Como proveedor confiable de herramientas de perforación de fondo de pozo, he sido testigo de primera mano del impacto transformador de diversas herramientas en la industria del petróleo y el gas. Uno de esos componentes cruciales es el submarino a reacción, que desempeña un papel fundamental en las operaciones de perforación de fondo de pozo. En este blog, exploraremos las funciones de un jet submarino en las herramientas de perforación de fondo de pozo, arrojando luz sobre su importancia y cómo contribuye a la eficiencia y el éxito de los proyectos de perforación.
Comprender los conceptos básicos de un Jet Sub
Antes de profundizar en sus funciones, comprendamos brevemente qué es un jet sub. Un jet sub es una herramienta especializada diseñada para integrarse en la sarta de perforación. Por lo general, se coloca cerca de la broca y consta de una carcasa con boquillas ubicadas estratégicamente. Estas boquillas están diseñadas para dirigir chorros de fluido a alta presión en un patrón específico, lo cual es esencial para optimizar el rendimiento de la perforación.
Función 1: Limpieza de orificios
Una de las funciones principales de un submarino jet es la limpieza de pozos. Durante el proceso de perforación, se generan recortes a medida que la broca atraviesa las formaciones rocosas. Si estos recortes no se eliminan eficazmente, pueden acumularse en el fondo del agujero, provocando varios problemas. Por ejemplo, la presencia de recortes excesivos puede aumentar el torque y la resistencia de la sarta de perforación, lo que provoca un desgaste prematuro del equipo. También puede reducir la tasa de penetración (ROP), ya que la broca tiene que trabajar más para atravesar la capa de recortes.
El jet sub aborda estos problemas mediante el uso de chorros de fluido a alta presión para desalojar y transportar los recortes hacia el espacio anular entre la sarta de perforación y la pared del pozo. El fluido, generalmente lodo de perforación, se bombea hacia abajo por la sarta de perforación y sale a través de las boquillas del jet sub. La fuerza de los chorros agita los recortes, suspendiendolos en el barro para que puedan ser transportados a la superficie. Este proceso de limpieza continuo garantiza que el fondo del pozo permanezca limpio, lo que permite que la broca funcione de manera más eficiente y mantenga una ROP más alta. [1]
Función 2: Evaluación de la Formación
Los submarinos a reacción también desempeñan un papel en la evaluación de formaciones. Al ajustar el caudal y la dirección de los chorros de fluido, es posible crear una perturbación controlada en la formación alrededor del pozo. Esta perturbación se puede utilizar para medir diversas propiedades de la formación rocosa, como la permeabilidad y la porosidad.
Por ejemplo, cuando los chorros de fluido se dirigen a la formación, pueden provocar un cambio de presión en los poros de la roca. Al monitorear la respuesta de la presión a lo largo del tiempo, los ingenieros pueden estimar la permeabilidad de la formación. La permeabilidad es un parámetro crítico ya que determina la facilidad con la que los fluidos, como el petróleo y el gas, pueden fluir a través de la roca. De manera similar, la porosidad de la formación se puede inferir de la cantidad de fluido que absorbe la roca durante el proceso de chorro. Esta información es invaluable para la caracterización de yacimientos y ayuda a tomar decisiones informadas sobre estrategias de producción y terminación de pozos. [2]
Función 3: Estabilidad del Pozo
Mantener la estabilidad del pozo es crucial durante las operaciones de perforación. Un pozo estable garantiza que la sarta de perforación se pueda bajar y recuperar de forma segura, y también evita el colapso del pozo, lo que puede provocar costosas demoras y riesgos para la seguridad.
El jet submarino contribuye a la estabilidad del pozo de varias maneras. En primer lugar, los chorros de fluido a alta presión se pueden utilizar para crear una capa delgada de torta de filtración en la pared del pozo. Este revoque actúa como una barrera, evitando la invasión de lodo de perforación en la formación y reduciendo el riesgo de daños a la formación. En segundo lugar, al limpiar el pozo de manera eficaz, el jet sub ayuda a prevenir la acumulación de recortes que podrían ejercer una presión excesiva sobre la pared del pozo y provocar su colapso.
Además, el jet sub se puede utilizar para aplicar una presión controlada en la pared del pozo. Al ajustar el caudal y la presión de los chorros de fluido, los ingenieros pueden contrarrestar las tensiones naturales en la formación, manteniendo el pozo en un estado de equilibrio. Esto es particularmente importante en formaciones con altas tensiones in situ o propiedades de roca débiles. [3]
Función 4: Rendimiento de perforación mejorado
El rendimiento general de la operación de perforación mejora significativamente mediante el uso de un submarino a reacción. Como se mencionó anteriormente, la limpieza del pozo y la estabilidad del pozo contribuyen directamente a una ROP más alta. Con un fondo de pozo despejado y un pozo estable, la broca puede penetrar la roca más fácilmente, reduciendo el tiempo y el costo necesarios para alcanzar la profundidad objetivo.
Además, el jet sub puede mejorar la eficiencia hidráulica del sistema de perforación. Los chorros de fluido a alta presión crean un flujo más uniforme de lodo de perforación en el pozo, lo que reduce las pérdidas de presión y garantiza que el lodo llegue a la broca con la presión y el caudal deseados. Este rendimiento hidráulico optimizado no solo beneficia a la broca sino también a otros componentes de la sarta de perforación, como los motores de lodo y las herramientas de fondo de pozo.
Al mejorar la ROP y la eficiencia hidráulica, el submarino a reacción conduce en última instancia a una operación de perforación más rentable. Reduce la cantidad de viajes necesarios para cambiar la broca debido al desgaste y minimiza el riesgo de costosos problemas de inestabilidad del pozo. [4]
El papel de los jet submarinos en diferentes entornos de perforación
Los submarinos a reacción son herramientas versátiles que se pueden utilizar en una variedad de entornos de perforación, incluidos pozos terrestres y marinos. En la perforación terrestre, donde las profundidades de los pozos son generalmente menores, los submarinos de chorro aún pueden proporcionar beneficios significativos en términos de limpieza del pozo y mejora de la ROP. Son particularmente útiles en formaciones con alto contenido de arcilla, donde los recortes tienden a pegarse y son más difíciles de eliminar.
En la perforación costa afuera, donde las profundidades de los pozos pueden ser mucho mayores y las condiciones de perforación más desafiantes, los submarinos a reacción se vuelven aún más críticos. El ambiente de alta presión y alta temperatura en los pozos de aguas profundas puede hacer que el lodo de perforación se vuelva más viscoso, lo que dificulta el transporte de los recortes. La capacidad del jet sub para agitar y suspender los recortes en el lodo es esencial para mantener la limpieza del pozo en estas condiciones.
Además, en operaciones de perforación de alcance extendido (ERD), donde el pozo puede desviarse significativamente de la vertical, el jet sub ayuda a contrarrestar el aumento del torque y la resistencia causados por la larga sección horizontal. Al mantener el pozo limpio y aplicar una presión controlada en la pared del pozo, se permite que la sarta de perforación avance más suavemente a través de la sección desviada.
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Referencias
[1] Bourgoyne, AT, Chenevert, ME, Millheim, KK y Young, FS (1986). Ingeniería de Perforación Aplicada. Sociedad de Ingenieros Petroleros.
[2] Ahmed, T. (2006). Manual de ingeniería de yacimientos. Publicaciones profesionales del Golfo.
[3] Mitchell, RF y Miska, SZ (2002). Fundamentos de la Ingeniería de Perforación. Sociedad de Ingenieros Petroleros.
[4] Lanzas, MK (2004). El manual de brocas. Publicaciones profesionales del Golfo.
