INGENIERIA DE SERVICIO DE POZOS

ING. JOSE ALFREDO VITONERA INFANTE

INTRODUCCION:

LAS OPERACIONES DE SERVICIO DE POZOS SON NECESARIAS DURANTE TODA LA VIDA PRODUCTIVA DEL POZO. DESDE LA COMPLETACIÓN, EVALUACIÓN, EQUIPAMIENTO CON INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN ARTIFICIAL, MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN; HASTA EL ABANDONO DEL MISMO.

CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS DE SERVICIO DE POZOS

EL EQUIPO BÁSICO EMPLEADO PARA LAS OPERACIONES DE SERVICIO DE POZOS SE PUEDE CLASIFICAR EN :

EQUIPOS PESADOS : POZOS DE 10,000 PIES A MÁSEQUIPOS MEDIANOS : POZOS DE 6,000 PIESEQUIPOS LIVIANOS : POZOS DE 3,000 PIES

EN LAS OPERACIONES EN EL MAR Y EN LA SELVA SE EMPLEAN EQUIPOS ACONDICIONADOS A LAS DIMENSIONES DE LAS PLATAFORMAS Y A CONDICIONES DEL TRANSPORTE.

COMPONENTES BÁSICOS DE UN EQUIPO DE SERVICIO DE POZOS

CASTILLO O MÁSTIL:

OTORGA ESPACIO VERTICAL PARA LEVANTAR Y BAJAR LA TUBERÍA DE PRODUCCIÓN (TUBING). EN EL MAR SON DE UN SOLO CUERPO Y, EN TIERRA DE DOS CUERPOS CON REPISA PARA COLGAR EL “TUBING” EN BARRAS DE 2 TUBOS.

BASE O “SKID”:

BASE AL CASTILLO Y AL CUADRO QUE TIENE MONTADO EL WINCHE Y LOS MOTORES, MESA DE MANIOBRAS DONDE TRABAJAN LOS POCEROS, ES RESISTENTE AL PESO Y ACONDICIONADO PARA DESLIZARSE CON FACILIDAD EN EL PISO DE LA PLATAFORMA. EN TIERRA EL CASTILLO ESTÁ MONTADO SOBRE UN CAMION.

WINCHE, O MALACATE CON DOS TAMBORES:

EL TAMBOR PRINCIPAL CON CABLE ACERADO ES USADO PARA SUBIR Y BAJAR EL “TUBING” Y EL AUXILIAR CON CABLE ACERADO FINO ES EMPLEADO PARA TRABAJOS DE PISTONEO (SWAB). SU CAPACIDAD IDENTIFICA AL EQUIPO.

CONSOLA DE MANDOS DEL OPERADOR :

Ubicada a un costado del castillo con dispositivos para manejar el winche y el equipo, y la palanca del freno con capacidad para detener y sostener todo el peso de la sarta de “tubing.”

COMPONENTES BÁSICOS DE UN EQUIPO DE SERVICIO DE POZOS

MOTOR:

A DIÉSEL; DE MAS DE 200HP Y DE MAS DE 2500 RPM; CON TANQUES DE AIRE, PARA EL SUMINISTRO A LOS FRENOS, MALACATE, Y UNIDADES NEUMÁTICAS. ESTOS TANQUES DE AIRE SON ALIMENTADOS POR UN COMPRESOR.

EQUIPO AUXILIAR,HERRAMIENTAS Y OTROS:

TINAS, BOMBAS DE CIRCULACIÓN, ZARANDAS, LÍNEAS DE ALTA, LLAVES STILLSON, FRANCESAS, DE GOLPE, CUÑAS, ELEVADORAS DE TUBOS Y DE VARILLAS, COMBAS, NIPLES,BOP, ETC.

SARTA DE TUBERIA ES LA UNIÓN DE TUBOS ENROSCADOS. SU FUNCIÓN ES LLEVAR EL FLUIDO DESDE LA

FORMACIÓN PRODUCTORA HASTA EL CABEZAL DEL POZO.

ES IMPORTANTE LA ADECUADA SELECCIÓN DE TUBERÍAS.

CAPACIDAD PARA RESISTIR PRESIONES Y CARGAS BAJO DETERMINADAS CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO.

