Tipos de tubería de revestimiento de perforación

En las operaciones de perforación y producción de yacimientos petrolíferos, "Casing" se refiere al tubo utilizado como revestimiento de un pozo para evitar que la pared del pozo fluya o colapse. Es una parte permanente bajo tierra y el fondo de la carcasa se fija con cemento. A veces el cemento vuelve a la superficie. La mayoría de los diámetros exteriores de las carcasas son de 114,3 mm o más. La tubería más interna del pozo se llama tubería. Los fluidos del fondo del pozo son llevados a la superficie a través de tuberías, que pueden separarse de la tubería de revestimiento mediante un separador de producción. La tubería a menudo se saca del pozo y, a veces, es necesario reemplazarla. La mayoría de los tubos de aceite tienen un diámetro exterior de 114,3 mm o menos.

Tipos de tubería de revestimiento de perforación:

Los entornos de perforación a menudo requieren varias capas de tubería de revestimiento para lograr la profundidad total deseada del pozo. Cada capa de tripa se puede dividir en:

(1) Revestimiento del Conductor

Ubicado en la capa más externa del pozo, su función principal es soportar el pozo durante las operaciones de perforación e impedir la caída de grava superficial y roca suelta. El diámetro del revestimiento del conductor suele oscilar entre 50 y 90 cm. Equivale a la cimentación o al refuerzo inicial del terreno en la construcción de un edificio.

(2) Revestimiento Estructural
Esta capa de revestimiento se ubica entre el conductor y la tubería de superficie. Cuando se enfatiza su función de soporte estructural, en la mayoría de los casos, se refiere al conductor que se baja primero y desempeña una función de soporte estructural. Constituye la cimentación de toda la estructura del pozo y proporciona soporte estructural para todas las operaciones de perforación posteriores y los equipos de boca de pozo. El revestimiento estructural puede solucionar fugas adicionales del pozo, problemas de colapso del pozo y minimizar los problemas de arremetida en formaciones de gas poco profundas.

En algunos contextos, especialmente cuando la principal consideración de diseño del revestimiento de superficie es soportar equipos pesados de boca de pozo, también se denomina "revestimiento estructural". En este caso, se refiere a la carcasa de superficie, porque proporciona la base de instalación más directa para el dispositivo de prevención de explosiones.

(3) Revestimiento de Superficie
El propósito del revestimiento de superficie inferior es diverso, incluyendo aislar la capa de agua dulce, prevenir colapsos y fugas, aislar la sección débil que no soporta la contrapresión del pozo, proporcionar las condiciones para la instalación del preventor de reventones y soportar el peso de todos los revestimientos menores que el revestimiento de superficie.

El revestimiento de superficie y el revestimiento intermedio son necesarios en casi todos los pozos. La normativa suele exigir que el revestimiento de superficie penetre y aísle todas las capas de agua dulce. Si la capa de agua dulce local es profunda, se requiere un revestimiento de superficie más largo. Si bien la longitud no determina directamente el diámetro, los pozos más profundos suelen implicar condiciones de fondo más complejas, lo que afecta indirectamente la selección del tamaño. Los tamaños comunes son 13 3/8 pulgadas, 16 pulgadas y 9 5/8 pulgadas.

Debido a problemas ambientales, algunos países/regiones tienen normativas estrictas al respecto. El revestimiento de superficie puede aislar las capas de agua dulce del pozo petrolero, protegiendo estas áreas de la contaminación durante la perforación y la terminación.

(4) Revestimiento Intermedio
Generalmente, el revestimiento intermedio es la sección más larga del pozo. Se utiliza para minimizar los daños que la formación subterránea pueda causar al pozo. También ayuda a mantener la presión hidrostática a un nivel adecuado para evitar reventones.

Su principal uso se debe a que durante la perforación se encuentran capas de alta presión, y se necesita un fluido de perforación de alta densidad para controlar una presión anormalmente alta. Las formaciones poco profundas y débiles deben protegerse para evitar fugas o atascamientos de tuberías. En algunos casos especiales, el revestimiento intermedio también se utiliza para aislar capas de sal o capas de esquisto expansivas y en colapso.

(5) Revestimiento de Producción
También conocido como revestimiento de la capa petrolífera, el revestimiento de producción es la última sección de la capa del pozo y la parte más profunda. Permite conectar la capa petrolífera con el suelo. La función de esta sarta es separar la capa de producción de otras formaciones, formar un pozo de trabajo con un diámetro determinado, para así penetrar en la capa de producción y proteger la tubería y el equipo de producción.

