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Prdidas de Circulacin (Wendy)

La prdida de circulacin o prdida de retorno est definida como la invasin de los fluidos deperforacin y/o lechadas de cemento hacia la formacin. El control y prevencin de la prdida decirculacin de los fluidos de perforacin es un problema frecuentemente encontrado durante laperforacin de pozos de petrleo y gas.

La prdida puede ser parcial o total, es decir, se puede perder una pequea fraccin de fluidogeneralmente manifestada por una disminucin gradual del nivel del fluido de perforacin en lostanques o se puede perder el fluido de perforacin que se encuentra en el hoyo, al desplazarse en sutotalidad hacia la formacin. Otros problemas como: colapso del hoyo, atascamiento de tubera,imposibilidad de controlar el hoyo, prdida de tiempo durante las operaciones de perforacin, dao aformaciones potencialmente productivas, arremetidas, reventones, derrumbe excesivo de lasformaciones y costos asociados son otros efectos que contribuyen a hacer que el control yprevencin de la prdida de circulacin sea considerado uno de los problemas ms importantes en laindustria petrolera y uno de los sucesos que ms afecta la estabilidad del hoyo.La magnitud del problema plantea la necesidad de iniciar investigaciones que relacionen todos losaspectos considerados en la prdida de circulacin, para as determinar soluciones efectivas y evitarlas horas improductivas durante las operaciones en el taladro.

Factores que Afectan la Prdida de Circulacin (Jhonatan)Existen muchos factores que originan prdidas de circulacin en el hoyo, cada uno de estos estrelacionado con el tipo de formacin que se est perforando, las condiciones del hoyo y la presinque ejerce la columna del fluido de perforacin. Los tipos de formaciones o condiciones en elsubsuelo que pueden ocasionar o son susceptibles de generar una prdida de circulacin en el pozose clasifican en cuatro categoras:

Fracturas Naturales o IntrnsecasSon aquellas creadas por los esfuerzos tectnicos, y los diferentes eventos geolgicos ocurridos enuna determinada zona. Se manifiestan por una discontinuidad que rompe los estratos de las rocas enbloques por medio de grietas o fisuras que pueden permitir el paso de los fluidos que se encuentranen el pozo solo si existe suficiente presin en el hoyo capaz de exceder la de los fluidos de laformacin y adems el espacio creado por la fractura es tan grande como para permitir la entrada delos fluidos con esta presin

Fracturas Creadas o InducidasSon aquellas producidas durante las operaciones de perforacin con el fin de estimular la formacinpara mejorar la produccin (fracturamiento hidrulico y acidificacin). Adicionalmente, muchasfracturas han sido creadas al tratar de mantener el peso de la columna hidrosttica en el hoyo por loque esta operacin tambin puede crear fracturas en la formacin si se excede la densidad necesariapara mantener las paredes del hoyo.Las fracturas inducidas o creadas se distinguen de las fracturas naturales principalmente por elhecho de que la prdida del fluido de perforacin hacia fracturas inducidas requieren la imposicin de

presin de una magnitud suficiente para romper o abrir una parte de la formacin.

Fracturas CavernosasLas fracturas creadas en zonas cavernosas estn generalmente relacionadas con formacionesvolcnicas o de carbonatos (caliza y dolomita). Cuando estas formaciones fisuradas son perforadas,la columna de fluido de perforacin puede caer libremente a travs de la zona vaca creada por lafractura y producir rpidamente la prdida del fluido de perforacin.

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Las formaciones cavernosas se diferencian de las fracturas naturales e inducidas en que lascavernas son probablemente el resultado de un fenmeno de disolucin de la roca, es decir puedenaparecer durante el enfriamiento del magma o ceniza volcnica.

Prdidas en Formaciones altamente Permeables o poco Consolidadas

Pueden tener una permeabilidad suficientemente alta para que el fluido de perforacin invada lamatriz de la formacin, y generar as la prdida de circulacin de los fluidos del pozo. La altapermeabilidad tambin se encuentra frecuentemente en las arenas, grava, y formaciones que fueronarrecifes o bancos de ostras .En general para que ocurra la prdida de fluido hacia las formacionespermeables es necesario que los espacios intergranulares tengan suficiente tamao para permitir laentrada del fluido de perforacin, y como en el caso de las fracturas naturales y cavernosas, esnecesario que exista una presin hidrosttica que exceda la presin dela formacin. Solo as podrocurrir la invasin.

Zonas de prdida de circulacin: a) Arenas no consolidadas y de alta permeabilidad. b) Zonascavernosas o fisuradas en carbonatos (caliza o dolomita). c) Fracturas naturales, fallas y zonas detransicin en carbonatos o lutitas duras. d) Fracturas Inducidas por el exceso de presin.

Otras Condiciones que puedan ocasionar perdida de circulacin (Genimar)

Adicionalmente, un estudio de las posibles anomalas en el hoyo indica que existen otras condicionesque pueden ocasionar fracturas en la formacin y ocasionar prdida de fluido. Ellas son:

Paredes de Hoyo Homogneas e Impermeables:Cuando estas condiciones estn presentes en un hoyo la presin interna de los fluidos excede lafuerza de tensin de la roca mientras que la formacin genera una contrapresin sobre la columnahidrosttica para prevenir la falla por tensin.

