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Barrena: Herramienta para perforar pozos de aceite y/o gas. Una barrenaconsiste de un elemento de corte y de un elemento de circulacin. El elementode corte puede ser de acero dentado, botones de carburo de tungsteno o dediamante. El elemento de circulacin esta constituido por conductos quepermiten que el uido pase a tra!s de la barrena y utilice la corriente"idr#ulica del lodo para me$orar la elocidad de penetracin

Un motor de fondo de pozo utilizado en el campo petrolero para accionar la barrena de perforacin u otras

herramientas de fondo de pozo durante las aplicaciones de perforacin direccional o perforacin de alto

rendimiento. A medida que se bombea a travs del motor de desplazamiento positivo, el fluido de perforacin

convierte la potencia hidrulica del fluido en potencia mecnica para hacer rotar la barrena.En operaciones de

perforacin direccional, esta capacidad es utilizada en el modo de deslizamiento cuando la sarta de

perforacin no se rota desde la superficie. Los motores de desplazamiento positivo tambin pueden ser

utilizados para operaciones de perforacin de alto rendimiento, perforacin de pozos derechos, extraccin de

ncleos, rectificacin ! fresado. En los procesos de perforacin de pozos derechos, el motor funciona como

una herramienta de perforacin de alto rendimiento para incrementar la velocidad de penetracin ! reducir el

des"aste de la tuber#a de revestimiento mediante la minimizacin de la rotacin de la sarta de perforacin.

%UBE&'( )E &E*E+%-E% 0%&1. %uber2a que constituyen el medio con el cualse reiste el agu$ero que se a a perforando. El ob$etio de las tuber2as dereestimiento es proteger las zonas perforadas y aislar las zonas problem#ticasque se presentan durante la perforacin. %al es el caso para mantener laestabilidad del agu$ero, preenir contaminaciones, aislar los uidos de lasformaciones productoras, controlar las presiones durante la perforacin y laida productia del pozo. 3on ello se asegura el !4ito durante las etapas deperforacin y terminacin.

35(+63(37 )E 5(+ %& 8& B9E%*. +U8E&63(5: Es la tuber2a que sirepara aislar los acu2feros subsuper;ciales o someros, as2 como manifestaciones

de gas somero.%E&-E)(: Es la tuber2a que a2sla zonas inestables del agu$ero, zonas conp!rdida de circulacin de ba$a presin y zonas productoras.

)E E

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=.=.> )escripcin de la cementacin forzada. Es el proceso que consiste eninyectar cemento a presin a tra!s de disparos o ranuras en la tuber2a dereestimiento al espacio anular. ?sta es una medida correctia a unacementacin primaria defectuosa @A . b$etios de las cementaciones forzadas

a. -e$orar el sello "idr#ulico entre dos zonas que mane$an uidos. b. 3orregir lacementacin primaria en la boca de una tuber2a corta, o en la zapata de unatuber2a cementada, que mani;este ausencia de cemento en la prueba degoteo. Esta prueba consiste en la aplicacin al agu$ero descubierto,inmediatamente despu!s de perforar la zapata, de una presin "idr#ulicaequialente a la carga "idrost#tica, que e$ercer# el uido de control con el quese perforar# la siguiente etapa. Esto se realiza durante >C a AD minutos, sinabatimiento de la presin aplicada. c. Eliminar la intrusin de agua al interaloproductor. d. &educir la relacin gasaceite. e. +ellar un interalo e4plotado. f.+ellar parcialmente un interalo que se seleccion incorrectamente. g. 3orregiruna canalizacin en la cementacin primaria. ". 3orregir una anomal2a en la

tuber2a de reestimiento. El elemento clae de una cementacin forzada es lacolocacin del cemento en el punto deseado o en puntos necesarios paralograr el propsito. 8uede ser descrita como el proceso de forzar la lec"ada decemento dentro de los agu$eros en la tuber2a de reestimiento y las caidadesdetr#s del mismo. 5os problemas que soluciona una

3(8'%U5 = &E8(&(3E+ -E&E+ E 8+ 8E%&5E&+ >DDcementacin forzada se relacionan con el ob$etio de aislar zonas productoras.Una cementacin forzada diseFada de forma adecuada, tiene como resultadola construccin de un sello sobre los agu$eros abiertos en la formacin y latuber2a de reestimiento, dic"o en$arre forma una pared casi impermeable. Enlos casos en que la lec"ada es colocada dentro de un interalo fracturado, losslidos del cemento deben desarrollar un en$arre sobre las caras de la fractura.8ara llear a cabo los traba$os de cementacin a presin, casi siempre serequiere del empleo de un retenedor de cemento, segGn sea el caso con elob$etio de aislar el espacio anular del pozo, por medio de este se de$adirectamente comunicada la zona donde se requiere "acer la inyeccin delcemento con la sarta de traba$o, se obtiene un rango mayor en la presin deoperacin y mayor seguridad de con;namiento de la lec"ada. 3abe seFalarque preio al traba$o de una cementacin forzada es indispensable realizar unaprueba de admisin, lo que permitir# efectuar un diseFo adecuado de lacementacin.

