Pérdidas de Circulación
Prevención and Remediación
Argentina – IAPG Workshop –
Comodoro Rivadavia
Juan Carlos Rojas
Fluids Specialist EPTG – Drilling
BP Exploration - Houston
Pérdidas de Circulación
• Es el problema mas común y costoso de la
perforación (~$150 MM/año para las principales
operadoras)
– Costo del Fluido de Perforación perdido
– Tiempo de equipo
– Daño de Formación por invasión con el fluido
de perforación entero
– Necesidad de cañerías adicionales
– Pérdida de Información de registros de pozo
– BHA aprisionados/perdidos
Pérdidas de Circulación
Causas Raíces:
• Seepage/pérdida por filtración (sello inadecuado
del revoque formado por el Lodo)
• Inadecuada aislación del zapato de la cañería
• Efecto ballooning
• Fracturas inducidas
• Fracturas naturales
• Fallas
• Cavernas
• Agujeros en el casing
Claves para la Remediación
• Entender lo que está ocurriendo
– Causas Raices de la pérdida de circulación
– Donde están ocurriendo
• Herramientas de Diagnóstico
– Tasa de pérdida (m3/h)
– Sección sísmica
– Permeabilidad y Porosidad
– Régimen Tectónico
– Gargantas Porales
– Registros de Resistividad
– PWD (Pressure While
Drilling)
– Predicción del ECD Vs. GF
– Registros de Imagen
– Comportamiento del LOT
– Píldoras (timing)
Diagrama de perdidas de Circulación
L O ST C IR C U L A T IO N D IA G R A M
PO RES
BIG F R A C T U R E
50 - 15 0 M icron s
150 - 5 00 M icro ns
50 0 - 150 0 M icron s
> 20 00 M icron s
0 - 15 BB L/H R
15-40 B B LS /H R
40 -10 0 B B LS /H R
> 10 0B LS/H R
F R A C TU R ES
L O SS E S
N O N -PR O D U C T IV E F R A C T U R E
SE A L IN G
M A G N A -S E T
PA R T IC L E S
CEM ENT
G E L L IN G P O L Y M E R
P R O D U C T IV E F R A C T U R E
M IX T U R E
R E D U C E E C D IF PO S SIB L E
O F PO RES
G E L L IN G P O L Y M E R S I.B .
AND
IN S T A N T S E A L
FR A C T U R E .
Características de Seepage /
perdidas por filtración
– Tasa de pérdida (<10 barriles/hora),
– Ocurre durante la perforación (fondo del pozo),
– Ocurre donde hay porosidad y permeabilidad.
– Presión hidrostática inestable debido a perdidas
y ganancias
– Tamaño de poros y gargantas porales
generalmente mayores al tamaño de los sólidos
del lodo.
– Generalmente ocurre en arenas de alta
permeabilidad.
Tratamiento de Seepage / perdidas
por filtración.
• Conocer:
– Tamaño poral
– Tamaño de garganta poral
– Entender permeabilidad y porosidad.
• Usar los cálculos de desplazamiento de
presión capilar.
• SEM, Fotos con Microscopio electrónico.
– Composición de las arcillas presentes en las
arenas.
– Comportamiento del filtrado del lodo con las
arcillas del yacimiento. – Retornos de
permeabilidad.
Tratamiento de Seepage / perdidas
por filtración.
• Seleccionar los agentes de puenteo:
– Carbonato de calcio Marmolado (0.1 to 1000
micrones)
• Fino: (0.1 – 20 micrones)
• Mediano: (10 – 100 micrones)
• Grueso: (80 – 500 micrones)
• Extra-grueso: (200 – 1000 micrones)
– Barita ( 1- 70 micrones)
– Graphite (200 a 600 micrones)
– Sales granulados ( 1 – 1000 micrones)
• Mantener el filtrado bajo
Tratamiento de Seepage / perdidas
por filtración.
• Tratamiento y aplicación en campo.
– Seleccionar el disco de aloxita que mejor se asemeje a la
formación a perforar
– Monitorear diariamente la buena capacidad de sello del
lodo usando un PPT en la locacion.
– Monitorear la distribución de tamaño de sólidos en el lodo
usando un Malvern.
• El D90 del lodo debe ser igual al tamaño mayor de poros a sellar.
– Iniciar con una buena distribución de material de puenteo.
– Adicionar continuamente al sistema el material mas grueso
debido al rompimiento continuo del CaC03.
– Manejo de Zarandas para no eliminar los sólidos
deseados.
