PERFORACIÓN DE POZOS DE PETRÓLEO CAPÍTULO 2

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    12-Aug-2015

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Repblica Bolivariana de Venezuela Instituto de Capacitacin Integral Jess Adolfo Chacn Curso Procesos en la Perforacin De Pozos Petrolferos Objetivo: El sistema de seguridad Instructores: Ing. Javier Alberto Ros Paz Ing. Luis Ernesto Zabala Ing. Yasmin Vargas

EQUIPO BSICO DE PREVENCIN DE REVENTONES

CONTROL DE LA PRESIN. Generalidades.

Los fluidos en la formacin se encuentran bajo presin, al perforar, esta presin puede escapar a la superficie, si no se controla.

Normalmente, el fluido de perforacin contrarresta la presin ejercida por la formacin.

El peso, densidad o presin del lodo de perforacin evita que los fluidos de la formacin lleguen a la superficie. Sin embargo, por muchas razones, el peso del lodo puede volverse ms liviano de lo necesario para controlar la presin en la formacin. Cuando esta situacin se presenta, los fluidos de la formacin entran al hueco, lo cual se conoce como patada de pozo kick. Un conjunto de preventoras se usa para evitar que los fluidos de la formacin lleguen a la superficie. Las preventoras se conocen como BOPs. Al cerrar una vvula de este equipo, la cuadrilla puede sellar el pozo. Esto previene que ms fluidos de formacin entren en el hueco. Con el pozo cerrado, ste se encuentra bajo control.

La cuadrilla usa un equipo de BOP en: a) Equipos para Perforar Costa Adentro Land Rigs. b) Equipos con Patas Retrctiles Jackup Rigs. c) Equipos Sumergibles Submersible Rigs. d) Plataformas Platform Rigs.

Un conjunto de Preventoras Submarinas Subsea BOP System se usa en equipos flotantes de perforacin costa afuera como:

a) Semisumergibles Semisubmersibles. b) Barcos de Perforacin Drill ships.

Las preventoras submarinas son bastante grandes y pesadas. Este tipo de equipo se usa en taladros flotantes por ser dinmicos, se mueven con el viento y las olas ya que flotan.

El stack de BOP y la cabeza de pozo se encuentran en el fondo del oceano. Arriba hay un tubo llamado riser pipe, sobre el stack de BOP.

Reventn Blowout.

Un reventn es desastroso. Los fluidos de formacin como gas y petrleo se dirigen a la superficie causando un incendio. Un reventn puede matar a la cuadrilla, destruir el equipo de perforacin y daar el medio ambiente. Por ello, las cuadrillas de perforacin reciben entrenamiento y trabajan duro para evitar los reventones. Usualmente el control de patadas de pozo kicks es exitoso, por ello los reventones son raros en la actualidad. Cuando se presentan, son espectacularmente destructivos, y por ello siempre hacen noticia.

Controlando una patada de pozo kick. Una patada de pozo se define como la entrada de fluidos de formacin al hueco mientras se est perforando. Se presenta cuando la presin ejercida por el fluido de

perforacin es menor que la presin de la formacin, mientras la sarta de perforacin se encuentra penetrndola. El lodo que circula hacia abajo a travs de la sarta de perforacin Y arriba por el anular es la primera lnea de defensa contra las patadas de pozo. El fluido de perforacin crea una presin adicional mientras est circulando. La presin ejercida por el lodo de perforacin evita que los fluidos de formacin entren al pozo.

En el taladro, el lodo previene las patadas de pozo. Sin embargo, en algunas ocasiones, accidentalmente los miembros de la cuadrilla pueden permitir que el nivel o el peso del lodo en el hueco disminuyan. Esta disminucin de la densidad o del nivel de fluido de perforacin en el pozo puede tener varias causas. Por ejemplo, la cuadrilla puede fallar al no amtener el pozo lleno de lodo, cuando se est sacando la tubera de perforacin. O puede sacar la tubera demasiado rpido lo cual hace que disminuya la presin de fondo de pozo por un efecto de pistoneo.

Cuando el nivel o el perso del lodo caen, la presin ejercida sobre la formacin disminuye; si esto pasa, los fluidos de formacin puenen entrar al pozo. En ese momento se presenta la patada de pozo. En otras palabras, cuando la presin de la formacin y sus fluidos excede el peso de la columna de lodo, se presenta una patada de pozo.

Presin = Fuerza popr unidad de rea.

Presin = Fuerza/rea. La presin se expresa en diferentes unidades como: psi, Kilopascales etc. Para evitar que la patada de pozo se convierta en un reventn, la cuadrilla del taladro usa un equipo de preventoras de reventones BOP stack.

PREVENTORAS DE REVENTONES BLOWOUT PREVENTERS. Conceptos Bsicos.

