad de penetración aumenta. Contrariamente,
cuando se usa un lodo de perforación a base de petróleo y un trépano de diamante, la velocidad
de penetración puede decrecer. (Fitzpatrick, 1991)
Un quiebre en la perforación puede indicar que el trépano está penetrando una sección de arena
con sobrepresión. Generalmente se perfora más rápido cuando ocurre una reducción del
sobrequilibrio de presiones, esto es, cuando la presión en la formación iguala o excede la presión
hidrostática de la columna de lodo. Generalmente, cuando se detecta un quiebre en una
formación, no se perfora más de 2 a 4 pies dentro de la misma y se realiza un control de flujo.
(Fitzpatrick, 1991)
La presencia de fluido de formación en el pozo puede ser detectada con una continua
observación de algunas características fisico-químicas del lodo, como se indica a seguir tales
lecturas revelan la presencia de fluido de formación:
Agua.
Petróleo.
Gas. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
La herramienta pesa menos en un pozo lleno de lodo que en el aire debido al efecto flotante en
el lodo. Igual que un barco flota en el agua, de la misma forma flota la herramienta en un pozo
que contiene lodo de perforación. (Fitzpatrick, 1991)
Cuanto más denso es el lodo, más pesa y mayor es el empuje sobre la herramienta. Por lo tanto,
cuando ocurre una surgencia y los fluidos de formación son menos densos que el lodo de
perforación, se reduce el empuje del lodo, ocasionando un aumento en el peso de la sarta.
(Fitzpatrick, 1991)
En condiciones particulares la presión de formación tiende a reducir la apertura del pozo, con
un consecuente aumento del torque durante la perforación y arrastre al agregar un nuevo drill
pipe. Estas condiciones pueden revelar el inicio de un influjo. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
El torque aumenta con la profundidad en zonas de presión normal, pero muestra un aumento
mayor en una zona de transición donde las presiones de formación pasan a ser anormales. En
una zona de transición, pueden caer al pozo grandes cantidades de recortes de lutitas, aprisionar
el trépano e impedir su rotación. El trépano también corta recortes más grandes en una
formación que está cambiando. Como resultado, los recortes se acumulan arriba y alrededor de
los portamechas y aumentan el torque de rotación. Así, un aumento del torque puede ser un
buen indicador de presión de formación creciente y de una potencial surgencia. (Fitzpatrick,
1991)
CAPÍTULO IV
PROCEDIMIENTOS DE CIERRE DE POZO
Una vez que se haya detectado una surgencia, el pozo debe ser controlado de acuerdo a los
procedimientos correctos. Los procedimientos de cierre requieren de sentido común. Durante
momentos emocionantes o de emergencia, debe existir mucho control y disciplina en la
plataforma del equipo. Las ejercitaciones, los procedimientos planificados y mucha supervisión
son las claves para controlar un pozo con éxito. Una vez que se haya detectado una surgencia,
el pozo debe ser cerrado lo más pronto posible. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
No existe tal cosa como una surgencia pequeña o un flujo pequeño. Cualquiera de los dos puede
desarrollarse rápidamente y convertirse en un reventón. Todos los flujos deben ser reconocidos
como reventones potenciales. Cuando se tenga la duda sobre si el pozo está fluyendo o no, cierre
el pozo. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Dependiendo de la preferencia del operador, el pozo puede cerrarse en duro o blando. Cierre
duro significa cerrar la BOP (Blow out Preventer o Preventor de Reventon) manteniendo
cerradas las vías de flujo alternativo en la línea de estrangulamiento. Cerrar blando significa
cerrar la BOP teniendo abierto el estrangulador y la HCR (válvula automática del
estrangulador), o las válvulas de seguridad por fallas. Algunos operadores prefieren el cierre
duro porque permite que la surgencia sea mínima y simplifica el procedimiento de cierre; sin
embargo, el cierre duro aumenta la probabilidad de fracturar la formación durante el cierre.
(Fitzpatrick, 1991)
Cuando ocurre un influjo, las presiones en superficie aumentan a tal punto que sumadas a sus
respectivas presiones hidrostáticas (PH tubería y PH casing), se obtiene una presión de fondo
igual la presión de formación. Llegando a dicho punto, ambas presiones se estabilizan en sus
respectivos valores. El tiempo necesario para que la SIDPP y SICP lleguen a sus valores finales
se define como "tiempo de estabilización (generalmente de 5 a 10 minutos). (Eni Corporate
University)
El aumento de la presión de superficie debe ser seguido atentamente y registrado de tal forma
que se pueda reconocer el momento exacto en que la presión se estabilice Los valores
verdaderos de la SIDPP y SICP a ser considerados para la posterior operación de control son
aquellos registrados en el momento de estabilización. (Eni Corporate University)
El valor de la SIDPP nos permite calcular el peso del lodo necesario para controlar el influjo.
La diferencia entre la SIDPP y SICP, junto con el aumento de volumen de lodo en tanques,
nos permite determinar la naturaleza del fluido invasor (𝜌Fi), de surgencia o contaminante.
(Eni Corporate University)
CAPÍTULO V
MÉTODOS DE CONTROL DE POZO
Aunque se presentan diferencias entre los dos métodos, en varios aspectos son similares. Por
ejemplo, los dos comparten el principio básico de que debe mantenerse la presión del fondo del
pozo constante a lo largo de la operación de control de surgencia, sin tener en cuenta la
naturaleza del aporte. (Fitzpatrick, 1991)
La presión del fondo del pozo se mantiene constante circulando el fluido de perforación a una
velocidad de bomba también constante a través del estrangulador y operando el estrangulador
apropiadamente cuando sea necesario ajustar la contrapresión ejercida en el pozo. Además, los
dos métodos posibilitan al personal detener la bomba, cerrar totalmente el estrangulador y
analizar el problema, sin poner el pozo en peligro, en ningún momento durante el
procedimiento. Los dos también requieren una presión de circulación final constante después
que el lodo de densidad de ahogue alcance el trépano. (Fitzpatrick, 1991)
Independientemente del método utilizado, luego que un pozo surge y se cierra, se da tiempo a
que se estabilicen la SIPP y la SICP (normalmente en pocos minutos), se leen y se registran. La
La diferencia principal entre los dos métodos se establece en el modo y momento de bombear
el lodo con densidad de ahogue a través del sondeo. En el método del perforador, la surgencia
se circula con el mismo lodo que se encontraba en el pozo en el momento que ocurrió la
surgencia. Posteriormente y para controlar el pozo, se circula el lodo con densidad de ahogue.
