Una matanza de pozo es la operación de colocar una columna de fluido pesado en un pozo para evitar el flujo de fluidos del yacimiento sin la necesidad de un equipo de control de presión en la superficie. Funciona según el principio de que la carga hidrostática del "fluido destructor" o del "lodo destructor" será suficiente para suprimir la presión de los fluidos de formación. Las matanzas de pozos pueden planificarse en el caso de intervenciones avanzadas como reacondicionamientos u operaciones de contingencia. La situación que requiera una matanza de pozo dictará el método que se tome.
No todas las matanzas sanitarias son deliberadas. A veces, la acumulación involuntaria de fluidos, ya sea por la inyección de productos químicos como el metanol de la superficie o por los líquidos producidos en el yacimiento, puede ser suficiente para matar el pozo, en particular los pozos de gas , que son notoriamente fáciles de matar. [ cita requerida ]
El control de pozos en general es una operación extremadamente cara y peligrosa. El entrenamiento extenso, las pruebas, la prueba de competencia y la experiencia son requisitos previos para planificar y realizar una matanza de pozos, incluso una aparentemente simple. Muchas personas han muerto por muertes bien realizadas incorrectamente.
Principios
El principio de la muerte de un pozo gira en torno al peso de una columna de fluido y, por lo tanto, a la presión ejercida en el fondo.
Donde P es la presión a la profundidad h en la columna, g es la aceleración de la gravedad y ρ es la densidad del fluido. Es común en la industria petrolera usar la densidad de peso , que es el producto de la densidad de masa y la aceleración de la gravedad. Esto reduce la ecuación a:
Donde γ es la densidad de peso. La densidad de peso también se puede describir como el gradiente de presión porque determina directamente cuánta presión adicional se agregará al aumentar la profundidad de la columna de fluido.
El objetivo en una matanza de pozo es hacer que la presión en el fondo del fluido matador sea igual (o ligeramente mayor) que la presión de los fluidos del yacimiento.
Ejemplo
La presión de los fluidos del yacimiento en el fondo del pozo es de 38 MPa . Tenemos un fluido de destrucción con una densidad de peso de 16 kN .m −3 . ¿Cuál tendrá que ser la altura de la cabeza hidrostática para matar el pozo?
De la ecuación:
Por tanto, se necesita una columna de 2375 m de este fluido. Esto se refiere a la verdadera profundidad vertical de la columna, no a la profundidad medida, que siempre es mayor que la verdadera profundidad vertical debido a las desviaciones de la vertical.
Matemáticas en el campo petrolero
En la industria petrolera , un sistema SI puro es extremadamente raro. Las densidades de peso comúnmente se dan como gravedad específica o en libras por galón . Los factores de conversión simples (0.433 para la gravedad específica y 0.052 para ppg) convierten estos valores en un gradiente de presión en psi por pie . Multiplicar por la profundidad en pies da la presión en la parte inferior de la columna.
Por supuesto, cuando el pozo se perfora en metros como unidad de profundidad, las matemáticas se vuelven más complicadas. Dado que la certificación de eliminación de pozos se realiza normalmente (en los EE. UU./Reino Unido) en "unidades de campo petrolífero" (pies para la longitud, pulgadas para los diámetros, barriles del campo petrolífero para el volumen bombeado, psi para las presiones), a menudo se realizan soluciones complejas para mantener la cálculos planificados de acuerdo con las reglamentaciones locales y las "mejores prácticas" de la industria.
Métodos de matar bien
Durante todas las operaciones de destrucción del pozo, se debe prestar especial atención a no exceder la resistencia de la formación en el punto más débil del pozo (o tuberías de revestimiento / revestimiento, según corresponda), la "presión de fractura"; de lo contrario, el fluido se perderá del pozo al pozo. formación. Dado que se desconoce este volumen perdido, resulta muy difícil saber cómo se está produciendo la destrucción, especialmente si el gas está involucrado con su gran cambio de volumen a través de diferentes partes del pozo. Combinar una matanza de pozo con una situación de "pérdida de circulación" es un problema grave. [1]
Por supuesto, las situaciones de pérdida de circulación también pueden conducir a situaciones de muerte.
Circulación inversa
Esta es a menudo la forma más ordenada de hacer una matanza de pozo planificada. Implica bombear el fluido de destrucción por el anillo 'A' del pozo, a través de un punto de comunicación entre este y la tubería de producción justo encima del empaquetador de producción y hacia arriba de la tubería, desplazando los fluidos más ligeros del pozo, que se dejan fluir hacia la producción. .
