El ahogamiento de pozos es la operación de colocar una columna de fluidos especiales de la densidad requerida en el interior de un pozo para evitar el flujo de fluidos del yacimiento sin necesidad de equipos de control de presión en la superficie. Funciona según el principio de que la carga hidrostática del "fluido ahogador" o "lodo ahogador" será suficiente para suprimir la presión de los fluidos de formación. Los ahogamientos de pozos pueden planificarse en el caso de intervenciones avanzadas, como reacondicionamientos , o pueden ser operaciones de contingencia. La situación que requiera un ahogamiento de pozos determinará el método que se adopte.
No todas las muertes de pozos son deliberadas. En ocasiones, la acumulación no intencionada de fluidos, ya sea por la inyección de sustancias químicas como el metanol desde la superficie o por líquidos producidos en el yacimiento, puede ser suficiente para matar el pozo, en particular los pozos de gas , que son notoriamente fáciles de matar. [1]
El control de pozos en general es una operación extremadamente costosa y peligrosa. Una amplia capacitación, pruebas, pruebas de competencia y experiencia son requisitos previos para planificar y ejecutar un control de pozos, incluso uno aparentemente simple. Muchas personas han muerto debido a controles de pozos realizados incorrectamente.
El principio de un pozo muerto gira en torno a la influencia del peso de una columna de fluido y, por lo tanto, la presión ejercida en el fondo del pozo.
Donde P es la presión a una profundidad específica, h, dentro de la columna, g es la aceleración de la gravedad y ρ es la densidad del fluido. En la industria petrolera es común utilizar la densidad de peso , que es el producto de la densidad de masa por la aceleración de la gravedad. Esto reduce la ecuación a:
Donde γ es la densidad de peso. La densidad de peso también puede describirse como el gradiente de presión porque determina directamente cuánta presión adicional se agregará al aumentar la profundidad de la columna de fluido.
El objetivo de una operación de cierre de pozo es hacer que la presión en el fondo del fluido de cierre sea igual (o ligeramente mayor) en comparación con la presión de los fluidos del yacimiento.
La presión de los fluidos del yacimiento en el fondo del pozo es de 38 MPa . Tenemos un fluido de ahogamiento con una densidad de peso de 16 kN .m −3 . ¿Cuál será la altura de la carga hidrostática necesaria para ahogar el pozo?
De la ecuación:
Por lo tanto, se necesita una columna de 2375 m de este fluido. Esto se refiere a la profundidad vertical real de la columna, no a la profundidad medida, que siempre es mayor que la profundidad vertical real debido a las desviaciones de la vertical.
En la industria petrolera , un sistema SI puro es extremadamente raro. Las densidades de peso se dan comúnmente como gravedad específica o en libras por galón . Factores de conversión simples (0,433 para gravedad específica y 0,052 para ppg) convierten estos valores a un gradiente de presión en psi por pie . Al multiplicar por la profundidad en pies se obtiene 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 complican. Dado que la certificación de pozos muertos normalmente se realiza (en los EE. UU. y el Reino Unido) en "unidades de yacimientos petrolíferos" (pies para longitud, pulgadas para diámetros, barriles de yacimientos petrolíferos para volumen bombeado, psi para presiones), a menudo se realizan soluciones alternativas complejas para mantener los cálculos planificados en línea con las regulaciones locales y las "mejores prácticas" de la industria.
Durante todas las operaciones de ahogamiento de pozos, se debe prestar especial atención a no exceder la resistencia de la formación en el punto más débil del pozo (o de las tuberías de revestimiento, según corresponda), la "presión de fractura", de lo contrario se perderá fluido del pozo a la formación. Como se desconoce este volumen perdido, resulta muy difícil determinar cómo se está llevando a cabo el ahogamiento, especialmente si hay gas involucrado con su gran cambio de volumen a través de diferentes partes del pozo. Combinar un ahogamiento de pozo con una situación de "pérdida de circulación" de este tipo es un problema grave. [2]
Las situaciones de pérdida de circulación pueden, por supuesto, dar lugar también a situaciones de ahogamiento del pozo.