En el método esperar y densificar, la surgencia se circula al mismo tiempo que se bombea el
lodo con densidad de ahogue. (Fitzpatrick, 1991)
El Método del perforador o de doble circulación requiere una circulación más que el Método de
Esperar y Pesar. Se requieren dos circulaciones de lodo en el anular para matar el pozo usando
este método. Durante la primera circulación, los fluidos de la formación (influjo) se circulan o
se sacan del anular. El pozo se cierra entonces y se densifica el lodo en la superficie hasta una
densidad necesaria para matar el pozo. Se empieza a bombear nuevamente, y el lodo más liviano
en el anular se desplaza con lodo más pesado. Al final de la segunda circulación se observa el
pozo para estar seguros que está muerto. (Baroid Drilling Fluids, 1996)
A pesar de sus ventajas, el método del perforador tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, si el
aporte de la surgencia es gas, la presión de superficie del casing se eleva a un valor máximo. Ya
que el pozo se circula con el lodo de densidad que tenía cuando ocurrió la surgencia, toda la
presión adicional necesaria para prevenir ingresos adicionales de fluidos de surgencia debe
mantenerse reteniendo la contrapresión con el estrangulador. No se bombea lodo de densidad
de ahogue más pesado hasta que el pozo esté limpio. Como el gas de una surgencia se expande
mientras se lo circula hacia arriba, empujará al lodo fuera del anular reduciendo la presión
hidrostática en el anular; por ello, el estrangulador debe retener más y más contrapresión para
mantener la presión del fondo del pozo en el valor correcto. Como resultado, la presión del
casing en la superficie puede llegar a un valor muy alto cuando la surgencia es en gran parte o
totalmente de gas. (Fitzpatrick, 1991)
Además, el método del perforador requiere un tiempo relativamente largo para ahogar el pozo,
ya que se necesitan dos circulaciones: una para circular el aporte hacia afuera y una para circular
el lodo de densidad de ahogue por todo el pozo. Como la presión en el conjunto de BOP se
mantiene durante las dos circulaciones, aumenta la posibilidad de otro tipo de problemas.
(Fitzpatrick, 1991)
El Método de Espera y Pesar para controlar el pozo está explicado por su nombre. Una vez que
el pozo está cerrado, la cuadrilla del equipo de perforación “espera” mientras que el fluido de
perforación en los tanques se “densifica” hasta lograr el peso de lodo pesado. Para usar este
método con éxito, suficiente material densificante debe estar disponible en la locación y la
capacidad de mezcla debe ser suficiente para mantener el peso de lodo pesado durante la
circulación a la velocidad lenta de bombeo. (energy API)
Este procedimiento es más complicado que el Método del Perforador. En el Método del
Perforador, el lodo densificado no es bombeado dentro del pozo hasta que el amago haya sido
circulado fuera del pozo. La expansión del gas es compensada manteniendo una presión
constante de la tubería de perforación mientras que se hace circular el amago fuera del pozo.
Cuando se bombea lodo densificado dentro del pozo, se mantiene constante la presión de la
tubería de revestimiento hasta que el lodo densificado llegue a la barrena. Esto compensa las
variaciones de la presión hidrostática dentro de la tubería de perforación. En el Método de
Espera y Pesar, el gas se expande en el espacio anular mientras que la presión hidrostática
aumenta en la tubería de perforación. Esto requiere que la presión de bombeo necesaria para
mantener una presión de fondo constante cambie a medida que se hace circular el fluido. (energy
API)
FIGURA 12. Cuando se conocen la PIC y la PFC, se puede trazar un gráfico para la correcta
presión de sondeo. En este ejemplo, la PIC es 1.200 psi y la PFC es 950 psi. A los 15 minutos
y 525 emboladas de la circulación, la presión del sondeo debe ser 1.050 psi. (Fitzpatrick, 1991)
Una vez que el lodo densificado llega a la barrena, la presión de bombeo debe ser mantenida
constante a la Presión Final de Circulación (PFC) hasta que el lodo pesado llegue a la superficie.
(energy API)
Como el único cambio significativo de las propiedades del fluido de perforación usado para
calcular estas pérdidas de presión es la densidad del lodo, la presión de circulación es aumentada
por la relación entre el peso del lodo densificado y el peso del lodo original. (energy API)
Se deben tener en cuenta dos características importantes del método esperar y densificar.
Primero, tal como se observa en el manómetro del sondeo, la presión de bombeo disminuye
cuando se circula por el sondeo lodo con densidad de ahogue, aún a caudal constante. Segundo,
Para entender por qué disminuye la presión del sondeo mientras se bombea el lodo nuevo por
el mismo sondeo, recuerde que:
El manómetro del sondeo muestra la presión de la bomba cuando se está circulando el pozo.
La PIC incluye el exceso de la presión de formación respecto de la presión hidrostática del
lodo original en el sondeo. Por ello, después que se calcula la nueva densidad de lodo con la
SIDPP y se circula el lodo nuevo por el sondeo, se equilibra la presión ejercida por la
formación sobre el lodo de la tubería y decrece la presión de circulación del sondeo.
(Fitzpatrick, 1991)
En el método del perforador, una forma de mantener la presión del fondo del pozo constante
mientras el lodo nuevo llena el sondeo es mantener la presión del casing constante maniobrando
el estrangulador. Este procedimiento es aceptable siempre que todo el gas se haya circulado
fuera del pozo. Con el método esperar y densificar, la presión del casing no debe mantenerse
constante mientras el lodo nuevo llena el sondeo, porque al mismo tiempo se está circulando la
surgencia por el anular y se debe posibilitar la expansión de cualquier gas presente en la misma
para evitar presiones excesivas. Cuando esto sucede, aumenta la presión del casing. (Fitzpatrick,
1991)
El procedimiento para hacer circular un amago fuera del pozo usando el Método de Espera y
Pesar es el siguiente:
Es muy importante conocer la tendencia de la presión en el zapato durante la migración del gas.
El gráfico muestra que la presión en el zapato se incrementa gradualmente y alcanza su valor
máximo cuando la parte superior del influjo alcanza el zapato. Este es el momento crítico ya
que hay el riesgo de fracturar la formación si el valor de la presión en el casing es mayor que
MAASP. En este caso el método del perforador no es usado y debe seleccionarse algún otro
método. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Durante el ingreso del influjo en el casing la presión en el zapato disminuye. Desde el momento
en que el influjo ha entrado completamente en el casing la presión en el zapato permanece
El método de pesa y espera nos ayuda en casos en donde el método del perforador no es posible
usarlo debido a un probable daño por fractura de la formación en el zapato. (Calderon Ponce de
Leon, 2015)
5.4.1. Stripping
Para evitar el incremento de la presión de fondo (PB) durante el descenso de la tubería, se debe
descargar un volumen de lodo igual al de la tubería que está ingresando al pozo. El control es
realizado con el Trip Tank. Para realizar tales técnicas es necesario montar en la tubería una
válvula en una sola dirección (válvula Gray) para impedir el regreso del lodo al interior de la
misma. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Bajar bajo presión puede ser una operación peligrosa, si el personal de turno no comprende
correctamente el proceso de "stripping" y sus limitaciones. Sin embargo, hay equipos de
terminación con mínimo de equipamiento y pequeñas cuadrillas que frecuentemente sacan y
bajan con presión sin dificultad. Por lo tanto, el personal de supervisión del equipo de
perforación tiene la responsabilidad de explicar al turno exactamente qué es lo que cada uno
debe hacer durante un trabajo de "stripping". (Fitzpatrick, 1991)
Se siguen las mismas reglas generales de la bajada; sin embargo, será necesario una válvula
flotadora o una BOP interior para sellar el interior del sondeo. Se debe tomar una decisión muy
cuidadosa para sacar el sondeo bajo presión con una surgencia de gas; en realidad muchos
