Analogía del tubo en U en relación a un pozo de petróleo

Hola amigos y amantes del contenido STEM.

En esta ocasión quiero explicarles por qué resulta conveniente ver al pozo como un tubo en U, sobre todo si tenemos en cuenta las operaciones de perforación que se llevan a cabo para construir el pozo, durante la perforación del `pozo es bien sabido que se bombea un fluido de perforación con un valor de densidad tal que pueda contrarrestar las presiones del fondo del pozo.

En estas operaciones también se bombean píldoras (pequeños volumen de fluidos de perforación con alta viscosidad) por la tubería de perforación para cumplir con el protocolo de limpieza del hoyo. Lógicamente si estas píldoras tienen una mayor densidad que la que tiene el fluido de perforación en el pozo, entonces existirá un desplazamiento producto de que la píldora por ser más pesada, genera una mayor presión sobre el fluido de perforación que se encuentra en el pozo, por lo que resulta muy normal que surjan preguntas como:

¿Cuál será la ganancia en tanques?

¿Cuál será la distancia de la caída de la columna del fluido de perforación?

Para el supervisor de 24 horas en el taladro de perforación (COMPANY MAN) es muy importante conocer estos datos, ya que la ganancia de volumen que reciben los tanques le permite a él estar preparado para recibir l fluido desplazado, por lo tanto poder vaciar el volumen de los tanques destinado para recibir el desplazamiento o en su defecto recibir el desplazamiento con el espacio que tiene en dichos tanques.

Lo otro importante es saber las condiciones en las que queda el pozo, sobre todo sabiendo que cierto volumen de fluido de perforación he desplazado quedando así una longitud medida en pies menor a la que estaba antes, estos pies de columna de fluido de perforación deben ser restablecidos en el pozo para recuperar la presión hidrostática del fluido.

Vamos la analogía que tiene un pozo de petróleo con un tubo en forma de U:

Si tomamos en cuenta que la columna es el espacio que va ocupar el fluido más pesado en la tubería de perforación, y que el espacio anular lo va a ocupar el fluido de perforación en el pozo, entonces debemos saber que la presión va a mover el fluido en la siguiente dirección:

Para responder a las interrogantes planteadas al principio del post como lo son:

¿Cuál será la ganancia en tanques?

¿Cuál será la distancia de la caída de la columna del fluido de perforación?

Resulta necesario plantearnos las siguientes ecuaciones de campo:

Para comprender el uso en campo de la analogía del tubo en U, y de cómo podemos encontrar la ganancia en tanques y la distancia en la caída del fluido de perforación es conveniente que se resuelve el siguiente ejercicio:

¿Cuál será la ganancia en tanques, y cuánto caerá la píldora, si la densidad del fluido de perforación es de 8 libras / galón, la capacidad de la tubería de perforación es 0,0178 barriles / pie.

El volumen de la píldora es de 40 barriles y tiene una densidad de 10 libras / galón.

Esto significa que si bombeamos una píldora con una densidad de 10 libras/galón con un volumen de 40 barriles recibiremos una ganancia en los tanques de 10 barriles de lodo de perforación.

Lo cual significa que se tiene que reponer una cantidad de fluido de perforación que pueda cubrir una columna de 561 pies de profundidad para volver a tener la presión hidrostática que se tenía antes de bombear la píldora.

Referencia Bibliográfica consultada y recomendada

• Manual de Control de Pozos. Well Control School (WCS). Harvey, Louisiana. Año 2003

• Nota: Todas las imágenes y ecuaciones son de mi autoría y fueron realizadas empleando las herramientas de diseño de Microsoft PowerPoint.