(6) Revestimiento
La función del revestimiento es la misma que la del revestimiento intermedio. El revestimiento se extiende desde el fondo del pozo hacia arriba, dentro del revestimiento intermedio, pero no llega a la superficie. Los revestimientos se utilizan a menudo para ahorrar dinero al no extender la sarta hasta la superficie, a la vez que se logra el objetivo de controlar la presión y los gradientes de fractura.

En esencia, un revestimiento de revestimiento es una sarta de revestimiento intermedio que no llega hasta la superficie. Se suspende en o sobre la zapata de revestimiento anterior y generalmente se le aplica lechada en toda su longitud para asegurar su sellado dentro de la sarta de revestimiento anterior. La instalación del revestimiento ayuda a lograr un control y una gestión más eficientes y fiables del pozo petrolero, mejorando así la eficiencia de producción y prolongando su vida útil.

(7) Sarta de respaldo

El revestimiento también se utiliza a menudo como parte del entubado de producción, en lugar de tender una sarta separada desde la superficie hasta la capa de producción. El revestimiento puede devolverse a la superficie con una cantidad adecuada de tubería desde su parte superior.

Comparación de la Profundidad de Perforación:

Revestimiento conductor: Ubicado en la capa más externa, la más superficial (20-100 metros).
Revestimiento de superficie: Ubicado dentro del revestimiento conductor, la segunda capa. Somero (100-500 metros).
Revestimiento intermedio: Ubicado dentro del revestimiento superficial, la capa intermedia. De profundidad media a profunda (cientos a miles de metros).
Revestimiento de producción: Capa más interna, la última capa. La más profunda (alcanzando el yacimiento).

Profundidad de Perforación y Lógica de Posición:
De superficial a profundo, de grande a pequeño: El proceso de perforación es como una carrera de relevos. Primero, se perfora un pozo grande y superficial desde la superficie y se instala el revestimiento conductor. Luego, se utiliza una broca más pequeña para perforar un pozo más profundo dentro del revestimiento conductor y se instala el revestimiento de superficie. Se repite este proceso, capa por capa, hasta instalar el revestimiento de producción final.

Progresión Funcional:
a. Conductores y Revestimiento de Superficie → Enfoque en un "Inicio Seguro": Abordan los problemas cerca del cabezal del pozo y a poca profundidad, priorizando la protección ambiental y el establecimiento de una plataforma de trabajo segura. Sin ellos, un pozo simplemente no puede perforarse.
b. Revestimiento Intermedio → Se centra en la "Garantía del Proceso": Aborda los obstáculos encontrados durante la perforación. Es dinámico y está diseñado a medida para garantizar que el equipo de perforación pueda alcanzar su objetivo de forma segura.
c. Revestimiento de Producción → Se centra en el "Objetivo Final": Aborda los problemas de producción a largo plazo durante todo el ciclo de vida del pozo de petróleo y gas. Su calidad e integridad están directamente relacionadas con la tasa de recuperación y el rendimiento económico del yacimiento.

Características únicas del "liner":
El liner no es una capa independiente de revestimiento, sino un proceso continuo. No se extiende hasta el cabezal del pozo, sino que está suspendido en la parte inferior del revestimiento superior. Puede ser un liner técnico o de producción. Sus principales ventajas son el ahorro de costos y la reducción de peso.

El significado del grado de acero para perforar tuberías de revestimiento:

En la norma API SPEC5CT, el grado de acero de la carcasa y la tubería indica su límite elástico y algunas características especiales. Las marcas de calidad del acero suelen estar representadas por 1 letra y 2 o 3 números, como N80. En la mayoría de los casos, según el orden de las letras del alfabeto, cuanto más tardía sea la letra, mayor será el límite elástico de la tubería. Por ejemplo, el límite elástico del acero de grado N80 es mayor que el del J55.

La notación numérica está determinada por el límite elástico mínimo de la tubería expresado en miles de libras por pulgada cuadrada. Por ejemplo: el límite elástico mínimo del acero de grado N80 es 550Mpa.

Los grados de acero de carcasa enumerados en la norma API SPEC5 CT son: H40, J55, K55, N80, M65, L80, C90, C95, T59, P110, Q125; los grados de acero de la carcasa son: H40, J55, N80, L80, C90, T59, P110.

Read more: Casing pipe VS Drill pipe or API 5CT Casing and Tubing Grade and Specification