operadores no recomiendan sacar bajo presión con gas en el pozo. (Fitzpatrick, 1991)
5.4.2. Snubbing
Si el empuje generado por la presión del pozo, que actúa sobre la sección de la unión o del
cuerpo del sondeo, es mayor que el peso de éste, será necesario un adecuado equipamiento para
forzar la bajada a través de los preventores. Se debe hacer una completa preparación antes de
comenzar con la operación de snubbing para asegurarse que todos los involucrados conozcan
sus posiciones y tareas. Es esencial una revisión de los procedimientos por parte del operador y
del contratista; y todo el equipamiento debe estar en buenas condiciones. En general las mismas
precauciones que se hacen para stripping deben hacerse para snubbing. Existen dos tipos
generales de unidades de snubbing o de tracción: mecánicas o hidráulicas. (Fitzpatrick, 1991)
El taponamiento de los jets de la broca reduce la apertura para el pase de fluido y causa un
incremento repentino en la presión de circulación. Esto es debido a un incremento en la pérdida
de carga a través de los jets de la broca. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Un bloqueo como ser una boquilla tapada se evidencia por un incremento abrupto en la presión
de circulación. El operador de estrangulador no debe reaccionar exageradamente abriendo el
estrangulador para regresar la presión de circulación a su valor anterior. Esto permitiría un
ingreso de fluido de formación adicional, hacia el pozo. En su lugar, y siempre y cuando un
problema parcial de obstrucción no exceda la presión máxima de la bomba, observe la presión
de tubería de revestimiento e inmediatamente verifique que la velocidad de la bomba no haya
cambiado. Si la presión de tubería de revestimiento no aumenta, o si permanece
aproximadamente en su mismo valor, se trata de una advertencia que indicaría que un bloqueo
Si la presión de la bomba es demasiado alta, o si no existe certeza de cuál debería ser el nuevo
valor de la presión de circulación, pare de bombear y cierre el pozo, entonces restablezca las
presiones de cierre correctas. Para determinar la nueva presión de circulación, ponga la bomba
en línea mientras mantiene la presión de la tubería de revestimiento constante. Con la bomba a
la velocidad deseada, la presión de circulación en la tubería de perforación representará una
presión de circulación correcta en el estado presente de la operación de control de pozo. (WCS
WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
La pérdida de uno o más jets de la broca dejan una gran apertura al flujo con la consecuente
disminución de la presión de circulación. (Calderon Ponce de Leon, 2015)
Las lavaduras o pinchaduras que se desarrollan durante las actividades de control del pozo son
poco frecuentes. También puede ser difícil de detectar un pequeño hoyo en desarrollo en la sarta
mientras se circula, un medio de advertencia sería si se registran incrementos de densidad de
fluido de salida del pozo antes de lo planeado o tal vez como una respuesta más rápida para el
tránsito de cambios de presiones en el estrangulador. Si la sarta permanece estática (sin
movimientos de tubería) es poco probable que un hoyo se desarrolle a presiones más bajas que
la de circulación. Sin embargo, el hoyo puede agrandarse o la sarta fallar por la fatiga creada
por el movimiento de la tubería y / o por la rotación. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
La posición o la profundidad de la pinchadura puede dictar las acciones a seguir. Se deben tomar
acciones para prevenir una lavadura o pinchadura. En una actividad de control de pozo,
mantener la presión del fondo del hoyo es de vital importancia. El mantener la presión de
circulación de acuerdo a los planes puede incrementar o disminuir la presión en el espacio
anular, dependiendo de la ubicación de la pinchadura y de su gravedad. Tal vez el mejor curso
de acción inmediata es cerrar el pozo y controlar su presión. Si las presiones de cierre (en la
sarta y el estrangulador) son esencialmente las mismas, la pinchadura estaría por sobre el brote
o amago de reventón. Cuando la presión de cierre en la sarta es más baja que la presión en el
estrangulador, el derrumbe está por debajo del brote o amago de reventón. (WCS WELL
CONTROL SCHOOL, 2003)
La circulación para el control del pozo es una decisión personal. Si la pinchadura está debajo
del brote o amago, se puede hacer un intento para circular y controlar el pozo. Aún así, el pozo
debe ser cerrado de manera periódica y nuevas presiones de bomba deben ser establecidas si la
pinchadura empeora, caso contrario se debe validar la presión de bomba existente. Tratar de
establecer y mantener una nueva presión de bomba cuando la pinchadura se encuentre por
encima del influjo o amago, no tomará en cuenta la expansión del gas y puede permitir que la
presión del fondo del hoyo disminuya. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Una obstrucción repentina del choke interrumpe la circulación y causa un incremento repentino
de la presión de circulación y de la presión en el choke con un consecuente incremento en la
Es el caso cuando se pierde lodo hacia la formación. La surgencia del pozo causa presiones
adicionales y es necesario evitar o minimizar la pérdida de circulación durante un control de
surgencia. Los métodos de control están diseñados para circular lodo pesado y ahogar el pozo.
Si se pierde circulación puede ser difícil o imposible circular el espacio anular lleno de lodo
pesado. Cuando se cierra un pozo después de la surgencia se utiliza la presión SIDPP para
calcular la densidad de ahogue. (Fitzpatrick, 1991)
1. Mala cementación.
2. Fractura inducida.
3. Formaciones fracturadas o cavernosas. (Fitzpatrick, 1991)
Una de las causas más comunes de pérdida de circulación durante el control de una surgencia
es un zapato mal cementado de la última cañería instalada. Por este motivo la mayoría de los
operadores efectúan ensayos de admisión (LOT) o de integridad a la presión (PIT)
inmediatamente de rotar el zapato para determinar la presión a la que ocurre la fractura. El
ensayo es normalmente realizado para determinar la más alta densidad equivalente de lodo que
pueda llegar a usarse antes de que la próxima cañería (casing) sea colocada. Algunas veces estos
ensayos se efectúan levantando presiones hasta un valor predeterminado o establecido. En todo
caso una mala cementación es especialmente peligrosa dado que puede permitir que los fluidos
de la surgencia penetren alrededor del casing y debajo del equipo. Los más importantes
siniestros en tierra o mar han ocurrido porque el gas subió a la superficie alrededor de la cañería.
(Fitzpatrick, 1991)
b) Fracturas inducidas
Las fracturas que son inducidas durante la perforación y por los procedimientos de control
causan pérdidas de circulación. Tales fracturas pueden ser causadas por presiones fluctuantes,
lodo muy pesado u otros procedimientos de control de pozo. En la mayoría de los casos las
fracturas inducidas se cierran o sellan por su cuenta en un corto tiempo si se alivia la presión.
Las fracturas inducidas ocurren en el punto más débil del pozo, usualmente el zapato del último
caño. Sin embargo una fractura inducida puede causar los mismos problemas que una mala
cementación. (Fitzpatrick, 1991)
Cuando se perfora en zonas de roca dura algunas formaciones son cavernosas, es decir tienen
aberturas naturales en las cuales pueden alojarse grandes cantidades de lodo. Las formaciones
fracturadas naturalmente pueden también absorber grandes flujos de lodo. Tales formaciones
son difíciles o imposibles de sellar, y un período de espera a menudo no ayuda. Muchas veces
la formación entera es cavernosa o fracturada, de tal manera que la presión requerida para
En este contexto se entiende por avería una disminución accidental de la capacidad de la bomba
con igual número de golpes (lo que hace difícilmente identificable el problema). Esto produce
una disminución de la presión en la tubería y en el choke (más marcada en la tubería) a causa
de la menor capacidad de lodo en circulación que comporta menores pérdidas de carga.