=.=. %!cnicas de 3ementacin a 8resin. 3ementacin a ba$a presin. Elob$etio de esta cementacin forzada es de llenar las caidades de los baleos yespacios ac2os. El olumen de cemento generalmente es pequeFo porque lalec"ada no es bombeada dentro de la formacin. (dem#s es necesario unpreciso control de la presin "idrost#tica de la columna de cemento porque unfracturar2a a la formacin. En cementaciones a ba$a presin los baleos ycanales deben estar libres de lodo u otros slidos. +e puede bombearcontinuamente. 3ementacin a alta presin. Hacemos pequeFas fracturas sin

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e4pandirlas para que acepten el uido iscoso con alto contenido de slidos. Eldesplazamiento de la lec"ada de cemento detr#s de la caFer2a dereestimiento se consigue fracturando la formacin en los baleos o cerca deellos. )ebe ser lleada a cabo solo si los baleos no pueden ser limpiados o lapermeabilidad de la formacin no permite la entrada de agua durante laprueba de inyectiidad.

3(8'%U5 = &E8(&(3E+ -E&E+ E 8+ 8E%&5E&+ >D> 3ementoscon tapn balanceado. Este m!todo consiste en balancear un tapn decemento, subir la tuber2a y laarla mediante circulacin para luego anclar elpacIer y aplicar presin por directa, para forzar el cemento dentro de losbaleos y en #reas de cemento defectuoso. )iseFo de la lec"ada de cementopara cementaciones forzadas. *ar2a en funcin de la terminacin que seemplea para la e$ecucin del traba$o. 6iltrado (lto: >DD cc/ADmin 6iltrado-oderado: CD>DD cc/ADmin 6iltrado Ba$o: DCD cc/ADmin 5a iscosidad debecontrolarse para tener oportunidad de inyectar la lec"ada dentro de losespacios ac2os. El tiempo de fraguado debe ser su;ciente para preparar la

lec"ada, bombear al pozo por circulacin "asta de$ar en el e4tremo inferior dela sarta de traba$o. 5uego se debe empacar y efectuar la inyeccin "astaalcanzar la presin deseada acorde a la t!cnica empleada, y descargar presin,desempacar y circular de manera inersa "asta eliminar la lec"ada sobrante.Herramientas au4iliares para la cementacin forzada 5as "erramientas son losempacadores recuperables o empacadores permanentes molibles y losretenedores de cemento. 3uando se opera con un empacador recuperable seancla y se mantiene pendiente su empacamiento para poder colocar porcirculacin directa "asta la ubicacin de la "erramienta o a la profundidad detraba$o, entonces se empaca para dar inicio a la inyeccin. 3uando se operacon un empacador permanente, se ba$a con la sarta de traba$o o cable "asta la

profundidad programada. El pacIer se ancla con ueltas dela sarta de traba$o ala derec"a y para empacarlo primero se le aplica tensin lentamente debido aque las cuFas superiores son las primeras en liberarse.

I.4 Caractersticas del Cemento. J

5as ormas (+%- se re;eren a clase y tipo de cemento respectiamente. >.3emento clase ( o tipo Est# diseFado para emplearse "asta >KAD m deprofundidad, LLM3, y donde no se requieran propiedades especiales.

. 3emento clase B o tipo )iseFado para emplearse "asta a >KAD m deprofundidad, con temperatura de "asta LLM3, y en donde se requiere

moderada resistencia a los sulfatos.A. 3emento clase 3 o tipo Est# diseFado para alta resistencia a lacompresin "asta >KAD m, LLM3, y alta resistencia a los sulfatos.

=. 3emento clase ) Este cemento se usa de >KAD a ADCD m de profundidad,"asta >>DM3 y presin moderada. +e fabrica en moderada y alta resistencia alos sulfatos.

