Investigación Experimental de los Efectos del Transporte de Recortes en Bloques sobre la Resistencia y el Par de Giro en Pozos Horizontales
Autores: Chen, Ye; Li, Wenzhe; Wang, Xudong; Guo, Jianhua; Wu, Pengcheng; Yang, Zhaoliang; Yang, Haonan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación Experimental de los Efectos del Transporte de Recortes en Bloques sobre la Resistencia y el Par de Giro en Pozos Horizontales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Deposición
Recortes
Perforación
Velocidad del fluido
Limpieza del pozo
Tubo atascado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La deposición de recortes de gran tamaño (o recortes en bloques) es un factor de riesgo crítico para los incidentes de tubería atascada durante la perforación de pozos profundos y de gran alcance. Este riesgo es particularmente pronunciado en secciones de pozos con trayectorias de pozo largas y bajas velocidades de retorno del fluido de perforación, donde representa una amenaza sustancial para la limpieza del pozo y la operación segura de la sarta de perforación. Este estudio utiliza una plataforma experimental visual autodesarrollada para simular la evolución de la deposición de recortes de gran tamaño (20-40 mm de diámetro) en el anillo bajo diversas inclinaciones del pozo y parámetros del fluido de perforación. Se caracterizaron cuantitativamente la altura estable, las características de distribución lateral y los patrones de respuesta del lecho de recortes resultante bajo diferentes condiciones. A partir de esto, se empleó un modelo teórico de fricción de contacto entre la sarta de perforación y el lecho de recortes para investigar cómo la altura del lecho influye en la carga de gancho durante el tripping y el par de rotación durante la operación de top drive. Se estableció una relación de mapeo entre los parámetros estructurales del lecho de recortes y las cargas y torques adicionales resultantes. Los resultados revelan efectos interactivos significativos entre la velocidad del fluido de perforación, la densidad del fluido, la velocidad de rotación de la tubería de perforación y la inclinación del pozo tanto en el desarrollo del lecho de recortes como en las cargas asociadas de la sarta de perforación. Se identificaron fuertes correlaciones entre estos parámetros. Basado en estos hallazgos, se propone un sistema de indicadores de advertencia temprana para tuberías atascadas utilizando umbrales de carga por fricción, con límites de seguridad claramente definidos para la altura del lecho de recortes. También se proporcionan recomendaciones para optimizar los parámetros de transporte de recortes mediante el control coordinado de la velocidad del fluido, la densidad y la velocidad de rotación, ofreciendo apoyo teórico y orientación de ingeniería para estrategias de limpieza de pozos y predicción de riesgos de tuberías atascadas en escenarios de grandes recortes.
Descripción
La deposición de recortes de gran tamaño (o recortes en bloques) es un factor de riesgo crítico para los incidentes de tubería atascada durante la perforación de pozos profundos y de gran alcance. Este riesgo es particularmente pronunciado en secciones de pozos con trayectorias de pozo largas y bajas velocidades de retorno del fluido de perforación, donde representa una amenaza sustancial para la limpieza del pozo y la operación segura de la sarta de perforación. Este estudio utiliza una plataforma experimental visual autodesarrollada para simular la evolución de la deposición de recortes de gran tamaño (20-40 mm de diámetro) en el anillo bajo diversas inclinaciones del pozo y parámetros del fluido de perforación. Se caracterizaron cuantitativamente la altura estable, las características de distribución lateral y los patrones de respuesta del lecho de recortes resultante bajo diferentes condiciones. A partir de esto, se empleó un modelo teórico de fricción de contacto entre la sarta de perforación y el lecho de recortes para investigar cómo la altura del lecho influye en la carga de gancho durante el tripping y el par de rotación durante la operación de top drive. Se estableció una relación de mapeo entre los parámetros estructurales del lecho de recortes y las cargas y torques adicionales resultantes. Los resultados revelan efectos interactivos significativos entre la velocidad del fluido de perforación, la densidad del fluido, la velocidad de rotación de la tubería de perforación y la inclinación del pozo tanto en el desarrollo del lecho de recortes como en las cargas asociadas de la sarta de perforación. Se identificaron fuertes correlaciones entre estos parámetros. Basado en estos hallazgos, se propone un sistema de indicadores de advertencia temprana para tuberías atascadas utilizando umbrales de carga por fricción, con límites de seguridad claramente definidos para la altura del lecho de recortes. También se proporcionan recomendaciones para optimizar los parámetros de transporte de recortes mediante el control coordinado de la velocidad del fluido, la densidad y la velocidad de rotación, ofreciendo apoyo teórico y orientación de ingeniería para estrategias de limpieza de pozos y predicción de riesgos de tuberías atascadas en escenarios de grandes recortes.