(Calderon Ponce de Leon, 2015)
El ensanchamiento del choke, debido al wash out, comporta una disminución de la presión en
el choke y una idéntica disminución en la tubería, con consecuente disminución de la presión
de fondo. Para restablecer la situación normal es suficiente reducir la apertura del orificio por
donde sale el fluido hasta volver a llevar la presión en el choke al valor anterior. (WCS WELL
CONTROL SCHOOL, 2003)
CAPÍTULO VI
EQUIPO DE PREVENCION DE REVENTONES
El propio conjunto de BOP (stack) debe ser capaz de controlar las elevadas presiones de la
formación y debe tener un diámetro interno suficientemente grande como para permitir el pasaje
de las herramientas necesarias para perforar y terminar el pozo. Pueden emplearse conjuntos de
BOPs de elevado rango de presión como consecuencia de que algunos pozos requieren
herramientas de gran diámetro y se encuentran a elevadas presiones. Además, se debe prever
salidas del conjunto de BOP, ya que al cerrar un pozo, éste debe bombearse, es decir, debe
circularse con las BOP cerradas. Los elementos utilizados que proveen esta salida son los
carreteles adaptadores que se ubican entre los preventores de esclusa; en otros casos, se utilizan
las salidas en el propio cuerpo del preventor. En cualquier caso, si el conjunto cumple con todos
los requerimientos, puede resultar un equipamiento grande y pesado. (Fitzpatrick, 1991)
Por supuesto, no todo el equipo de prevención de descontroles es tan grande y pesado como el
conjunto, pero a medida que en alguna parte del equipo se eleva el rango de presión, éste será
más pesado, más complejo y se deberá operar con más cuidado. Por lo tanto, es obligación de
Se puede armar la columna de preventores con una variedad de configuraciones. El Código del
Instituto Americano del Petróleo (API) para describir las configuraciones de la columna está
incluido en el Boletín API RP53. Los códigos recomendados para designar los componentes de
Los componentes se indican leyendo desde el fondo de la columna de preventores hacia arriba.
Se puede identificar plenamente las columnas de preventores de reventones por medio de
simples designaciones, como por ejemplo:
15M-7 1/6”-RSRRA
10M-13 5/8”-RSRRA
5M-18 3/4”-RRRRAA (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
La primera de las columnas de preventores anteriores estaría clasificada para una presión de
trabajo de 15000 psi, tendría un diámetro de 7 1/16 pulgadas y estaría arreglada a igual que el
primer ejemplo en la figura abajo. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
La FIGURA 21 muestra tres configuraciones pero hay varias más que son posibless. La
consideración más importante de cómo organizar la columna es cuál parece ser el mayor peligro
que se podría encontrar. A este respecto, se podrían señalar varias cosas: (WCS WELL
CONTROL SCHOOL, 2003)
Los preventores anulares, a veces llamados los preventores de bolsa, preventores esféricos o
simplemente Hydrils, probablemente sean los dispositivos más versátiles para controlar la
presión en el cabezal del pozo. Algunos modelos están sumamente energizados por el pozo, es
decir, la presión del pozo empuja hacia arriba y provee una fuerza de sellado adicional. El
preventor anular se utiliza como un sello de cierre alrededor de cualquier cosa que pueda estar
en el pozo y como un cabezal de lubricación para mover o deslizar la tubería bajo presión. La
mayoría de los preventores anulares modernos cierran alrededor de la junta kelly, los collares,
la tubería de perforación, la sarta de trabajo, la tubería, las líneas de cables o, en una emergencia,
el pozo abierto. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Hay muchos fabricantes con varios modelos que se usan en la actualidad, tales como el Hydril
GL, GX y GK, el Cameron D y DL, y el Shaffer con tapas abulonadas y tapas de cuña. Las tres
empresas ofrecen modelos de doble carcaza para las aplicaciones submarinas o cuando se
necesitan dos preventores anulares en tándem y podría haber un problema con el espacio. Las
presiones de operación, las características, así como también las limitaciones, variarán con los
diferentes modelos y marcas. Es por esto que debería haber reguladores hidráulicos para todos
La válvula reguladora que provee la presión de cierre permitirá el flujo en ambas direcciones.
Este es un detalle importante cuando se va a mover o deslizar tubería y roscas de unión a través
de ella para así mantener una presión de cierre y sello constantes contra la tubería. Sin embargo,
si la presión del pozo sobrepasa la presión del manifold y un sello falla, la presión del pozo
puede descargarse por el regulador de la línea de cierre de vuelta acumulador de fluido. (WCS
WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
El mayor problema con el uso en el campo de varios modelos y marcas parece ser la falta de
conocimiento que tiene el usuario sobre ese modelo en particular. Es una buena práctica
verificar el manual del fabricante para encontrar las características correctas de la presión de
operación para los distintos preventores y cuál es la presión de cierre recomendada, dada la
presión del pozo y el tamaño de la tubería que se está usando. Lo más importante es que el
empaquetador debe ejercer suficiente presión contra la tubería para asegurar que haya un buen
sello, pero la presión no debería ser tan ajustada que el elemento de empaque se deteriore. Si no
se usa la presión correcta, podría llevar a una falla temprana y la subsiguiente reposición, los
cuales son costosos y llevan tiempo. En algunos casos, estas fallas pueden tener efectos
desastrosos. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
La mayoría de preventores anulares están diseñados para una presión máxima de cierre
recomendada de 1500 psi, aunque algunos preventores anulares tienen una presión máxima de
trabajo en la cámara de operaciones de 3000 psi. La presión mínima para obtener el sello
depende de varios factores tales como el tamaño del pozo, el diámetro exterior (OD) de la
tubería y la presión en el pozo. En general, mientras más grande sea el tamaño del pozo y más
pequeña sea la tubería, mayor es la presión de cierre que se requiere para asegurar el sello,
aunque ciertos modelos tienen requerimientos muy específicos en cuanto a la presión de cierre.
(WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Se requiere más fluido hidráulico para cerrar un preventor anular que un ariete de tubería.
Entonces tomará más tiempo cerrar un preventor anular que uno tipo esclusa. Presiones de cierre
elevadas no mejorarán el tiempo de cierre igual que las líneas de operación con mayores
diámetros, y los accesorios y reguladores más grandes. (WCS WELL CONTROL SCHOOL,
2003)
Se puede mejorar la operación del preventor anular en el equipo por medio de observar lo
siguiente:
Nunca use más presión de lo necesario en la unidad de cierre, especialmente si está moviendo
tubería.
Pruebe el empaquetador cuando lo coloca en el preventor, según lo requieran las operaciones,
los reglamentos estatales o federales, o las prácticas de la industria.
Verifique con el manual del fabricante para los datos operativos de los distintos modelos.
Pueden haber diferencias considerables en los datos operativos para los distintos preventores
anulares.