PUEDEN SER DE DIFERENTES DIÁMETROS Y A TRAVÉS DE ELLA SE MANTIENE EL CONTROL DE LA PRODUCCIÓN O INYECCIÓN.

FACILITA LAS OPERACIONES DE SERVICIOS DE POZOS: PULLING Y CIRCULACIÓN.

SARTA DE TUBERIALA SELECCIÓN Y DISEÑO DE UNA TUBERÍA ES

PARTE FUNDAMENTAL EN LA COMPLETACIÓN DE UN POZO.

EXISTE UN CONJUNTO DE NORMAS DEL API:

.- VALORES MÁXIMOS Y MÍNIMOS DE LOS

ESFUERZOS CEDENTES.

.- VALORES MÍNIMOS DE PRESIÓN INTERNA

CEDENTE.

.- VALORES DE DUREZA.

.- PORCENTAJE MÍNIMO DE ELONGACIÓN.

.- TORQUE RECOMENDADO.

SARTA DE TUBERIA LOS GRADOS DE ACERO RECOMENDADOS POR EL API

ESTABLECEN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA, PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LA TUBERÍA.

CADA GRADO TIENE DESIGNADO UNA LETRA Y UN NUMERO, POR EJEMPLO:

K-55 ; N-80 ; J-55 ; C-95 ; C-75 ; P-110.

LA DESIGNACIÓN NUMÉRICA REFLEJA EL ESFUERZO CEDENTE

MÍNIMO DEL MATERIAL.

ESTE ESFUERZO PUEDE SER SUFICIENTE PARA SOPORTAR FUERZAS

EN LA TUBERÍA CAUSADAS POR CAMBIO DE PRESIÓN Y

TEMPERATURA A PROFUNDIDAD.

SARTA DE TUBERIACUANDO SE REQUIEREN TUBERÍAS QUE DEBEN

SOPORTAR MAYORES ESFUERZOS QUE UNA DE GRADO J-55 , SE PUEDE USAR N-80 , C-75 O C-95.

LA TUBERÍA DE GRADO C RECIBE TRATAMIENTO TÉRMICO PARA DARLE MAYOR DUREZA.

EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA ES SELECCIONADO SOBRE LA BASE DE TASA DE FLUJO O BOMBEO ESTIMADO PARA EL POZO.

LA TASA DE FLUJO O DE BOMBEO ES DETERMINADO CON UN ANÁLISIS DE CURVAS BASADO EN EL COMPORTAMIENTO DE INFLUJO DEL YACIMIENTO Y LA TUBERÍA.

CONEXIONES O COPLES DE TUBERIA DISPOSITIVO MECÁNICO QUE UNE TRAMOS DE TUBERÍA, EQUIPOS DE

FONDO Y ACCESORIOS PARA FORMAR UNA SARTA DE TUBERÍAS CON CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS Y FUNCIONALES ESPECIFICAS.

SON IMPORTANTES EN EL DISEÑO DE LA SARTA:

MAS DEL 90% DE LAS FALLAS QUE SUFRE LA SARTA DE TUBERÍAS SE ORIGINAN EN LAS CONEXIONES.

REPRESENTAN ENTRE EL 10% DE LA LONGITUD DE LA TUBERÍA Y EL 50% DEL COSTO

TOTAL DE ELLA.

EXISTEN 2 TIPOS DE CONEXIONES DE TUBERÍAS:

CONEXIONES NU: POSEEN ROSCAS DE 10 VUELTAS. TIENEN UNA RESISTENCIA

MENOR QUE LA DEL CUERPO DEL TUBO.

CONEXIONES EUE: POSEEN ROSCAS DE 8 VUELTAS Y UNA RESISTENCIA SUPERIOR

A LAS DEL CUERPO DEL TUBO. SON LAS MAS UTILIZADAS.

CLASIFICACION DE TUBERIAS

TUBERIAS DE ALTA RESISTENCIA: SOPORTAN ESFUERZOS MAYORES A 8000 LB/PULG.2; Y SON C-75, N-80, C-95, P-105.

TUBERIAS DE BAJA RESISTENCIA: SON GENERALMENTE DÚCTILES.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL ACERO

1.- ESFUERZO DEL PUNTO CEDENTE. LAS PRUEBAS DE TENSIÓN SE USAN PARA INFORMACIÓN SOBRE RESISTENCIAS DEL

MATERIAL.

