Enfriamiento y limpieza de brocas
Durante el proceso de perforación, el fluido de perforación (lodo) circula eficazmente para enfriar la broca. En ausencia de circulación de lodo, la temperatura de la broca aumenta de 1 a 2 grados Celsius con cada rotación en el fondo del pozo. Suponiendo que la broca gire a 200 revoluciones por minuto, apenas tres minutos después de la perforación, su temperatura se dispararía a más de 600 grados -un escenario muy probable que desencadene accidentes graves como que la broca se queme o se atasque. En consecuencia, el flujo circulante del fluido de perforación sirve para disipar eficientemente el calor generado cuando la broca fractura la roca, asegurando así que la broca permanezca adecuadamente enfriada y funcione dentro de sus parámetros de trabajo normales. Además, el fluido de perforación juega un papel crucial en la limpieza del lodo acumulado en la barrena; Al lavar la broca, el fluido elimina eficazmente los paquetes de lodo de los dientes y la parte inferior, lo que garantiza que la broca pueda continuar fracturando la roca de manera eficiente y continua, mejorando así la eficiencia general de la perforación.
Eliminación de recortes y control de pérdida de fluidos
A medida que avanza la perforación, la broca fractura la roca, generando un volumen sustancial de cortes de roca. Para mantener la eficiencia de la perforación, estos recortes deben eliminarse rápidamente del fondo del pozo. Esto no solo evita que la broca vuelva a-moler recortes previamente fracturados-aumentando así la velocidad de penetración-sino que también evita eficazmente que los recortes se adhieran a la broca, lo que de otro modo impediría su funcionamiento continuo. El fluido de perforación debe poseer propiedades específicas-incluyendo gravedad específica, viscosidad y resistencia al corte apropiadas-para garantizar que los recortes se transporten exitosamente hasta la boca del pozo. Además, al incorporar aditivos como poliacrilamida y sales inorgánicas (por ejemplo, cloruro de potasio y cloruro de sodio), el fluido de perforación evita que los recortes se hidraten y se dispersen en la fase fluida; esto asegura que los recortes permanezcan intactos y no se hidraten ni se desintegren, evitando así un aumento indeseable en la gravedad específica del fluido. La prevención de la pérdida de fluidos y el taponamiento de pozos son prioridades críticas en la gestión de fluidos de perforación; específicamente, antes de penetrar formaciones que contienen sal-(domos de sal), la adición de inhibidores-resistentes a la sal al fluido de perforación puede mitigar efectivamente-o prevenir por completo-la contaminación del fluido por la formación de sal.
Estabilidad del pozo y control del influjo de agua
Durante el proceso de perforación, se debe prestar especial atención al ajuste de las propiedades del fluido de perforación antes de penetrar en determinadas formaciones propensas a colapsar, con el fin de garantizar la estabilidad de las paredes del pozo. Al perforar a través de formaciones como los grupos Zhiluo y Fuxian, es esencial cambiar a un sistema de lodo estabilizador-de pozo dentro de los 20 metros antes de ingresar a cualquier estrato-propenso a colapsar. Además, la pérdida de fluido de lodo debe controlarse estrictamente-mantenerse por debajo de 5 ml-para garantizar la estabilidad de la pared del pozo. Además, al perforar en campos petroleros maduros, los pozos que penetran en las zonas petroleras del Grupo Yanchang a menudo encuentran una afluencia de agua a alta-presión desde los pozos de inyección de agua- adyacentes. Para mitigar eficazmente este problema, se puede emplear una estrategia que implique el uso de lodo de alta-densidad para fracturar hidráulicamente la zona-que contiene agua, seguido de la inyección de un gel controlable para sellar permanentemente la fuente de agua.
Afluencia de hidrocarburos y lubricación
Durante las operaciones de perforación, si se encuentran zonas que contienen hidrocarburos-a alta presión-, se debe aumentar la densidad del lodo de acuerdo con las especificaciones del cliente. En caso de una entrada de hidrocarburos o una explosión, el dispositivo de prevención de explosiones (BOP) debe cerrarse inmediatamente. Posteriormente, se calcula la densidad de lodo requerida en función de la presión de fondo del pozo para contrarrestar la zona de alta-presión y garantizar la seguridad del control del pozo. Además, mantener un suministro adecuado de lubricantes durante la perforación ayuda a reducir la resistencia encontrada durante el disparo (descenso) y la rotación de la sarta de perforación, aumentando así la tasa de penetración (ROP) y asegurando la ejecución fluida de las operaciones de perforación.
Transmisión de potencia y trituración de rocas
Durante las operaciones de perforación que utilizan conjuntos de turbinas de tornillo, el lodo de perforación fluye a alta velocidad a través de las palas de la turbina, lo que hace que tanto la turbina como la broca giren-un mecanismo que aumenta significativamente la velocidad de penetración. Cuando la broca está equipada con boquillas, las bombas de lodo generan chorros de fluido a alta-presión que fragmentan efectivamente la roca en el fondo del pozo, facilitando así una perforación altamente eficiente. Esta combinación única de transmisión de potencia y mecanismos de trituración de roca-hace que el proceso de perforación sea más eficiente y preciso.