Se debería señalar que se puede dividir (cortar) los empaquetadores para ciertos modelos de
preventores anulares para permitir su retiro cuando no se puede retirar el kelly o la sarta del
pozo. Hay elementos del empaque anular, ya divididos, disponibles de fábrica. Los
empaquetadores previamente divididos son muy convenientes si se va a usar el preventor anular
para deslizar tubería. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Recuerde siempre de consultar con el manual de fabricante para el operador o hablar con un
representante de servicio por las presiones de control apropiadas, los compuestos de la goma,
los procedimientos adicionales para el deslizamiento, las limitaciones de los equipos, las
pruebas o cualquier otra pregunta que pudiera tener acerca de su modelo de preventor anular en
particular. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Uno de los aspectos fundamentales de la BOP anular es el tiempo que tarda en cerrar, ya que es
muy deseable mantener la magnitud de una surgencia en un mínimo. La RP 53 sugiere que el
tiempo de cierre no debe exceder los 30 seg para la BOP anular con un diámetro menor a 20
pulgadas y de 45 seg para la de diámetro de 20 pulgadas o más. Uno de los factores que
determina el tiempo de apertura y cierre es el diámetro interno de las líneas hidráulicas que van
desde el acumulador al preventor. Se especifica que estas líneas deben tener un diámetro interno
no menor a 1½ pulgadas. Sin embargo, algunos viejos conjuntos de superficie pueden tener
líneas hidráulicas menores a 1½ pulgadas, o pueden tener restricciones que evitan el cierre
Los controles del desvío en el piso están mejor preparados como un solo control separado para
evitar confusiones, dado que las operaciones de desvío generalmente se llevan a cabo
rápidamente. La palanca de control en el acumulador debería estar conectada con el control para
Los sistemas de derivación están diseñados para períodos breves de caudales de flujo elevados,
no para presión alta. La erosión a caudales de flujo elevados es una preocupación. Mientras más
grandes sean las líneas de desvío, mejor. Algunas operaciones utilizan tanto un preventor anular
como uno de esclusas encima de la(s) línea(s) de desvío debido a los altos caudales de flujo.
Para minimizar los efectos de la erosión, las líneas deben ser lo más grandes y sencillas posible,
y enfocadas hacia el lugar de venteo con un mínimo de codos o giros. Entre las pruebas se
debería incluir una de su funcionamiento, bombear agua a la tasa máxima para asegurar que el
sistema no está bloqueado y una de baja presión según los reglamentos estatales o
gubernamentales. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Los arietes vienen en muchos tamaños y con muchas clasificaciones de presión. Hay muchas
clases de arietes hechos a medida o especializados que han sido diseñados para ciertas
aplicaciones en particular. Los arietes van desde los juegos sencillos de una sola esclusa hasta
cuerpos de juegos de múltiples arietes. Los arietes sencillos podrían consistir de un vástago
pulido que cierra por medio de girar manijas que están a cada lado para atornillar la esclusa
hacia adentro y alrededor de la tubería. Los juegos complejos de múltiples arietes pueden estar
ubicados todos juntos en un cuerpo en una carcasa, operados a control remoto por medio de
presión hidráulica. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
La mayoría de las esclusas están diseñadas para sellar contra la presión sólo del lado inferior.
Esto significa que el ariete no aguantará la presión si se coloca al revés. Adicionalmente,
tampoco se puede hacer una prueba de presión desde el lado superior. Por lo tanto, al instalar el
conjunto hay que tener cuidado de asegurarse de que está en la posición correcta. El nombre del
fabricante debe estar puesto correctamente y las entradas de circulación o salidas deben estar
ubicados debajo del ariete. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Las esclusas para tubería están diseñadas para cerrar alrededor de una tubería. La fuerza básica
y limitación principal de un ariete para tubería es el recortado del bloque de la esclusa. El
preventor de reventones tipo ariete es un bloque de acero cortado para encajar con el tamaño de
la tubería alrededor de la cual se cerrará. La intención es que el recorte cierre y provea un buen
sello alrededor de un diámetro o tamaño de tubería en particular. Hay una goma de empaquetado
auto alimentable en el recorte, que sella el ariete alrededor de la tubería. Otra goma de empaque
auto alimentable (el sello superior) en la parte superior del ariete sella hacia arriba contra la
parte superior de la abertura del ariete en el cuerpo del preventor para sellar el espacio anular
contra la presión. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
No se debe probar el funcionamiento de los arietes de tuberías sin tener la tubería del tamaño
apropiado en los preventores, para así evitar daños. No se deberían cerrar en un pozo abierto
(sin columna), dado que podrían causar daños y estiramiento del empaquetador. (WCS WELL
CONTROL SCHOOL, 2003)
Se puede mover la tubería en los arietes para tubería. Para minimizar el desgaste en las
superficies del empaquetado, se debe reducir la presión de cierre a aproximadamente 200 a 300
psi. La presión del pozo fuerza a la goma en la parte superior del bloque del ariete contra el
cuerpo del preventor, lo cual ayuda a sellar el pozo. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Los arietes ciegos son un ariete especial que no tiene un recorte para la tubería en el cuerpo de
la esclusa. Los arietes ciegos tienen elementos de empaque grandes y se hacen para cerrar sin
que haya tubería en el pozo. Al probarlos, deben estar presurizados a la clasificación plena.
(WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Cuando se cierran esclusas ciegas en un pozo abierto con una presión de cierre de 1500 psi, la
mayor parte, si no toda, del elemento empaquetador sale para formar un sello completo. De este
modo, si las esclusas ciegas se van a ensayar cerrándolas en un pozo abierto, la mayoría de los
operadores recomiendan que se cierren con no más de 500 psi para evitar que se dañe el
elemento empaquetador de la esclusa y posible daño de las caras de las esclusas. (Fitzpatrick,
1991)
Las esclusas de corte son otro tipo de ariete, pero con hojas especiales para cortar tubulares
(tubería, tubería de perforación, collares -portamechas-, etc.). Quizás haya que usar presiones
reguladas más altas que las normales y/o usar reforzadores hidráulicos, según el tipo de ariete
cortador y el tubular que se va a cortar. Los arietes cortadores tienen tolerancias de cierre
pequeñas. Cuando se cierran para probar su funcionamiento, no se deben cerrar de golpe con
alta presión, sino que hay que cerrarlas con una presión de operación reducida de
aproximadamente 200 psi. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Cuando se prueban los arietes cortadores a presión, el empaquetador se estira. Dado que el
empaquetador en los arietes cortadores es pequeño, se pueden realizar muy pocas pruebas de
presión y, a la vez, mantener un empaquetador que se pueda usar. No haga más pruebas de
presión en los arietes cortadores de las que sean necesarias. (WCS WELL CONTROL
SCHOOL, 2003)
Los arietes ciegos / cortadores combinan tanto la capacidad ciega o de cerrar el pozo abierto
como la capacidad de cortar. Éstos ofrecen la ventaja de cortar la tubería y sellar el pozo abierto
después de cortar la tubería. Otra ventaja de los arietes ciegos / cortadores es la ventaja del
espacio que se ahorra al usar un solo juego para hacer el trabajo tanto de los arietes ciegos, como
de los arietes cortadores. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Las esclusas de diámetro variable (VBR) sellan varios tamaños de tubería y, según el tipo de
VBR, un vástago kelly hexagonal. También pueden servir como el ariete principal para un
tamaño de tubería y el ariete de soporte para otro tamaño. Los arietes de diámetros variables
también se pueden usar en los pozos que tienen sartas ahusadas, donde el espacio es una
preocupación. Además, un juego de arietes de diámetros variables en un preventor podría
ahorrar un viaje de ida y vuelta del conjunto de BOP submarina. Esto se debe a que no hace
falta cambiar las esclusas cuando se usan sartas de tuberías de diferentes diámetros. (WCS
WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
En un tipo de VBR, el empaque contiene insertos de acero de refuerzo, que son similares a
aquellos que están en el empaquetador del anular. Estos insertos giran hacia adentro cuando se
cierran los arietes, haciendo que el acero provea el soporte para la goma que sella contra la
tubería. En las pruebas de fatiga estándar, los empaquetadores de diámetro variable rindieron
Otro tipo de VBR consiste de varias placas troqueladas pequeñas para tubería que se deslizan
hacia afuera de una tubería de tamaño mayor hasta que el troquelado correcto se encierra
alrededor de la tubería. Se colocan elementos de sellado entre cada placa para efectuar un sello.
(WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
El carretel debería tener una presión de operación que sea al menos igual a los preventores que
se están usando. El diámetro del carretel típicamente es por lo menos igual al diámetro del
preventor o el cabezal superior de la tubería de revestimiento. Debería estar equipado con
salidas laterales de no menos de 2” para presiones de operaciones clasificados en 5.000 psi o
menos, y tener por lo menos uno de 2” y uno de 3” para las presiones por encima de los 5.000
psi. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Los preventores de reventones para la perforación rotativa datan desde los inicios de este siglo.
Sin embargo, recién fue en los años de los 50 que hubieron buenos métodos para cerrar los
preventores. Las unidades más antiguas de los preventores de reventones usaban un sistema de
eje roscado manual. Todavía se usan algunos sistemas de cierre manuales en los equipos
pequeños. Durante el inicio de una surgencia, es esencial cerrar el pozo rápidamente para
mantener el amago de reventón (surgencia) pequeño. Generalmente los sistemas que funcionan
manualmente son más lentos que las unidades hidráulicas y pueden llevar a volúmenes de
influjo mayores. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Se han probado las bombas de fluidos, aire del equipo y unidades con bombas hidráulicas y
ninguno fue satisfactorio. Los acumuladores hidráulicos son los primeros sistemas que han
resultado ser satisfactorios. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
El acumulador provee una manera rápida, confiable y práctica para cerrar los preventores
cuando ocurre un amago de reventón (surgencia). Debido a la importancia de la confiabilidad,
los sistemas de cierre tienen bombas adicionales y un volumen excesivo de fluido además de
los sistemas alternativos o de apoyo. Las bombas de aire / eléctricas se conectan para recargar
la unidad automáticamente a medida que disminuye la presión en el botellón del acumulador.
El sistema estándar de los equipos utiliza un fluido de control de aceite hidráulico o una mezcla
de productos químicos y agua guardados en botellas de acumuladores de 3.000 psi. Se guarda
suficiente fluido para usar bajo presión para que todos los componentes de la columna puedan
funcionar con presión, junto con una reserva para seguridad. (WCS WELL CONTROL
SCHOOL, 2003)
En aquellos ambientes que son extremadamente fríos, se debe tener cuidado de no dejar que la
temperatura del núcleo del acumulador caiga por debajo del punto de congelamiento. Los
elementos de goma que están adentro, tales como las vejigas, se tornarán quebradizos y pueden
reventar. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
El fluido que se usa en el acumulador debería ser un lubricante que no sea corrosivo ni que
forme espuma, que no debería ni ablandar los elementos de sellado de goma ni hacer que se
vuelvan quebradizos. Debería ser resistente al fuego y al clima. El aceite hidráulico cumple con
estos requerimientos. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
También es satisfactoria una mezcla de agua dulce y aceite soluble (con glicol etílico para climas
frías y compuestos contra el hervor para temperaturas elevadas). El aceite soluble con agua es
más barato y no es considerado un contaminante, entonces se prefiere éste antes que el aceite
hidráulico. En climas cálidos podrían acumularse bacterias, algas y hongos en el sistema. Se
deberían agregar productos químicos (bactericidas, fungicidas, etc.) para evitar este crecimiento
y de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. (WCS WELL CONTROL SCHOOL,
2003)
6.9. ESTRANGULADORES
Los estranguladores para controlar pozos tienen un diseño diferente que los estranguladores
para la producción de gas y petróleo. En general, el estrangulador de producción no es adecuado
para controlar un pozo. Se usan estranguladores que se pueden ajustar manualmente para
El tanque de maniobra (tanque de viajes o trip tank) es pequeño, permitiendo una medición
exacta del fluido bombeado en el pozo. Es la mejor manera de medir la cantidad de fluido que
se requiere para llenar el pozo en una maniobra de salida o la cantidad de fluido desplazado en
una maniobra de entrada. A medida que se saca cada tiro de tubería del pozo, el nivel del fluido
en el pozo baja a raíz del desplazamiento del acero o, si está lleno, por el desplazamiento y la
capacidad. Es necesario medir la cantidad de fluido para el llenado para estar seguro de que no
haya entrado una surgencia en el pozo. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Hay varios tipos de tanques de maniobra. Un simple tanque alimentado por la gravedad incluye
un tanque pequeño en la plataforma (piso) del equipo o en otro lugar en un punto que está por
encima de la línea de flujo, marcado en partes de un barril. Se necesita una válvula para liberar
el fluido del tanque en la tubería que dirige el fluido al niple de campana (T de salida) encima
de la línea de flujo. La válvula se abre manualmente, luego se cierra cuando el pozo está lleno
y se informa acerca de la cantidad de fluido utilizado, esto se registra y se compara con los
cálculos teóricos para el llenado. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Las versiones más automatizadas de los tanques de maniobra alimentados por la gravedad tienen
una bomba, accionada por el perforador, que utiliza el sensor de la línea de flujo para indicar
cuándo está lleno el pozo y apagar la bomba. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Se debería informar, registrar y comparar los golpes (emboladas) o el volumen para el llenado
con los cálculos teóricos de llenado. Este tipo de disposición no permite que se mida el volumen
a medida que se baja tubería. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Los tanques de maniobra de llenado continuo llenan el pozo automáticamente a medida que se
saca la tubería por medio de circular desde el tanque a través del pozo. Se mide el volumen del
CAPÍTULO VII
FÓRMULAS PARA EL CONTROL DE POZOS
7. FÓRMULAS Y NOMENCLATURAS
Para tener un mejor entendimiento sobre el control de pozos, se mostrarán a continuación las
formulas y nomenclaturas más usadas en la industria petrolera con sus respectivas unidades.