LA CARGA ES FUNCIÓN DE LA ELONGACIÓN. A MEDIDA QUE LA CARGA CONTINUA

AUMENTANDO SE LLEGA A UN PUNTO EN LA CURVA DE ESFUERZOS DONDE SE OBTIENE

ELONGACIÓN SIN AUMENTO DE CARGA. ESTE PUNTO SE CONOCE COMO PUNTO CEDENTE Y

LOS AUMENTOS DE CARGA A PARTIR DE EL OCASIONAN DEFORMACIONES PERMANENTES

DEL MATERIAL HASTA QUE FÍSICAMENTE LA SECCIÓN DE PRUEBAS SE ROMPE. ES EL

PUNTO DE RUPTURA.

2.- DUCTILIDAD: ES LA PROPIEDAD QUE POSEEN ALGUNOS MATERIALES DE DEFORMARSE EN

EL RANGO PLÁSTICO SIN FRACTURARSE. POR LO TANTO, UN MATERIAL CON UNA DUCTILIDAD

SE DEFORMA APRECIABLEMENTE ANTES DE ROMPERSE.

3.- DUREZA: SE REFIERE A LA PROPIEDAD QUE POSEE UN MATERIAL PARA RESISTIR A LA

FORMACIÓN DE UNA FACTURA QUEBRADIZA ( PRUEBA DE IMPACTO DE CHARPI).

INSPECCION DE LA TUBERIA1.- VISUAL: PARA DETECTAR:

DEFECTOS DE FABRICACIÓN: ROTURAS, ABOLLADURAS, SOLDADURAS.

DEFECTOS DE FABRICACIÓN EN ROSCAS

DAÑOS AL CUERPO DEL TUBO OCASIONADOS EN EL TRANSPORTE

2.- PRUEBA HIDROSTÁTICA: CUANDO LA TUBERÍA ESTA INSTALADA EN EL POZO SE REALIZA A 80% DEL ESFUERZO

CEDENTE MÍNIMO .

3.- PRUEBA ELECTROMAGNÉTICA:

SE INTRODUCE EN LA TUBERÍA UN CABLE CONDUCTOR EN FORMA DE RESORTE PARA MEDIR L RESPUESTA DE LA TUBERÍA AL PASO DE LA CORRIENTE. SE ESTABLECEN DEFECTOS INTERNOS

DE LA TUBERÍA Y DE CORROSIÓN.

4.- PRUEBA MEDIANTE PARTICULAS MAGNÉTICAS:

SE INTRODUCE UN CAMPO MAGNÉTICO EN LA TUBERÍA, ESTO PERMITE QUE PARTÍCULAS UBICADAS EN LA PARTE EXTERNA DE LA TUBERÍA SE ALINEEN PARA INDICAR DEFECTOS LONGITUDINALES DE ELLA. NO ES TAN CONFIABLE COMO LA PRUEBA ELECTROMAGNÉTICA.

CRITERIOS DE INSPECCION DE TUBERIAS

PARA TUBERÍAS NUEVAS J-55 , SOLO INSPECCIONES VISUALES. NO PRESENTAN FALLAS DE FABRICACIÓN.

PARA TUBERÍAS DE GRADO C-75 Y DE MAYOR GRADO SE DEBE USAR UNA INSPECCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. AQUELLAS TUBERÍAS QUE PRESENTEN DEFECTOS DE 5 A 12.5% DE SU ESPESOR DE PARED NO DEBEN USARSE.

COPLES DE TUBERÍA DE GRADO C-75 Y MAYOR DEBEN SER INSPECCIONADAS CON EL MÉTODO DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS Y POR EL MÉTODO VISUAL.

TUBERÍA DE GRADO N-80 Y MAYOR DEBEN SER INSPECCIONADAS CON EL MÉTODO ELECTROMAGNÉTICO, SI PRESENTAN DEFECTOS DE CORROSIÓN.

UNIDAD CON TUBERIA FLEXIBLE

TUBERIA FLEXIBLE: Métodos innovadores de intervención de Pozos LA PRONUNCIADA DELA DECLINACION DE LOS VOLUMENES DE PRODUCCION Y EL

REEMPLAZO INSUFICIENTE DE LAS RESERVAS DE PETROLEO Y GAS; HAN OBLIGADO A LOS OPERADORES A REEXAMINAR LAS ESTRATEGIAS DE DESARROLLO DE CAMPOS Y LOS ESFUERZOS DE MANEJOS DE YACIMIENTOS.