Esta es a menudo la forma más ordenada de ejecutar una operación de cierre planificada del pozo. Implica bombear fluido de cierre por el espacio anular "A" del pozo, a través de un punto de comunicación entre este y la tubería de producción justo por encima del obturador de producción y hacia arriba de la tubería, desplazando los fluidos más livianos del pozo, que pueden 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 la operación normal, permanecería cerrado sellando la tubería y el espacio anular, pero para eventos como este, se abriría para permitir el libre flujo de fluidos entre las dos regiones. Estos componentes han caído en desuso ya que eran propensos a fugas. En cambio, ahora es más común perforar un orificio en la tubería para matar la circulación. Aunque esto daña permanentemente la tubería, dado que la mayoría de las muertes de pozos planificadas son para reacondicionamientos , esto no es un problema, ya que la tubería se está retirando para reemplazarla de todos modos.
Este es el método más común para matar un pozo de contingencia. Si hay una necesidad repentina de matar un pozo rápidamente, sin tiempo para prepararlo para la circulación, se puede utilizar el instrumento más contundente de bullheading. Esto implica simplemente bombear el fluido de matar directamente por el pozo, forzando a los fluidos del pozo a regresar al yacimiento . Esto puede ser eficaz para lograr el objetivo central de matar un pozo: generar una carga hidrostática suficiente en el pozo. Sin embargo, puede estar limitado por las capacidades de presión de ruptura de la tubería o revestimiento, y puede correr el riesgo de dañar el yacimiento al forzar la entrada de materiales no deseados en él. La principal ventaja es que se puede hacer con poca planificación previa.
Esto es similar a la circulación inversa, excepto que el fluido de aniquilación se bombea hacia la tubería de producción y se hace circular a través del espacio anular . Si bien es eficaz, no es tan conveniente, ya que se prefiere que los fluidos del pozo se desplacen hacia la producción, en lugar de hacia el espacio anular.
Esta es la forma de matar pozos que requiere más tiempo. Implica bombear repetidamente pequeñas cantidades de lodo de matar en el pozo y luego purgar el exceso de presión. Funciona según el principio de que el lodo de matar más pesado se hundirá por debajo de los fluidos más livianos del pozo y, por lo tanto, al purgar la presión se eliminarán estos últimos, dejando una cantidad cada vez mayor de lodo de matar en el pozo con los pasos sucesivos.
Durante la perforación, el control de la presión se mantiene mediante el uso de un fluido de perforación elaborado con precisión , que equilibra la presión en el fondo del pozo. En caso de encontrarse repentinamente con una bolsa de alta presión, la presión debida al fluido de perforación puede no ser capaz de contrarrestar la alta presión de formación. Permitiendo que el fluido de formación ingrese al pozo. Esta afluencia de fluido de formación se denomina golpe de ariete y luego se hace necesario matar el pozo. Esto se hace bombeando lodo de matar por la tubería de perforación , donde circula por el fondo y dentro del pozo.
La intención de matar un pozo (o la realidad de matar un pozo sin querer) es detener el flujo de los fluidos del yacimiento a la superficie. Esto, por supuesto, crea problemas cuando se desea que el pozo vuelva a fluir. Para revertir el matar un pozo, el fluido de matar 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 ser sometido a suficiente presión para permitirle empujar el fluido de matar pesado, pero luego se expandirá y se volverá liviano una vez que se elimine la presión. Esto significa que, al haber desplazado el fluido de matar, no matará por sí mismo el pozo. También se pueden utilizar líquidos de baja densidad ("livianos") como el combustible diésel 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 deben poder fluir a la superficie, desplazando el gas.
La forma más económica de hacerlo es similar a la técnica bullheading, en la que se bombea el fluido liviano (nitrógeno o líquido de baja densidad) a alta presión para forzar el fluido de matar dentro del yacimiento. Esto, por supuesto, conlleva un alto riesgo de causar daños al pozo. La forma más eficaz es utilizar tubos flexibles , bombeando el gas o diésel por el serpentín y haciéndolo circular por el fondo hasta el pozo, donde desplazará el lodo de matar hacia la producción. (Por supuesto, hacer llegar un tubo flexible hasta el lugar puede llevar semanas de trabajo y logística).