7.1. FÓRMULAS
Caudal de bomba
𝑄 = 𝐷𝐵 ∗ 𝑉𝑒𝑙𝐵 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 2
Capacidad
𝐼𝐷2
𝐶= 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 3
1029.4
(𝑂𝐷2 − 𝐼𝐷2 )
𝐶= 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 4
1029.4
𝐼𝐷2
𝑉= ∗ℎ 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 5
1029.4
(𝑂𝐷2 − 𝐼𝐷2 )
𝑉= ∗ℎ 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 6
1029.4
Presión Hidrostática
Presión de Formación
𝑃𝐹 = 𝑃𝐻 + 𝑆𝐼𝐷𝑃𝑃 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 9
Presión de Fractura
Gradiente de Presión
𝑃𝐻
𝐺𝑟𝑎𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 = 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 11
𝑇𝑉𝐷
𝑆𝐼𝐷𝑃𝑃 = 𝑃𝐹 − 𝑃𝐻 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 15
𝜌𝑘
𝑃𝐹𝐶 = 𝑃𝑟 ∗ 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 18
𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜
𝑆𝐼𝐷𝑃𝑃
𝜌𝑘 = 𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜 + 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 19
0.052 ∗ 𝑇𝑉𝐷
𝑉𝐼𝑆 + 𝑉𝐿𝑆
𝐸𝑀𝐵𝑠𝑢𝑝−𝑏𝑖𝑡 = 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 20
𝐷𝐵
𝑉𝐸𝐴
𝐸𝑀𝐵𝑏𝑖𝑡−𝑠𝑢𝑝 = 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 21
𝐷𝐵
𝜌𝑘 − 𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜
𝑉𝐵𝐴 = 𝑉𝑇 ∗ [ ] 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 22
35 − 𝜌𝑘
Masa de la baritina
𝑚𝐵𝐴
𝑛𝑠𝑥 = 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 24
100 𝑙𝑏/𝑠𝑥
CAPÍTULO VIII
DETERMINACIÓN DEL TIPO DE INFLUJO
8. INFLUJO
Un influjo (surgencia, kick) es simplemente el desplazamiento del fluido en el tope del pozo
por un influjo no deseado de fluido de formación. Un influjo no debe ocurrir si la presión
hidrostática del fluido en el pozo excede ligeramente a la de la presión de formación. (WCS
WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Cualquier gas o fluido que entra en el pozo tiene una densidad, pero el pozo puede ser controlado
sin que se conozca la densidad de dicho gas o fluido. Los procedimientos para hacer circular el
fluido fuera del pozo son los mismos para todos los fluidos de la formación. Siempre se supone
que el fluido de la formación es gas, ya que esto constituye el peor de los casos para el control
del pozo. Al aproximarse a la superficie, el gas se expande, produciendo altas presiones en la
tubería de revestimiento. El gas requiere más ajustes del estrangulador para controlar las
presiones de fondo que el aceite o el agua salada. Si se determina la densidad del fluido, éste
puede ser aislado en la superficie para impedir la contaminación del sistema de fluido de
perforación con agua salada o aceite. En todos los casos, el objetivo principal es restablecer el
control del pozo. (energy API)
Se debe partir de varios supuestos para calcular la densidad del influjo. El primero es que el
amago sigue siendo una mezcla homogénea en el espacio anular. El segundo es que el amago
está en el fondo. También se requiere un volumen preciso del amago para asegurar la precisión
del cálculo. (energy API)
En general, la densidad del lodo en el espacio anular es ligeramente más alta que en los tanques
de lodo, debido a la concentración de recortes y a la pérdida de filtrado hacia la formación.
Normalmente, esta densidad puede ser determinada pesando el lodo en la línea de flujo, a menos
que el lodo esté cortado por gas. El peso del lodo cortado por gas en la línea de flujo no es una
indicación exacta del peso del lodo en el espacio anular, ya que la expansión del gas sólo ocurre
cerca de la superficie. Si el lodo está cortado por gas, el peso debería ser determinado con una
balanza presurizada. (energy API)
El tamaño efectivo del pozo debe ser determinado para calcular la longitud del influjo. Para
estimar el tamaño del pozo, resulta valioso conocer el grado de socavamiento en otros pozos
vecinos donde se usó el mismo tipo de fluido (que en el pozo actual).
También es necesario que el volumen del influjo sea determinado con exactitud; por lo tanto, el
uso de equipos de medición precisa que calculen los totales de todos los tanques superficiales
es importante, especialmente cuando se usan grandes volúmenes de superficie. (energy API)
Es importante saber si el fluido invasor es gas o líquido (petróleo / agua.) Se puede determinar
aproximadamente calculando la densidad del fluido invasor, asumiendo que la diferencia entre
las presiones de cierre (Cierre en Tubos y Cierre en Casing) se debe a la diferencia de densidad
de la columna de la surgencia. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Para determinar el tipo de fluido en el pozo, se debe medir con la mayor exactitud posible la
ganancia de volumen en los tanques. Este es un indicador del tamaño de la surgencia.
(Excluyendo el volumen en circulación del equipo de control de sólidos en superficie, si el pozo
es cerrado antes de medir la ganancia.) La longitud de la surgencia se calcula dividiendo los
barriles ganados por la capacidad anular entre el pozo y el conjunto de fondo y por su longitud.
(WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
La densidad del agua salada generalmente está entre 8.5 y 10 lb/gal mientras que la densidad
del gas es menor que 2 lb/gal. Si la densidad está entre 2 lb/gal y 8.5 lb/gal, entonces el fluido
invasor es una mezcla de gas, petróleo y agua. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Si 8.5 < 𝜌Fi < 10 = agua de formación. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Determinar la diferencia entre una surgencia de gas y de líquido permitirá manipular ciertos
problemas de diferente manera. Por el cálculo de la densidad de la surgencia, podremos
determinar si el influjo fue de gas o de líquido. En realidad, debe considerarse que ya sea el
influjo de petróleo o de agua habrá presencia de algo de gas. La mayoría de las surgencias son
una mezcla de más de un fluido y por lo tanto todas las surgencias deben ser tratadas como
influjos de gas a menos que se tengan evidencias reales para pensar que es solo líquido. (WCS
WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Es de suma importancia en el control de pozo saber los volúmenes de lodo. Por eso
empezaremos calculando los volúmenes que hay en el interior de la tubería de perforación y
drill collar- Para esto usaremos la Ecuación 5.
𝐼𝐷2
𝑉= ∗ℎ
1029.4
(3.826 𝑝𝑙𝑔)2
𝑉1 = ∗ 5863 𝑝𝑖𝑒 = 83.37 𝑏𝑏𝑙
1029.4
(2.25 𝑝𝑙𝑔)2
𝑉2 = ∗ 650 𝑝𝑖𝑒 = 3.30 𝑏𝑏𝑙
1029.4
Una vez obtenemos los resultados del V1 (volumen interno tubería de perforación) y V2
(volumen interno drill collar) procedemos a sumar estos volúmenes para encontrar el volumen
de lodo en el interior de la sarta de perforación.
𝑉𝐼𝑆 = 𝑉1 + 𝑉2
Podemos ver que en el interior de la sarta de perforación hay un volumen de lodo de 86.57 bbl.
Seguidamente calcularemos los volúmenes correspondientes al espacio anular usando la
Ecuación 6.
(𝑂𝐷2 − 𝐼𝐷2 )
𝑉= ∗ℎ
1029.4
Una vez obtenemos los resultados del V3 (volumen en el espacio anular entre el diámetro del
pozo y drill collar), V4 (volumen en el espacio anular entre el diámetro del pozo y la tubería de
perforación) y V5 (volumen en el espacio anular entre la tubería de revestimiento y la tubería
de perforación) procedemos a sumar estos volúmenes para encontrar el volumen de lodo en el
espacio anular.
𝑉𝐸𝐴 = 𝑉3 + 𝑉4 + 𝑉5
Podemos ver que en el espacio anular hay un volumen de lodo de 264.11 bbl. Calculados estos
dos datos tanto del VIS y VEA podremos calcular el volumen total de lodo en el sistema
incluyendo el volumen de los tanques y las líneas superficiales con la Ecuación 7.
Al momento que sucedió el influjo nuestra presión hidrostática es de 3474 psi, la cual fue
sobrepasada por la presión de formación logrando entrar fluidos de la formación al pozo. Al
detectarse el influjo se cerró el pozo dándonos una lectura SIDPP la cual nos ayudará a calcular
la presión de formación con la Ecuación 9.