LOS RESPONSABLES DE LOS MANEJOS DE LOS ACTIVOS DE LAS COMPAÑIAS NECESITAN CADA VEZ MAS OPTIMIZAR EL DESEMPEÑO DE LOS POZOS NUEVOS, COMO DE LOS POZOS EXISTENTES PARA SATISFACER LA DEMANDA GLOBAL DE PETROLEO.

LAS SARTAS LARGAS DE TUBERIA DE ACERO DE DIAMETROS RELATIVAMENTE PEQUEÑO, O “TUBERIA FLEXIBLE”, PUEDEN MOVILIZARSE RAPIDAMENTE PARA PERFORAR POZOS NUEVOS O POZOS DE RE-ENTRADA A TRAVES DE LAS TUBERIAS EXISTENTES.

ESTA TECNOLOGIA TAMBIEN SE UTILIZA PARA REALIZAR OPERACIONES DE COMPLETACION INICIALES, OPERACIONES DE SERVICIO DE POZOS CON FINES DE REMEDIACION U OTRAS.

LA TUBERIA FLEXIBLE ENRROLLADA EN UN CARRETE PARA SU TRANSPORTE Y EL EQUIPO DE SUPERFICIE NECESARIO PARA SU DESPLIEGUE E INSERCION EN EL POZO, OFRECE NUMEROSAS VENTAJAS.

EL INCREMENTO DE LA EFICIENCIA ES EL RESULTADO DEL DESPLIEGUE Y RECUPERACION CONTINUA DE LA TUBERIA EN POZOS PRESURIZADOS O “ACTIVOS”. SIN NECESIDAD DE “MATAR” EL POZO.

TUBERIA FLEXIBLE: LA FLEXIBILIDAD DE PODER TRABAJAR CON EL POZO PRESURIZADO Y LA

CAPACIDAD UNICA DE BOMBEAR FLUIDOS EN CUALQUIER MOMENTO. INDEPENDIENTEMENTE DE LA PROFUNDIDAD O DE LA DIRECCION DE VIAJE DE LA TUBERIA FLEXIBLE EN UN POZO; OFRECEN VENTAJAS CLARAS Y VERSATILIDAD OPERACIONAL.

EN COMPARACION CON LAS OPERACIONES CON CABLE O LINES DE ACERO, LA TUBERIA FLEXIBLE PROVEE CAPACIDADES DE CARGA RELATIVAMENTE GRANDES EN POZOS VERTICALES MAS PROFUNDOS Y DE ALTO ANGULO Y MAYOR CAPACIDAD DE TRACCION EN EL FONDO DEL POZO.

ESTAS CAPACIDADES FACILITAN LAS OPERACIONES DE LIMPIEZA DE POZOS, LAS OPERACIONES DE LIMPIEZA POR CHORRO, O LA EXTRACCION DE FLUIDOS DE POZOS CON GASES INERTES O FLUIDOS MAS LIVIANOS; LOS TRATAMIENTOS DE ESTIMULACION ACIDA O DE ESTIMULACION POR FRACTURAMIENTO HIDRAULICO, LOS TRATAMIENTOS DE CONSOLIDACION O DE CONTROL DE LA PRODUCCION DE ARENA, LAS OPERACIONES DE CEMENTACION, PESCA O FRESADO Y LAS OPERACIONES DE PERFORACION DIRECCIONAL TANTO COMO LAS DE PERFORACION DE POZOS EN CONDICIONES DE BAJO BALANCE.

LA INSTALACION DE LINEAS ELECTRICAS, CABLE DE TRANSMISION DE DATOS, O CABLES DE ALIMENTACION EN EL INTERIOR DE LA SARTA DE TUBERIA FLEXIBLE PERMITE LA ADQUISICION DE REGISTROS DE POZOS EN TIEMPO REAL, EL MONITOREO Y CONTROL DE FONDO DEL POZO, LA ADQUISICION DE MEDICIONES DURANTE LA PERFORACION Y LA OPERACIÓN DE BOMBAS ELECTRICAS SUMERGIBLES.