Hola amigos y seguidores del contenido STEM, en esta ocasión quiero compartir con todos ustedes un tema que es de sumo interés en la ingeniería de petróleo y la industria petrolera en general, que son los problemas que se pueden presentar en la perforación de un pozo de petróleo, cabe mencionar que la ciencia y la ingeniería trabajan de la mano para brindar soluciones genuinas a estos problemas y poder evitar pérdidas económicas asociadas a los tiempos no productivos que se generan producto de estos problemas.
Para este caso voy a explicar los problemas asociados a la formación que hacen que el hoyo se muestre inestable, para ello es importante también el poder identificar el problema y saber cuáles son las posibles soluciones.
Debido a que los problemas de inestabilidad del hoyo son múltiples, para este caso en particular me centraré en el problema que se ocasiona cuando la formación se fractura.
¿Por qué se fractura la formación?
Es normal que la formación en el subsuelo se fracture mientras estamos perforando el pozo, sin embargo existen razones para que la formación se fracture, una de ellas es debido al tipo de formación, ya que la formación litológica más dura y altamente consolidada, por ejemplo un caso particular es el de caliza.
El problema es que para un tipo determinado de roca es importante que perforemos con mucho cuidado, ya que en caso de que las condiciones operativas lo permite, lo más aconsejable es perforar bajo la técnica del bajo balance, es decir con un fluido de perforación cuya densidad genere una presión hidrostática que este por debajo de los niveles de la presión de formación.
No solamente es apropiado emplear la técnica bajo balance, sino que también se debe perforar con una velocidad de perforación controlada, ya que si la perforación va a un ritmo muy acelerado se podría inducir a una fractura de la formación, sobre todo si consideramos que esta es dura y altamente consolidada.
¿Qué problemas operacionales están asociados a la fractura de formación?
Hablemos primeramente de las pérdidas de circulación, es importante que se entienda que la perforación de pozos de petróleo no se puede llevar a cabo sin la circulación de un Fluido de perforación (lodo de perforación) que va desde los tanques de lodo hasta los chorros de la mecha en el fondo del hoyo y que retorna nuevamente por el espacio anular hasta llegar a la superficie y de esa manera cumpliendo un ciclo.
Dicha circulación del fluido de perforación cumple con múltiples funciones, las cuales no nombraré porque no son objetivo de este post, sin embargo es importante que entendamos dicho proceso, ya que si parte de este fluido de perforación se pierde y se va filtrando por la formación es el momento en el que si se identifica, se debe detener la perforación del pozo.
Esta pérdida de circulación ocurre debido a que el fluido de perforación puede que este circulando en el fondo del pozo por una zona de la formación que tiene fracturas, estas fracturas pueden ser debido a la misma configuración litológica natural de la formación o pueden ser fracturas inducidas producto de una mala práctica al momento de estar perforando.
Una solución idónea para detener la pérdida de circulación es agregar productos químicos anti perdida al fluido de perforación, lo cual hace que se reduzca la permeabilidad de la formación, haciendo que dicho fluido de perforación no se pierda hacia la formación.
Uno de los problemas más catastróficos que puede ocurrir si no se detiene una pérdida de circulación del fluido de perforación, es que llegando a perder todo el fluido de perforación ya no existiría una contra presión hacia los fluidos que están dentro de la formación como lo es el petróleo y el gas natural, al no existir una contrapresión los fluidos como gas y petróleo pueden migrar desde el fondo del pozo hasta la superficie provocando un incendio a nivel de la superficie (reventón).
Fuente de imagen: Wikimedia Commons
Otra consecuencia inmediata producto de las fracturas de la formación es que se puede llegar a producir derrumbes de la formación y obtener recortes de la formación más grande de lo normal.
Si la perforación no se hace con una tasa de penetración controlada y junto con ello se tiene que la formación es dura y altamente consolidada, lo más probable es que se vayan acumulando recortes de perforación muy grandes en el fondo del pozo, y que en un momento determinado no podrán ser transportado por el fluido de perforación haciendo que la perforación se detenga y hasta se llegue a pegar la tubería de perforación.
La solución inmediata es circular el pozo con un fluido de perforación cuya hidráulica puede realizar una limpieza efectiva del agujero para posteriormente continuar con la perforación.
Conclusión
En este post de características técnicas he tratado a la fractura de formación como uno de los problemas que se presentan cuando perforamos un pozo de petróleo, las fracturas pueden ser natas de la formación presente, tal y como se explicó por ejemplo puede ser una formación cuya roca sea caliza que es dura y altamente fracturable.
Lo más importante del caso es entender que si no se está consciente de estar perforando un tramo de formación fracturada se puede llegar a tener ciertos problemas operacionales que son derivados de dichas fracturas, entre estos problemas se explicaron los de la pérdida de circulación, cuya solución puede llegar a evitar un reventón.
La inestabilidad del hoyo y los derrumbes se pueden producir si no se perfora de forma controlada en una sección del pozo en donde nos encontremos con una formación fracturada.
Espero que este contenido sea de utilidad y entendimiento para muchos que deseen aprender un poco más de la ingeniería de petróleo y los aportes que esta hace a la industria petrolera.
Bibliografía consultada
Procedimientos y operaciones en el pozo. Manual de perforación de DATALOG. Versión 3.0. Marzo 2001. Ver página para descargar libro en formato PDF