El stack de BOP comprende varias vlvulas de gran tamao apiladas una encima de la otra. Estas vlvulas se conocen como BOP. Los fabricantes establecen rangos para los stacks de BOP para controlar presiones que van desde 2000 psi, hasta 15000 psi (14000 a 100000 KPa). Usualmente los taladros tienen dos tipos de preventoras. En la parte superior del stack hay un preventor anular (Hydrill). Se conoce como BOP anular porque al cerrarlo rodea la tubera en el pozo en forma de anillo o nulo. Debajo del Hydrill o preventor anular estn las Preventoras tipo Ram Ram preventers. Las vlvulas en las preventoras tipo Ram se cierran forzndose entre s. La lnea del Choque es una tubera a travs de la cual fluyen los fludos que salen del pozo hacia el distribuidor del choque Choke Manifold cuando las preventoras estm cerradas. An cuando las preventoras cierran el pozo, la cuadrilla necesita tener una forma de circular la patada o burbuja que viene con el lodo, para sacarla del pozo.

Cuando la BOP cierra el pozo, el lodo y los fluidos de formacin salen a travs de la lnea del choque, hacia el choke manifold. El manifold est hecho de tubera y vlvulas especiales. La vlvula ms importante es el choke. Se trata de una vlvula con una abertura ajustable. La cuadrilla circula la patada a travs del choke para mantener una contrapresin en el pozo. Al mantener la cantidad correcta de contrapresin en el pozo se evita que ms fluido de formacin siga entrando al hueco. Simultaneamnete se puede circular la patada fuera del pozo y agregar lodo de perforacin ms pesado para matar el pozo, controlndolo. Los fluidos salen del choke manifold, y usualmente van a un separador de lodo-gas mud gas separator. Un separador separa el lodo del gas en una patada de pozo. El lodo libre de gas regresa a los tanques, el gas se quema a una distancia segura del taladro.

Operacin del BOP.

Cuando se presenta una patada y las preventoras estn abiertas, los fluidos de formacin hacen que el lodo fluya hacia arriba y dentro del stack de BOP. Cuando el perforador cierra el preventor anular, el fluijo se detiene. Usualmente los perforadores cierran primero el preventor anular. Al cerrar el preventor anular, los fluidos se desvan hacia la lnea del choke, y finalmente hacia el choke manifold. El perforador puede abrir una vlvula en la lnea del choke, y circular la patada de forma segura a travs del choke manifold.

a) El preventor anular puede cerrar alrededor de: A. Drill pipe. B. Drill collars. C. Hueco Abierto Open Hole. D. Herramientas Tools. Usualmente el preventor anular se cierra primero.

b) Los preventores tipo Ram estn conformados por: A. Pipe Rams. B. Ciegos Blind Rams. C. Ciegos de Corte Blind Shear Rams. D. Rams de dimetro variable Variable Bore Rams (VBR). A. Un Pipe Rams cierra alrededor del drill pipe.

Algunos pipe rams se usan para suspender la sarta de perforacin drill string en equipos de preventoras submarinos. Van debajo del preventor anular Hydrill en caso de que este falle al tratar de controlar una patada.

Actan como un back up del preventor anular.

B. Rams Ciegos Blind Rams: Estn diseados para cerrar el poozo cuando no hay tubera de perforacin en el mismo.

C. Rams Ciegos de Corte Blind Shear Rams: Estn diseados para cerrar el pozo y al mismo tiempo cortar la tubera. Tienen cuchillas, y se usan en emergencias extremas, como en equipos flotantes, cuando el equipo o taladro tiene que moverse a una distancia segura en el mar. D. Rams de Dimetro Variable Variable Bore Ram (VBR): Son especiales, ya que pueden cerrarse alrededor de tuberas de diferente dimetro, desde tubos de 5 hasta 3.

EQUIPO

BSICO

DE

PREVENTORAS

BASIC

BOP

EQUIPMENT.

Generalidades. A continuacin se enumeran las partes principalkes de un equipo de prevencin de

reventones BOP para taladros de perforacin en tierra firme, equipos offshore de patas retrctiles jackup, plataformas, o equipos offshore sumergibles:

a) Panel de control del BOP del perforador.

b) Unidad del acumulador del BOP.

c) Choke manifold.

d) Panel de control de choke.

e) Separador de lodo-gas.

f) Lnea de quemado Flare Line y quemadero Flare Pit.

g) Tanque de viaje.

h) Vlvulas de la sarta de perforacin.

Panel de control del BOP del perforador. En l el perforador abre y cierra la BOP y las lneas que van al choke manifold. Usualmente este panel est localizado en la mesa, cerca al perforador. Las palancas e interruptores le permiten el perforador abrir y cerrar rpidamente las preventoras y otras vlvulas en el sistema.

Acumulador. Las botellas del acumulador almacenan fluido hidrulico a alta presin, mayor de 3000 psi (20000 Kpa). Estos fluidos a alta presin aseguran que las preventoras cierren y abran rpidamente. La unidad del acumulador de operacin del BOP se instala a cierta distancia del taladro.

Lneas Hidrulicas.

Cuando el perforador activa la unidad de operacin del BOP, bombea fluido hidrulico a travs de lneas y dentro del BOP. La presin abre o cierra las BOP.

Palancas de Operacin del Acumulador.

Usualmente el perforador opera el acumulador desde el panel de control en la mesa del taladro. Sin embargo, en una emergencia los miembros de la cuadrilla pueden operar el BOP usando las vlvulas de control que hay en el acumulador.

Choke Manifold.

Este es un choke m