Irregularidades del Pozo

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Las irregularidades del pozo que pueden causar fracturas son las ranuras y ensanchamientos conformas elpticas. La presin puede tender a fracturar la formacin en estas zonas de irregularidades.Para ello la presin del fluido de perforacin debe exceder la fuerza de la roca ms la presin desobrecarga.

Fracturas IntrnsecasLos fluidos de perforacin pueden entrar a fracturas intrnsecas, al permitir que la presin generadapor ellos acte en direccin perpendicular a los planos de fractura. Para que esto ocurra es necesarioque la presin ejercida por el fluido exceda la sobrecarga ms la presin de fractura.

Zonas PermeablesLos fluidos de perforacin pueden entrar a zonas permeables, y crear fracturas al ejercen presin enel medio poroso. Para que esto ocurra la presin impuesta en los poros debe exceder la presin desobrecarga ms la presin necesaria para sobrepasar los esfuerzos de la roca a travs de los planosms dbiles; tal como ocurre en el caso de las irregularidades del pozo.

Sistema Hidrulico CerradoCuando un pozo se cierra cualquier presin en superficie no solo incrementa la presin en el fondodel hoyo sino que tambin se incrementa la presin en las paredes de la formacin, lo que ocasionaque toda o parte de ella se encuentre en un estado de tensin

Consecuencias (Mara)

Disminucin de la presin hidrosttica del lodo- La presin hidrosttica es directamente proporcional a la altura de la columna de lodo. Atascamiento de la tubera- La reduccin de flujo en el anular disminuye la capacidad de acarreo del lodo. Dao a la formacin- Una alta prdida de filtrado disminuye la productividad de la formacin. Reventones subterrneos-Se puede originar la entrada del fluido de la formacin a la zona de prdida, producindose unreventn subterrneo.

Altos costos- El lucro cesante del equipo de perforacin puede resultar muy grande, mientras se recupera lacirculacin.

Recomendaciones al momento de una prdida de circulacin (Mara)

Si ocurre una prdida de circulacin, se pueden adoptar ciertos procedimientos para minimizar yeventualmente hasta evitar futuras prdidas: Reducir el peso del lodo (pero manteniendo el balance con las otras formaciones). Reducir la rata de circulacin (esto reduce la densidad equivalente de circulacin, pero debe

existir una velocidad anular suficiente para arrastrar los cortes y mantener limpio el hueco) Incrementar la viscosidad del lodo (un lodo ms viscoso reduce la rata de prdida).

Estos parmetros, o la combinacin de ellos pueden ser alterados slo dentro de ciertos lmites.Si estas modificaciones no detienen, o reducen suficientemente, la prdida de circulacin, puedeaadirse al lodo material de control de prdidas (Lost Circulation Material)(LCM) que es fibra demadera, cscaras de nueces, cscaras de semilla de algodn, de arroz, conchas marinas, celofn oasfalto.

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Tipos de Materiales Antiperdidas (Mara)

FIBROSOS ESCAMASMATERIALES NO RGIDOS

GRANULARESMATERIALES RGIDOS

ESCAMAS

Caa de Azcar

Semilla deAlgodnFibras OrgnicasFibras VegetalesFibras de MaderaPapel CortadoMazorca de Maz

Cscara de Nuez

Carbonato deCalcioGoma GranuladaPerlitaGilsonita

Mica

CelofnPlsticoMaderaPapel

Arcillas Reactivas (Viviana)

Cuando se utilizan Fluidos de Perforacin Base Agua WBM para perforar zonas de lutitas y/oarcillas reactivas existe la posibilidad de que ocurra inestabilidad qumica, esto puede originar pobrecalidad de hoyo por cierre del mismo, pegas de tuberas, posibles prdidas de tiempo e incrementosde costos. Esto representa un riesgo letal que no se debe correr debido a que existen los insumospara realizar las diversas pruebas de laboratorio. Normalmente las arcillas y/o lutitas estn formadaspor esmectitas, ilitas, caolinitas, etc., las cules son arcillas de distintas naturalezas que puedenhincharse y/o quebrarse, pudiendo generar problemas de inestabilidad qumica del hoyo. Estasformaciones hinchables estn formadas por plaquetas que absorben agua y poseen un radio dehidratacin definido por la naturaleza del in que lo conforma, normalmente estn cargadaspor Sodio las cuales poseen mayor radio de hidratacin y capacidad de absorber agua que otros, porlo tanto el fluido de perforacin seleccionado debe tener la capacidad de generar un intercambiocatonico capaz de sustituir el sodio de la arcilla por otro in de menor capacidad deshidratacinpresente en el fluido como el potasio o el calcio respectivamente, esto traer como consecuencia

menor hinchamiento de la arcilla y por ende el mantenimiento del calibre del hoyo. Tambin existenuna amplia variedad de aditivos qumicos que pueden ayudar a la inhibicin de estas arcillas. Dentrode las pruebas necesarias a realizar para la seleccin de los fluidos de perforacin con respecto a lasarcillas y/o lutitas estn: Prueba de Hinchamiento Lineal. Prueba de Dispersin.