Una sarta de revestimiento es un conjunto de tubos de acero que se conectan e instalan en un pozo para estabilizar el orificio perforado, evitar el colapso y proteger el pozo de las presiones externas. Estos tubos, conocidos como tuberías de revestimiento, desempeñan un papel fundamental en las operaciones de perforación, ya que garantizan la integridad del pozo y facilitan la extracción segura de petróleo y gas.
La importancia de las sartas de revestimiento en las operaciones de perforación
En la perforación de petróleo y gas, mantener la integridad del pozo es esencial para la seguridad, la eficiencia operativa y la productividad del yacimiento. Una sarta de revestimiento se cementa en su lugar para:
Prevenir el colapso del pozo: la carcasa sostiene el orificio perforado, lo que evita que las formaciones sueltas se derrumben.
Aislar diferentes formaciones geológicas: evita el flujo cruzado entre diferentes zonas de presión, lo que garantiza que las formaciones de petróleo, gas y agua permanezcan separadas.
Proporcionar soporte estructural: las sartas de revestimiento sirven como base para futuras operaciones de perforación y terminación.
Proteger los acuíferos de agua dulce: al aislar las zonas de agua dulce, las tuberías de revestimiento evitan la contaminación de los fluidos de perforación y los hidrocarburos.
Control de la presión del pozo: Ayudan a gestionar las presiones de formación y a garantizar el control del pozo, reduciendo el riesgo de reventones.
Tipos de sartas de revestimiento
Las sartas de revestimiento se clasifican en función de su profundidad y función en el pozo. Los tipos principales incluyen:
1. Revestimiento conductor (tubería guía)
El revestimiento conductor es la primera capa de revestimiento en las operaciones de perforación, generalmente enterrado a decenas de metros por debajo de la superficie. Se utiliza principalmente para evitar que los estratos poco profundos colapsen, proporcionar soporte estructural inicial y proporcionar una base estable para el equipo de perforación (como los preventores de reventones), mientras guía la broca de perforación hacia estratos más profundos.
2. Revestimiento de superficie
El revestimiento conductor es la primera capa de revestimiento en las operaciones de perforación, generalmente enterrado a decenas de metros por debajo de la superficie. Se utiliza principalmente para evitar que los estratos poco profundos colapsen, proporcionar soporte estructural inicial y proporcionar una base estable para el equipo de perforación (como los preventores de reventones), mientras guía la broca de perforación hacia estratos más profundos.
3. Revestimiento intermedio
Se utiliza principalmente para aislar formaciones complejas, como formaciones de alta presión, formaciones anormales y formaciones rocosas inestables, para evitar el colapso del pozo. Es adecuado para pozos profundos y ultraprofundos, donde puede ser necesario instalar múltiples capas de revestimiento intermedio. También puede mejorar la seguridad de la perforación y evitar el flujo cruzado de fluidos de formación.
4. Revestimiento de producción
Al atravesar todo el yacimiento, como la estructura final del pozo, generalmente se requiere que tenga alta resistencia a la presión y a la temperatura para garantizar una producción segura a largo plazo, al mismo tiempo que brinda soporte para la tubería y sirve como canal para el flujo de petróleo y gas.
5. Revestimiento de revestimiento
Es un revestimiento parcial que no se extiende hasta la boca del pozo, sino que se cuelga en el revestimiento intermedio para reducir los costos de revestimiento, reducir la contracción del diámetro del pozo y mejorar la eficiencia de perforación. Es adecuado para secciones de pozo largas o cuando no se requiere soporte adicional en la boca del pozo.
6. Revestimiento de amarre
Extiende un revestimiento de revestimiento hasta la superficie para brindar soporte adicional y contención de presión.
Se utiliza cuando se requiere un control adicional del pozo.
7. Subestructura
La subestructura se refiere al nombre general de los accesorios del dispositivo inferior de la sarta de revestimiento. Los diferentes tipos de revestimiento tienen diferentes subestructuras. La subestructura del revestimiento técnico y del revestimiento de producción generalmente consta de los siguientes componentes de abajo a arriba: zapata guía de cemento (o zapata guía de hierro fundido + zapata de revestimiento), aro flotante, anillo de soporte, centralizador de revestimiento y pasador rascador de torta de lodo. El propósito de los componentes del dispositivo inferior del revestimiento es hacer que el revestimiento se introduzca suavemente en el pozo y mejorar la calidad de la cementación.
8. Tubo de escape
El revestimiento también se denomina revestimiento de perforación. En un pozo que ha sido entubado, solo la sección de orificio abierto del revestimiento se llena con cemento, y la sarta de revestimiento cuyo vértice no se extiende hasta la boca del pozo se llama revestimiento. Dependiendo del propósito de introducir el revestimiento en el pozo, el revestimiento se puede dividir en revestimiento de producción de petróleo, revestimiento técnico, revestimiento de protección y revestimiento de amarre. El revestimiento de producción se utiliza como revestimiento de terminación en lugar de revestimiento de producción; el revestimiento técnico se utiliza para profundizar el revestimiento técnico; el revestimiento de protección se utiliza para reparar el revestimiento dañado o roto; el revestimiento de amarre es para atar el revestimiento inferior de nuevo al revestimiento técnico, cubriendo el revestimiento dañado.