El punto de comunicación era tradicionalmente un dispositivo llamado manguito deslizante, o puerta lateral deslizante, que es un dispositivo operado hidráulicamente, integrado en la tubería de producción . Durante el funcionamiento normal, permanecería cerrado sellando la tubería y el anillo, pero para eventos como este, se abriría para permitir el libre flujo de fluidos entre las dos regiones. Estos componentes han caído en desgracia ya que eran propensos a tener fugas. En cambio, ahora es más común perforar un agujero en el tubo para eliminar la circulación. Aunque esto daña permanentemente la tubería, dado que la mayoría de los pozos muertos planificados son para reparaciones , esto no es un problema, ya que la tubería se está tirando para reemplazarla de todos modos.
Bullheading
Este es el método más común de matanza de pozo de contingencia. Si hay una necesidad repentina de matar un pozo rápidamente, sin tiempo para prepararlo para la circulación, se puede usar el instrumento más contundente de la cabeza de toro. Esto implica simplemente bombear el fluido de destrucción directamente por el pozo, forzando a que los fluidos del pozo regresen al depósito . Esto puede ser eficaz para lograr el objetivo central de matar un pozo; la construcción de una carga hidrostática suficiente en el pozo. Sin embargo, puede estar limitado por las capacidades de presión de ruptura de la tubería o la carcasa, y puede correr el riesgo de dañar el depósito al introducir materiales no deseados en él. La principal ventaja es que se puede hacer con poca planificación anticipada.
Circulación directa
Esto es similar a la circulación inversa, excepto que el fluido de destrucción se bombea a la tubería de producción y se hace circular a través del anillo . Aunque es eficaz, no es tan deseable ya que se prefiere que los fluidos del pozo se desplacen hacia la producción, en lugar del espacio anular.
Lubricar y sangrar
Esta es la forma de matar pozos que más tiempo requiere. Se trata de bombear repetidamente pequeñas cantidades de lodo mortífero al interior del pozo y luego purgar el exceso de presión. Funciona según el principio de que el lodo mortífero más pesado se hundirá debajo de los fluidos más livianos del pozo y, por lo tanto, la purga de la presión eliminará este último, dejando una cantidad creciente de lodo mortífero en el pozo con pasos sucesivos.
Pozos muertos durante las operaciones de perforación
Durante la perforación, el control de la presión se mantiene mediante el uso de fluido de perforación elaborado con precisión , que equilibra la presión en el fondo del pozo. En el caso de encontrarse repentinamente con una bolsa de alta presión, es posible que la presión debida al fluido de perforación no pueda contrarrestar la alta presión de la formación. Permitir que el fluido de formación ingrese al pozo. Esta afluencia de fluido de formación se llama patada y luego se hace necesario matar el pozo. Esto se hace bombeando lodo de muerte por la tubería de perforación , donde circula hacia el fondo y hacia el pozo.
Revertir un pozo mata
La intención de la destrucción de un pozo (o la realidad de una destrucción involuntaria de un pozo) es detener el flujo de los fluidos del yacimiento hacia la superficie. Por supuesto, esto crea problemas cuando es deseable que el pozo fluya nuevamente. Para revertir la destrucción del pozo, el fluido de destrucción debe ser desplazado del pozo. Esto implica inyectar un gas a alta presión, generalmente nitrógeno, ya que es inerte y relativamente barato. Un gas puede someterse a suficiente presión para permitir que empuje un fluido pesado, pero luego se expandirá y se volverá ligero una vez que se elimine la presión. Esto significa que, habiendo desplazado el fluido de muerte, no matará el pozo por sí mismo. También se pueden utilizar líquidos de baja densidad ("ligeros") como el combustible diesel o el "fluido base" para un "lodo a base de aceite (sintético)", según la disponibilidad y los problemas de gestión de la presión para un pozo específico. Los fluidos del yacimiento deberían poder fluir hacia la superficie, desplazando el gas.
La forma más barata de hacerlo es similar al bullheading, donde el fluido ligero (nitrógeno o líquido de baja densidad) se bombea a alta presión para forzar el fluido matador al depósito. Esto, por supuesto, tiene un alto riesgo de causar daños al pozo. La forma más efectiva es utilizar tubería flexible , bombeando el gas / diesel por la bobina y haciendo circular el fondo hacia el pozo, donde desplazará el lodo de matanza a la producción. (Por supuesto, hacer que un tubo flexible se extienda al lugar puede llevar semanas de trabajo y logística).