𝑃𝐹 = 𝑃𝐻 + 𝑆𝐼𝐷𝑃𝑃
Con este resultado de 3814 psi de la presión de formación comprobamos que la presión
hidrostática fue sobrepasada. A continuación calcularemos el desplazamiento de la bomba
triplex con la Ecuación 1.
𝐷𝑏 = [0.000243 ∗ 𝐷𝑐 2 ∗ 𝐿𝑐 ] ∗ 𝐸𝑓𝐵
𝑉𝐼𝑆 + 𝑉𝐿𝑆
𝐸𝑀𝐵𝑠𝑢𝑝−𝑏𝑖𝑡 =
𝐷𝐵
Las emboladas desde la superficie al trepano incluyen el volumen de superficie del fluido de
perforación de las líneas superficiales o conexiones superficiales y el volumen interno de la
sarta. Las 1187 emb, son las emboladas necesarias para bombear todo este volumen desde la
superficie hasta llegar al trepano. Seguidamente calcularemos las emboladas del trepano a
superficie con la Ecuación 21.
𝑉𝐸𝐴
𝐸𝑀𝐵𝑏𝑖𝑡−𝑠𝑢𝑝 =
𝐷𝐵
264.11 𝑏𝑏𝑙
𝐸𝑀𝐵𝑏𝑖𝑡−𝑠𝑢𝑝 = = 3522 𝑒𝑚𝑏
0.0750 𝑏𝑏𝑙/𝑒𝑚𝑏
Las 3522 emb, son las emboladas necesarias para bombear el volumen de lodo del espacio
anular desde el trepano hasta la superficie.
También calcularemos la densidad equivalente de fractura de la formación con los datos del
LOT (Leak of Test) con la Ecuación 13.
1400 𝑝𝑠𝑖
𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜 𝑓𝑓 = + 9.8 𝑙𝑏/𝑔𝑎𝑙 = 16.51 𝑙𝑏/𝑔𝑎𝑙
0.052 ∗ 4010 𝑝𝑖𝑒
𝑆𝐼𝐷𝑃𝑃
𝜌𝑘 = 𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜 +
0.052 ∗ 𝑇𝑉𝐷
340 𝑝𝑠𝑖
𝜌𝑘 = 10.4 𝑙𝑏/𝑔𝑎𝑙 + 11.5 𝑙𝑏/𝑔𝑎𝑙
0.052 ∗ 6423 𝑝𝑖𝑒
La densidad necesaria para matar el pozo es de 11.5 lb/gal, esto quiere decir que con esta nueva
densidad, la presión hidrostática igualará la presión de formación evitando así la entrada de
fluido de la formación al pozo. Ahora calcularemos la presión inicial de circulación con la
Ecuación 17.
𝑃𝐼𝐶 = 𝑃𝑟 + 𝑆𝐼𝐷𝑃𝑃
Esta PIC calculada de 780 psi se mantendrá constante en la primera circulación cuando se usa
el método del perforador hasta que el influjo sea circulado y salga del pozo. En la segunda
circulación la PIC disminuye hasta la PFC (presión final de circulación) cuando el fluido pesado
llega al trepano. Con la Ecuacion 18 obtendremos el valor de la PFC.
𝜌𝑘
𝑃𝐹𝐶 = 𝑃𝑟 ∗
𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜
11.5 𝑙𝑏/𝑔𝑎𝑙
𝑃𝐹𝐶 = 440 𝑝𝑠𝑖 ∗ = 487 𝑝𝑠𝑖
10.4 𝑙𝑏/𝑔𝑎𝑙
En la segunda circulación del método del perforador una vez llega el lodo pesado al trepano, la
PFC será 487 psi y esta presión se mantendrá constante hasta que el lodo pesado llegue a
superficie. A continuación calcularemos el volumen de baritina
𝜌𝑘 − 𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜
𝑉𝐵𝐴 = 𝑉𝑇 ∗ [ ]
35 − 𝜌𝑘
Se necesitan 54 bbl de baritina para poder densificar el lodo de todo el sistema a la densidad de
matar el pozo. Con la Ecuación 23 veremos cuantas libras de baritina hay en 54 bbl.
Como podemos notar en 54 bbl de baritina hay 79380 lb de baritina. ¿Cuantos sacos de baritina
se necesitaran para densificar todo el sistema con la densidad para matar? Ecuación 24.
𝑚𝐵𝐴
𝑛𝑠𝑥 =
100 𝑙𝑏/𝑠𝑥
79380 𝑙𝑏
𝑛𝑠𝑥 = = 794 𝑠𝑥
100 𝑙𝑏/𝑠𝑥
Si 8.5 < 𝜌Fi < 10 = agua de formación. (WCS WELL CONTROL SCHOOL, 2003)
Teniendo en cuenta estos parámetros continuaremos con los cálculos necesarios para poder
determinar el tipo de influjo con los datos del ejercicio anterior de aplicación.
Lo primero que debemos determinar es la altura del fluido invasor. El volumen ganado en los
tanques de lodo equivale al volumen del fluido invasor del influjo que entro al pozo. Con el
siguiente cálculo podremos saber las secciones o zonas y longitud que este volumen invadió en
el pozo.
𝑉𝐺𝑇𝐾
𝐻𝐹𝑖 = 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 25
𝐶
𝑉𝐺𝑇𝐾
𝐻𝐹𝑖 =
(𝑂𝐷2 − 𝐼𝐷2 )
1029.4
12 𝑏𝑏𝑙
𝐻𝐹𝑖 =
[(7.875 𝑝𝑙𝑔)2 − (5 𝑝𝑙𝑔)2 ]
1029.4
Como podemos ver la longitud del fluido invasor es de 333.72 pie, esto confirma que el fluido
invasor solo ha llegado a invadir parte de la sección 3, dicho de otra manera está en la zona que
(𝑆𝐼𝐶𝑃 − 𝑆𝐼𝐷𝑃𝑃)
𝜌𝐹𝑖 = 𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜 − 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 26
0,052 ∗ 𝐻𝐹𝑖
Según la densidad del fluido invasor podemos decir según los parámetros anteriormente
expuestos que el tipo de fluido de este influjo es una mezcla de gas, petróleo y agua.
CONCLUSIONES
El método de espera y pesa nos ayuda en casos en donde el método del perforador no es posible
usarlo debido a un probable daño por fractura de la formación en el zapato.
Todas las operaciones de perforación de pozos están sujetas al riesgo de un brote y por ende el
riesgo de que este se convierta en un descontrol si no es manejado adecuadamente.
El control inadecuado de un brote puede ocasionar pérdidas humanas, daño parcial o destrucción
del equipo, daño al yacimiento productor o formación expuesta, daño al medio ambiente o la
combinación de las anteriores.
Los esfuerzos para realizar el control de un brote son siempre extremadamente costosos y
peligrosos. Es por ello, que es de vital importancia tener un adecuado adiestramiento no solo en
la cuadrilla de perforación.
BIBLIOGRAFIA
Calderon Ponce de Leon, W. (2015). CONTROL DE POZOS (Primera Impresion ed.). Santa
Cruz, Bolivia.
WCI WELL CONTROL INTERNACIONAL. (2013). Control de pozos Well Control MAUAL
DEL ALUMNO. Buenos Aires, Argentina.