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C. 3emento clase E Este cemento se usa de >KAD a =LD m de profundidad,>=AM3 y alta presin. +e fabrica en moderada y alta resistencia a los sulfatos.

J. 3emento clase 6 Este cemento se usa de ADCD a =KKD m de profundidad,>JDM3, y alta presin. +e fabrica en moderada y alta resistencia a los sulfatos.

L. 3ementos clase N O H 3omGnmente conocidos como cementos petroleros,son b#sicos para emplearse desde la super;cie "asta =D m tal como sefabrican. 8ueden modi;carse con aceleradores y retardadores para usarlos enun amplio rango de condiciones de presin y temperatura. En cuanto a sucomposicin qu2mica son similares al cemento (8 3lase B. Est#n fabricadoscon especi;caciones m#s rigurosas tanto f2sicas como qu2micas, por ello sonproductos m#s uniformes.

K. 3emento clase 9 +e qued en fase de e4perimentacin y fu! diseFado parausarse a temperatura est#tica de AC>M6 0>LLM31 de AJJD a =KKD metros deprofundidad, sin necesidad del empleo de "arina s2lica, que eite la regresinde la resistencia a la compresin.

PRDIDAS DE CIRCULACIN

DEL LODOEste problema es uno de los mas comunes ! costosos que se presentan durante las

$peraciones de %erforacin, se entiende como la perdida del lodo de perforacin

hacia la formacin. La prdida puede ser parcial o total, es decir, se puede perder una

peque&a fraccin de fluido "eneralmente manifestada por una disminucin "radual del

nivel del fluido de perforacin en los tanques o se puede perder el fluido deperforacin que se encuentra en el ho!o, al desplazarse en su totalidad hacia la

formacin. La ma"nitud del problema plantea la necesidad de iniciar investi"aciones

que relacionen todos los aspectos considerados en la prdida de circulacin, para as#

determinar soluciones efectivas ! evitar las horas improductivas durante las

operaciones en el taladro.

3.1 FACTORES QUE AFECTAN LA PERDIDA DE CIRCULACINExisten

muchos factores que ori"inan prdidas de circulacin en el ho!o, cada uno de estos

est relacionado con el tipo de formacin que se est perforando, las condiciones del

ho!o ! la presin que e'erce la columna del fluido de perforacin.

Los tipos de formaciones o condiciones en el subsuelo que pueden ocasionar o sonsusceptibles de "enerar una prdida de circulacin en el pozo se clasifican en cuatro

cate"or#as

3.1.1 Fracturas Naturales o Intrnsecas

Estas son creadas por los esfuerzos tectnicos, ! los diferentes eventos "eol"icos

ocurridos en una determinada zona. (e manifiestan por una discontinuidad que rompe

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los estratos de las rocas en bloques por medio de "rietas o fisuras que pueden

permitir el paso de los fluidos que se encuentran en el pozo solo si existe suficiente

presin en el ho!o capaz de exceder la de los fluidos de la formacin ! adems el

espacio creado por la fractura es tan "rande como para permitir la entrada de los

fluidos con esta presin. )*i"ura +.c

3.1.2 Fracturas Creadas o Inducidas(on aquellas producidas durante las operaciones de perforacin con el fin de

estimular la formacin para me'orar la produccin )fracturamiento hidrulico !

acidificacin. Adicionalmente, muchas fracturas han sido creadas al tratar de

mantener el peso de la columna hidrosttica en el ho!o por lo que esta operacin

tambin puede crear fracturas en la formacin si se excede la densidad necesaria

para mantener las paredes del ho!o.

Las fracturas inducidas o creadas se distin"uen de las fracturas naturales

principalmente por el hecho de que la prdida del fluido de perforacin hacia fracturas

inducidas requieren la imposicin de presin de una ma"nitud suficiente para rompero abrir una parte de la formacin.

.1.3 Fracturas cavernosasLas fracturas creadas en zonas cavernosas estn "eneralmente relacionadas con

formaciones volcnicas o de carbonatos )caliza ! dolomita. -uando estas

formaciones fisuradas son perforadas, la columna de fluido de perforacin puede caer

libremente a travs de la zona vac#a creada por la fractura ! producir rpidamente la

prdida del fluido de perforacin.

Las formaciones cavernosas se diferencian de las fracturas naturales e inducidas en

que las cavernas son probablemente el resultado de un fenmeno de disolucin de la

roca, es decir pueden aparecer durante el enfriamiento del ma"ma o ceniza volcnica.

