Conocimientos básicos de perforación
Conocimientos básicos de perforación
1. Estructura del pozo
Definición:
La estructura del pozo se refiere a la variación del diámetro y la longitud del pozo desde el inicio hasta la profundidad final, es decir, el perfil técnico del pozo.
Componentes principales:
Estos incluyen principalmente el diámetro del orificio, el número de reducciones de diámetro, el número de sartas de revestimiento, el diámetro y la longitud del revestimiento, la profundidad del cambio de diámetro y el método de sellado a prueba de agua en la zapata de revestimiento.
Requisitos de optimización:
Con el fin de garantizar la calidad del pozo y la seguridad operacional, se debe priorizar el uso de lodos de perforación, lechadas de cemento o lechadas químicas de alta calidad para el soporte de muros y el control de pérdidas de circulación. Se debe minimizar el número de cambios de diámetro y, siempre que sea posible, reducir o evitar el uso de entubado, a fin de simplificar al máximo la estructura del pozo.
Su función principal es aislar formaciones complejas y garantizar operaciones de perforación sin problemas.
Situaciones que requieren reducción de diámetro e instalación de revestimiento:
Al perforar formaciones de arena y grava sueltas o capas de arenas movedizas, los efectos del agua subterránea pueden hacer que el soporte del muro de lodo sea insuficiente para las necesidades de construcción.
Al penetrar en zonas fracturadas y con juntas de gran espesor, pueden persistir derrumbes graves de paredes y caídas de bloques incluso con barro u otras medidas de soporte.
Cuando el pozo intersecta estructuras portadoras de agua y grandes fracturas conectadas, provocando una grave pérdida de agua que no se puede controlar con otros métodos de sellado.
Después de alcanzar una profundidad planificada, se puede realizar una perforación de reducción de diámetro para que coincida con la capacidad de carga del equipo de construcción.
Factores en la selección de la estructura del pozo:
La selección debe considerar exhaustivamente las propiedades de la roca, las condiciones hidrogeológicas, el diámetro final del pozo, la profundidad del pozo, el método de perforación, el propósito del pozo, las medidas de protección de las paredes y el equipo de construcción.
Coincidencia de sartas de perforación:
Esto se refiere a la relación de correspondencia entre el diámetro de la varilla de perforación y el diámetro del pozo (broca). Afecta directamente el juego anular y, por lo tanto, influye significativamente en el estado operativo de la varilla de perforación, el rendimiento del fluido de lavado y la resistencia rotacional de la sarta de perforación.
2. Fundamentos básicos de la operación de perforación
Método de perforación:
Un término general para las técnicas y medidas técnicas relacionadas que se utilizan para romper la roca en el fondo del pozo durante la perforación subterránea.
Proceso de perforación:
El flujo de trabajo completo en el que se utilizan equipos y herramientas específicos para romper la roca (o el suelo), formar un pozo liso y regular del diámetro y la profundidad requeridos y garantizar una perforación continua mediante medidas técnicas de apoyo.
Clasificación de los métodos de perforación:
Por fuerza externa y modo de rotura de roca: perforación rotatoria, perforación por percusión y perforación rotatoria-percusión.
Mediante herramientas rompedoras de rocas (tipo abrasivo): perforación con carburo de tungsteno, perforación con granalla de acero y perforación con diamante.
Por modo de circulación: circulación directa, circulación inversa y circulación inversa localizada en el fondo del pozo.
Por requerimiento de perforación: perforación de núcleos y perforación de cara completa.
Principios para seleccionar un método de perforación:
El método debe elegirse principalmente en función de las propiedades físicas y mecánicas de la roca:
Para formaciones blandas y algunas semiduras, utilice perforación con carburo de tungsteno.
Para algunas formaciones de dureza media a dura, utilice perforación con aleación tipo aguja, PDC o granalla de acero.
Para formaciones de dureza media a muy dura, utilice perforación con diamante, perdigones de acero o martillo de fondo.
Preparación previa a la siembra:
Prepare materiales suficientes, incluidas barras de perforación, revestimientos, tubos de orientación, brocas, granalla de acero, lubricantes, líquido de lavado, herramientas de enrosque y desmontaje, herramientas de extracción de núcleos especializadas, barriles sacatestigos cortos necesarios, cajas sacatestigos y todos los formularios necesarios.
Realice una inspección completa del equipo de perforación y de la calidad de la instalación. Cualquier incumplimiento debe repararse o ajustarse de inmediato; reinstalar si es necesario. Se prohíbe estrictamente la operación forzada.
Para la perforación profunda de pozos, a fin de evitar la desviación del pozo, se puede excavar un pozo en el collar y empotrar un tubo de orientación; luego, se instala el entubado después de perforar el lecho rocoso. Para la perforación superficial de pozos, se debe utilizar lodo para el soporte de los muros. Si el derrumbe del muro es grave, se pueden utilizar métodos de construcción artificial de muros antes de perforar el lecho rocoso e instalar el entubado.
Durante la perforación, el tubo sacatestigos debe alargarse gradualmente, y las operaciones deben realizarse con una ligera presión de la broca, una rotación lenta y un caudal de bombeo adecuado. Durante la reducción del diámetro, se debe utilizar un conjunto de guía combinado para evitar la flexión del pozo.
Debido a que la perforación a menudo ocurre en sobrecarga, el fluido de lavado es propenso a perderse, lo que reduce la estabilidad de la pared; se debe prestar especial atención a la prevención de incidentes en el fondo del pozo, como atascamientos, enterramientos, formación de bolas en la broca y quemaduras de la broca.
El entubado debe asentarse sobre un lecho rocoso adecuado. Antes de instalar el entubado, se deben introducir bolas de arcilla y apisonarlas en el pozo para que la zapata se asiente en la arcilla y selle el fondo. La parte superior del entubado debe fijarse con cuñas de madera y sellarse con arcilla; se puede usar cemento sellador cuando sea necesario. Antes de la fijación final del entubado, conecte el vástago de perforación (o varilla de impulsión) al entubado para verificar su verticalidad y alineación entre el centro del pozo y el centro del entubado.