Conexiones e instalación de tuberías de revestimiento
Las tuberías de revestimiento se fabrican normalmente en secciones de 12 metros con roscas externas en ambos extremos, conectadas mediante acoplamientos, que son tubos cortos con roscas internas diseñados para unir de forma segura cada sección. Los tipos de conexión varían según las condiciones del pozo y los requisitos operativos. Las roscas redondas (roscas de refuerzo) se utilizan comúnmente en pozos estándar debido a su simplicidad y facilidad de instalación, pero ofrecen una resistencia a la tracción menor en comparación con las opciones avanzadas. Las roscas premium están diseñadas para pozos de alta presión y alta temperatura, proporcionando sellos herméticos a los gases y una resistencia a la tracción mejorada, lo que las hace ideales para entornos de perforación profundos y complejos. Para aplicaciones de alta presión extrema, se utilizan conexiones con bridas, que ofrecen un ajuste seguro y a prueba de fugas que mejora la integridad y la seguridad del pozo. Durante la instalación, la tubería de revestimiento se baja al pozo en secciones y se somete a un proceso de cementación, donde el espacio anular entre la tubería de revestimiento y el pozo se llena con lechada de cemento. Este proceso proporciona soporte estructural, aísla diferentes formaciones geológicas y evita la migración de fluidos entre capas, lo que garantiza que el pozo funcione de manera eficiente y segura.
Propiedades mecánicas de las tuberías de revestimiento
1. Resistencia al colapso (resistencia al estallido de la tubería de revestimiento)
Las tuberías de revestimiento deben soportar la presión externa de las formaciones rocosas y los fluidos. La resistencia al colapso depende de:
Diámetro exterior (OD) y espesor de la pared
Resistencia del material y grado de acero
Se necesita una mayor resistencia al colapso en pozos más profundos donde las presiones externas son mayores.
2. Resistencia a la tracción
Las tuberías de revestimiento deben soportar las fuerzas de tracción ejercidas durante la instalación y las operaciones del pozo. La resistencia a la tracción general está influenciada por:
El grado de acero del cuerpo de la tubería de revestimiento.
El tipo de conexión: algunas conexiones roscadas tienen una resistencia a la tracción menor que el cuerpo de la tubería.
La profundidad del pozo: los pozos más profundos requieren tuberías de revestimiento más resistentes.
3. Resistencia a la compresión y al pandeo
Las tuberías de revestimiento están sujetas a cargas axiales y deben resistir fuerzas de compresión que pueden provocar pandeo, especialmente en pozos desviados u horizontales.
Accesorios de revestimiento y equipos para cabezal de pozo
Para garantizar una colocación y funcionalidad adecuadas, las sartas de revestimiento están equipadas con varios accesorios:
Cabeza de revestimiento: Un componente del cabezal del pozo que soporta el peso de la tubería de revestimiento y proporciona un mecanismo de sellado.
Centradores: Dispositivos que mantienen la tubería de revestimiento centrada en el pozo, lo que garantiza una colocación uniforme del cemento.
Raspadores y limpiadores: Se utilizan para limpiar el pozo y mejorar la unión del cemento.
Collares y zapatas flotantes: Ayudan a controlar el flujo de fluido y evitan la contaminación durante la instalación de la tubería de revestimiento.
Estándares API para tuberías de revestimiento
Las tuberías de revestimiento se fabrican de acuerdo con los estándares API 5CT, que definen los grados de material, las propiedades mecánicas y los requisitos de prueba para los productos tubulares de los yacimientos petrolíferos. Los grados de revestimiento más comunes incluyen:
J55/K55: Grados estándar para pozos poco profundos.
N80/L80: Grados de resistencia media para pozos más profundos.
P110: Tubería de revestimiento de alta resistencia para pozos profundos y de alta presión.
Q125: Tubería de revestimiento de ultraalta resistencia para condiciones extremas en los pozos.
Conclusión
La tubería de revestimiento es un componente crucial en la perforación de petróleo y gas, ya que proporciona integridad estructural, control del pozo y aislamiento de la formación. La selección de las tuberías de revestimiento depende de la profundidad del pozo, las condiciones de presión y los requisitos operativos. El diseño adecuado de la tubería de revestimiento garantiza una perforación segura y eficiente, minimizando los riesgos de inestabilidad del pozo, daños a la formación y fallas en el control de la presión.
Al seguir los estándares API 5CT y usar tecnologías de conexión avanzadas, las tuberías de revestimiento ayudan a mantener la integridad de los pozos de petróleo y gas modernos, lo que garantiza el rendimiento y la seguridad del pozo a largo plazo.
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