)*i"ura +.b

3.1.4 Prdidas en Formaciones altamente Permeables o pocoConsolidadas%ueden tener una permeabilidad suficientemente alta para que el fluidode perforacin invada la matriz de la formacin, ! "enerar as# la prdida de circulacin

de los fluidos del pozo. La alta permeabilidad tambin se encuentra frecuentemente

en las arenas, "rava, ! formaciones que fueron arrecifes o bancos de ostras.

En "eneral para que ocurra la prdida de fluido hacia las formaciones permeables es

necesario que los espacios inter"ranulares ten"an suficiente tama&o para permitir la

entrada del fluido de perforacin, ! como en el caso de las fracturas naturales !

cavernosas, es necesario que exista una presin hidrosttica que exceda la presin

de la formacin. (olo as# podr ocurrir la invasin.

dentificar los tipos de formaciones que causan prdida de circulacin siempre es un

factor importante para determinar la solucin del problema. En la si"uiente tabla se

identifica los tipos de formaciones propensas a "enerar prdida de circulacin en el

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ho!o ! otras caracter#sticas distintivas que fueron observadas durante la prdida de

fluido en operaciones de campo

Paredes de Hoyo Homoneas e Impermeables! cuando estas condicionesestn presentes en un ho!o la presin interna de los fluidos excede la fuerza de

tensin de la roca mientras que la formacin "enera una contrapresin sobre lacolumna hidrosttica para prevenir la falla por tensin.

Irreularidades del Po"o! las irre"ularidades del pozo que pueden causarfracturas son las ranuras ! ensanchamientos con formas el#pticas. La presin puede

tender a fracturar la formacin en estas zonas de irre"ularidades. %ara ello la presin

del fluido de perforacin debe exceder la fuerza de la roca ms la presin de

sobrecar"a.

Fracturas Intrnsecas! los fluidos de perforacin pueden entrar a fracturasintr#nsecas, al permitir que la presin "enerada por ellos acte en direccin

perpendicular a los planos de fractura. %ara que esto ocurra es necesario que la

presin e'ercida por el fluido exceda la sobrecar"a ms la presin de fractura.

#onas Permeables!los fluidos de perforacin pueden entrar a zonaspermeables, ! crear fracturas al e'ercen presin en el medio poroso. %ara que esto

ocurra la presin impuesta en los poros debe exceder la presin de sobrecar"a ms la

presin necesaria para sobrepasar los esfuerzos de la roca a travs de los planos

ms dbiles/ tal como ocurre en el caso de las irre"ularidades del pozo.

$istema Hidr%ulico Cerrado!cuando un pozo se cierra cualquier presin en

superficie no solo incrementa la presin en el fondo del ho!o sino que tambin seincrementa la presin en las paredes de la formacin, lo que ocasiona que toda o

parte de ella se encuentre en un estado de tensin.

Paredes de Hoyo Homoneas e Impermeables! cuando estas condicionesestn presentes en un ho!o la presin interna de los fluidos excede la fuerza

de tensin de la roca mientras que la formacin "enera una contrapresin

sobre la columna hidrosttica para prevenir la falla por tensin.

Irreularidades del Po"o! las irre"ularidades del pozo que pueden causarfracturas son las ranuras ! ensanchamientos con formas el#pticas. La presin

puede tender a fracturar la formacin en estas zonas de irre"ularidades. %ara

ello la presin del fluido de perforacin debe exceder la fuerza de la roca ms

la presin de sobrecar"a.

Fracturas Intrnsecas! los fluidos de perforacin pueden entrar a fracturasintr#nsecas, al permitir que la presin "enerada por ellos acte en direccin

perpendicular a los planos de fractura. %ara que esto ocurra es necesario que

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la presin e'ercida por el fluido exceda la sobrecar"a ms la presin de

fractura.

#onas Permeables!los fluidos de perforacin pueden entrar a zonaspermeables, ! crear fracturas al e'ercen presin en el medio poroso. %ara que

esto ocurra la presin impuesta en los poros debe exceder la presin desobrecar"a ms la presin necesaria para sobrepasar los esfuerzos de la roca

a travs de los planos ms dbiles/ tal como ocurre en el caso de las

irre"ularidades del pozo.

$istema Hidr%ulico Cerrado!cuando un pozo se cierra cualquier presin ensuperficie no solo incrementa la presin en el fondo del ho!o sino que tambin

se incrementa la presin en las paredes de la formacin, lo que ocasiona que

toda o parte de ella se encuentre en un estado de tensin.