Seepage / Lost Circulation FlowChart
Mud Losses /
Seepage
< 10 bbl. / hr.
10 - 40 bbl. / hr.
> 40 bbl. / hr.
Sw eep hole w ith LCM
sw eep containing 15
ppb CaCO3, & 5-10 ppb
G-Seal / Diamond Seal
Mix & pump LCM Pill
containing 20 ppb CaCO3
(M&C)& 10-15 ppb GSeal/ Diamond Seal- spot
across suspected loss
zone.
Mix & pump LCM Pill
containing 30 ppb CaCO3
(M&C)& 15-20 ppb GSeal/Diamond Seal - spot
across suspected loss
Yes
Preventative
Maintainance - Add 4
sx/hr CaCO3 (M) & 4
sx/hr CaCO3 (C)
Losses < 10
bbl / hr?
Yes
No
Losses < 1040 bbl / hr?
No
No
More than 2
LCM pills
spotted?
No
More than
LCM 2 pills
mixed?
Yes
Yes
Mix and squeeze a
Form-A-Set AK pill
across loss zone.
Do this only tw ice.
Yes
Losses < 10
bbl / hr.
No
Continue drilling
Discuss remedial
options available
No
Cemento Inadecuado en el zapato
• Las pérdidas variarán en cada caso dependiendo
del tamaño del canal abierto detrás del casing
• Inducirá pérdidas en las formaciones someras.
• Las pérdidas ocurrirán por debajo del mínimo
stress horizontal esperado para el zapato
• La pendiente del L.O.T. (leak-off Test) será
usualmente menor que la prueba del casing,
indicando la exposición de arenas o formaciones
permeables.
Tratamiento en el Zapato
• Generalmente se requerirá hacer un squeeze
– Cemento
– Polímero cross linkeado
– EZ Squeeze.
• Evitar usar materiales con baja compresibilidad
– Tierra de Diatomeas
– Gunk squeezes
– LCM
• Tratar antes de tener demasiado pozo abierto
• Si hay un canal con restricciones usar fluido de
remediación de baja reología
– Un canal restringido usualmente presentará una caída gradual
de presión en los cierres
Balloning
• Típicamente, moderada pérdida de fluido
• Usualmente devuelve la mayor parte del volumen
perdido cuando se reduce la ECD.
• La ganancia de fluido disminuye con el tiempo
• Se puede reconocer con el PWD en las
conecciones
• Usualmente ocurre en el shale
• Algunas veces se manifiesta gas de conección
• Las pérdidas ocurren por debajo del mínimo
stress horizontal
Pre-Ballooning en PWD
Normal Connection Profile
Ejemplo de Ballooning
Connection Profile with
Wellbore Storage Effects
Tratamiento del Balloning
• Esta usualmente relacionado con la temperatura del lodo, y
desparece o disminuye al incrementar la profundidad del
pozo perforando formaciones mas calientes,
• Los materiales de pérdida (LCM) tienden a ser expulsados
al pozo al reducirse la ECD en las conecciones
• Calentar el Lodo es usualmente un tratamiento efectivo
– Calor de fricción por las restricciones (boquillas del trépano)
– Calor de la rotación del sondeo
– Calentadores de Lodo en superficie
Fracturas Inducidas durante la
Perforación
• Tipicamente, elevada rata de pérdida
• La ECD excede la resistencia de la formación
• Sucede despues de empaquetamiento del pozo
• Puede ocurrir en arenas o shale
• Las pérdidas se reducen cuando la ECD se
reduce, si no hay flujo
• Puede suceder en cualquier punto del pozo
abierto
Prevención de las Fracturas
Inducidas
• Evitar incidentes de empaquetamiento
– Controlar ROP, RPM > 100, No hacer backreaming, etc.
• Rotar el sondeo antes de reiniciar el bombeo
especialmente si el lodo está frío (despues de un
viaje).
• Mantener la velocidad de viaje normal, prestando
atención particular a problemas de pistoneo.
• Se deben realizar cálculos de Swab & Surge para
el sondeo en los viajes.
•
El análisis de Surge/Swab tambien debe hacerse
antes de bajar casing.
Tratamientos para Pérdidas Severas
Altas tasas de pérdida
Sellar depositando una capa gruesa de
materiales frente a la zona de pérdida para que
los sólidos del lodo sellen
Una reacción química tiene lugar, formando un
cemento duro tipo tapón (5000 psi de fuerza
compresiva) EZ Squeeze únicamente.
La Reacción no depende del tiempo o la
temperatura
La reacción se activa por la diferencia de presión
Material de Pérdida para Squeeze
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