ATRAPAMIENTO DE SARTAS DURANTE LA PERFORACIÓN DE POZOS

De acuerdo con Mitchell (2001), una tubería es considerada ATRAPADA cuando la operación se suspende debido a que la tubería no puede ser retirada del pozo. El mecanismo que atrapa la tubería puede ser definido como las fuerzas en el agujero que están impidiendo la remoción de la tubería fuera del pozo. Estos mecanismos de atrapamiento se clasifican en 2 grupos:

1. Atrapamiento mecánico (mechanical stuck), el cual se subdivide en:

   1. Atrapamiento por empacamiento o puenteo (pack-off or bridging)

   2. Atrapamiento por geometría del agujero (wellbore geometry)

2. Atrapamiento por presión diferencial (differential sticking
   

Atrapamiento mecánico por empacamiento o puenteo

El mecanismo se presenta por la acumulación de sólidos en el pozo como pueden ser: (a) los cortes de roca que genera la barrena, (b) la rebaba o ripios metálicos que genera un molino y/o (3) el derrumbe de las paredes del agujero ocasionados por falla o inestabilidad de la roca. 

La figura 1 describe el tipo de sólidos que pueden atrapar o acuñar la sarta de menar mecánica

Figura 1. Sólidos que atrapan la sarta de perforación o revestimiento en el pozo

El empacamiento o punteo es la causa más frecuente de atrapamiento de tubería en México y en el mundo de acuerdo con Mitchell (2001) y normalmente ocurre cuando se están realizando viajes ascendentes o las bombas de fluidos detienen el flujo por un tiempo no programado. La figura 2 y 3 presentan unas descripciones de atrapamiento por: (a) Decantamiento de sólidos por paro de bombeo, (b) Derrumbe por inestabilidad de la roca, (c) Acumulación de cortes de roca que genera la barrena por falta de capacidad hidráulica para desalojarlos y (d) Por ripios metálicos pegados a la tubería por imantación o sólidos residentes en las secciones de mayor ángulo de inclinación.

Figura 2. Mecanismos de atrapamiento por empacamiento o puenteo

Figura 3. Mecanismos de atrapamiento por empacamiento o puenteo

Atrapamiento mecánico por geometría del pozo

El atrapamiento por geometría es causado por los cambios severos de ángulo y azimut en contraste con la rigidez y geometría de la tubería. Si los cabios son abruptos, las fuerzas laterales originadas por el peso y longitud de los tubos evitan que la tubería pueda ser introducida e incluso que se acuñe. La figura 4 muestra una trayectoria donde se desglosa el azimut, la inclinación, la severidad del cambio de ángulo y la fuerza lateral que ocasionaron un atrapamiento de sarta por geometría.

En Mitchell (2001) se reporta otra causa de atrapamiento ocasionada por los “ojos de llave”, que son “surcos” en la roca generados por la fricción de la sarta de perforación y los cambios abruptos del ángulo de inclinación llamados severidades. Estos ojos de llave son del diámetro de la tubería de perforación y ocasionan que los componentes del aparejo de fondo (BHA) de mayor diámetro se atoren cuando se intenta realizar un viaje ascendente con la sarta.

Figura 4. Análisis de los elementos que conforman una trayectoria utilizados para determinar el atrapamiento por geometría del pozo

Otro mecanismo son las “repisas” que se forman en secuencias estratigráficas alternadas con diferente resistencia de la roca y evitan el viaje descendente de las tuberías de revestimiento cuando no cuentan con una zapata para conformar las repisas. La figura 5 muestra el atrapamiento por (a) “ojo de llave” y (b) las resistencias ocasionadas por las repisas.

Figura 5. Otros mecanismos de atrapamiento por geometría

La figura 6 presenta una trayectoria con cambios abruptos en el azimut que ocasionaron el atrapamiento de la sata.

Figura 6. Cambios de azimut severos que causaron atrapamiento

Atrapamiento por presión diferencial

El atrapamiento por presión diferencial ocurre cuando la sarta es empujada contra la formación por una fuerza denominada presión diferencial.  Esta fuerza es creada por un desequilibrio de la presión hidrostática del fluido y la presión de poro de una formación permeable. Cuando la presión hidrostática del lodo es mayor de la presión de poro, la diferencia es conocida como sobrebalance o presión diferencial positiva. La fuerza resultante del sobrebalance actúa sobre un área de la sarta ocasionando el atrapamiento de la tubería. La figura 7 describe el mecanismo de atrapamiento por presión diferencial.

Figura 7. Principio del mecanismo de atrapamiento por presión diferencial (Tomado de Mitchell, 2001)

Los factores que generan atrapamiento por presión diferencial son: (1) Presencia de formaciones permeables, (2) Que exista sobrebalance, (3) Enjarre de lodo fuera de límite técnico, (4) Contacto con la pared del pozo y (5) Falta de movimiento de la tubería

Estos CINCO factores tienen que presentarse conjuntamente para que exista atrapamiento por presión diferencial

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