3.2 &'('CCI)N &' *N P+,-'/0 &' CI+C*0CI)N

Una alerta por una zona de prdida puede ser dada por un aumento en la rata de

perforacin, esto puede ser debido que la formacin encontrada es fr"il,

inconsolidada, cavernosa o extremadamente porosa. Las fracturas pueden ser

detectadas por un incremento sbito en la rata de penetracin acompa&ada por torque

alto ! errtico.

La prdida de circulacin inicialmente ser detectada por una reduccin de flu'o de

lodo hacia la superficie, acompa&ada de una prdida de presin. (i la situacin

contina o empeora, el nivel del lodo en el tanque de succin ba'ar a medida que sepierde el lodo. En una situacin an ms severa, habr una total ausencia de retornos

del pozo.

3.3 C,N$'C*'NCI0$ &' P'+&I&0$ &' CI+C*0CI)NEn el peor de los casos es cuando se pierde fluido a la formacin, cae la altura de la

columna de lodo dentro del anular ! se reduce en consecuencia la presin

hidrosttica. Esta ca#da de presin hidrosttica puede permitir que entren al pozo

fluidos de otras formaciones. )es decir una patada En este caso, el pozo est

flu!endo a una profundidad ! perdiendo en otra. Los fluidos de formacin pueden fluir

entre los dos intervalos, resultando en un reventn subterrneo. Este flu'o

incontrolable de fluidos ba'o la superficie, es una situacin mu! cr#tica ! mu! dif#cil deresolver.

$tras consecuencias pueden ser0 El 1a&o a la formacin

2 ncremento en los costos como resultado del tiempo que lleve resolver los problemas

! el costo del lodo perdido.

2 -ambio en las propiedades del lodo, ! cambios en las ratas de flu'o para controlar la

prdida de circulacin pueden reducir la eficiencia en la perforacin, al "astar tiempo e

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incrementando el costo.

2 %e"a diferencial de tuber#a en la zona de prdida o por encima de ella, debido a la

ausencia de lodo en el anular.

3.4 0CCI,N'$ P0+0 P+''NI+ 0$ P'+&I&0$ &' CI+C*0CI)N

El control apropiado para prevenir la prdida de circulacin inclu!e mantener el ho!olleno para prevenir un influ'o, evitar el atascamiento de tuber#a, sellar las zonas de

prdida ! vi"ilar cautelosamente la circulacin.

3eneralmente, las prdidas pueden ser corre"idas a&adiendo materiales especiales

para prdida de circulacin al fluido de perforacin, !a que los slidos que contienen

dichos materiales son ms "randes que los usados en los fluidos de perforacin

convencionales, es por ello que sellan las zonas de prdida. %ueden ser fibrosos

)papel, semillas de al"odn, "ranulares )conchas de nueces o en ho'uelas )mica.

-uando ocurren prdidas parciales la mecha debe ser extra#da de la zona de prdida

si esta ocurri en el fondo, el ho!o se debe mantenerse lleno con un fluido deperforacin de ba'a densidad para permitir su asentamiento entre 4 ! 5 horas. Lue"o

la mecha se debe llevar nuevamente hacia el fondo del ho!o cuidadosamente. (i an

as# no se alcanza nuevamente la circulacin del fluido de perforacin se debe colocar

una p#ldora o lechada en el sistema de circulacin. (i el fluido de perforacin es un

fluido de perforacin base aceite se recomienda colocar una arcilla or"anof#lica en

a"ua

3. $,*CI,N'$ P0+0 P'+&I&0$ &' CI+C*0CI)N

(i ocurre una prdida de circulacin, se pueden adoptar ciertos procedimientos para

minimizar ! eventualmente hasta evitar futuras prdidas0

2 6educir el peso del lodo ) pero manteniendo el balance con las otras formaciones.

2 6educir la rata de circulacin )esto reduce la densidad equivalente de circulacin,

pero debe existir una velocidad anular suficiente para arrastrar los cortes ! mantener

limpio el hueco

2 ncrementar la viscosidad del lodo )un lodo ms viscoso reduce la rata de prdida.

Estos parmetros, o la combinacin de ellos pueden ser alterada slo dentro de

ciertos l#mites. (i estas modificaciones no detienen, o reducen suficientemente, la

prdida de circulacin, puede a&adirse al lodo material de control de prdidas )Lost

-irculation 7aterial )L-7 que es fibra de madera, cscaras de nueces, cscaras de

semilla de al"odn, de arroz, conchas marinas, celofn o asfalto.