Al trabajar con herramientas de perforación de pozos de agua , uno de los problemas más problemáticos en el campo es la pérdida de circulación, es decir, cuando el fluido de perforación (o el aire, en los sistemas de perforación con aire) no regresa limpiamente a la superficie, se pierde en formaciones permeables o fracturas, o cuando el pozo colapsa. En el diseño de nuestra línea de herramientas de perforación, especialmente nuestra poco de escariado y accesorios de fondo de pozo relacionados, prestamos mucha atención a las estrategias que ayudan a mitigar la pérdida de circulación y estabilizar el pozo.

Por qué es importante la pérdida de circulación en las herramientas de perforación de pozos de agua

La circulación es esencial para cualquier operación de perforación:

Saca los recortes del pozo, lo que ayuda a mantener un pozo limpio.

Enfría y lubrica la cara de la broca, evitando el desgaste excesivo.

Ejerce presión hidrostática para soportar las paredes del pozo y evitar el colapso.

Causas comunes de pérdida de circulación y lo que preocupa a los operadores

Antes de proponer soluciones, conviene enumerar los mecanismos o desencadenantes típicos de la pérdida de circulación que los usuarios suelen informar:

Zonas de rocas fracturadas o altamente permeables

A medida que el pozo penetra en roca fracturada o formación con fisuras, el fluido de perforación puede infiltrarse en estas grietas en lugar de fluir hacia arriba por el anillo.

Paredes de pozo inestables/zonas de colapso

En formaciones blandas o no consolidadas, la pared del pozo puede desprenderse o colapsar, bloqueando parcialmente el flujo o consumiendo fluido.

Ampliación del agujero fuera de tolerancia/lavados

Si el pozo se vuelve más ancho de lo esperado (lavados), es posible que el fluido no regrese de manera eficiente y los recortes pueden depositarse en puntos bajos.

Interferencia en el diseño o colocación de herramientas

La colocación inadecuada de la broca escariadora, el abridor de agujeros o los estabilizadores auxiliares puede bloquear las vías de flujo.

Mala configuración del sistema de circulación (velocidad de bombeo insuficiente, baja presión, propiedades inadecuadas del fluido)

Incluso si las herramientas están bien diseñadas, el sistema de circulación en superficie y en el fondo del pozo deben coincidir.

Los usuarios suelen preguntar:

"Si pierdo la circulación, ¿cuánto líquido necesito inyectar para superarlo?"

“¿Puedo escarbar a través de una zona de pérdida de circulación y aún así mantener el flujo hacia la superficie?”

“¿Debo reducir la velocidad de la broca o cambiar la geometría de la herramienta para ayudar?”

“¿Qué diseños de brocas escariadoras o herramientas de perforación ayudan a preservar la circulación?”

Cómo diseñar y utilizar herramientas de perforación de pozos de agua para mitigar la pérdida de circulación

1. Optimice la geometría de la herramienta y los conductos de flujo.

Puertos y boquillas de flujo más grandes o más efectivos: asegúrese de que la broca escariadora y el abridor de orificios tengan boquillas del tamaño adecuado para permitir el flujo de retorno incluso si se produce un bloqueo parcial.

Espacio libre entre cuchilla y brazo: Diseñe los brazos (o cuchillas) escariadores y la ubicación del cortador de manera que no invadan excesivamente la trayectoria del flujo anular.

Canales de derivación o lavado internos: incorpore puertos de derivación o ranuras de lavado internas para que el fluido pueda evitar las obstrucciones.

Materiales resistentes al desgaste: utilice aleaciones y recubrimientos duraderos para que la erosión o el desgaste desigual no degraden la capacidad de flujo con el tiempo.

2. Proporcionar funciones flexibles/retráctiles

Algunas herramientas avanzadas permiten brazos retráctiles o tamaños de escariador ajustables para que en secciones de roca débil o fracturada se pueda reducir la agresividad del escariado, reduciendo el riesgo de un agrandamiento excesivo que puede empeorar la circulación. (Esto es algo análogo a los diseños de ensanchador utilizados en pozos de petróleo y gas)

3. Utilice un escariado controlado/por etapas

En lugar de escariar el calibre completo en una sola pasada, escariado en etapas. Comience con una pasada más ligera (corte menos agresivo) para evaluar cómo responde la formación, mantener una buena circulación y luego expandirse progresivamente. Esto evita impactar la formación con un corte demasiado grande.

4. Sistema de circulación de partidos y parámetros operativos.

Incluso el diseño ideal de la herramienta no puede compensar completamente una configuración de circulación deficiente. Recomendaciones clave:

Mantener suficiente velocidad de bombeo y presión para superar las pérdidas de la formación.

Utilice aditivos de lodo o materiales de pérdida de circulación (LCM) cuando esté permitido para sellar temporalmente las microfracturas.

Monitoree de cerca los volúmenes de retorno, las presiones y las condiciones del pozo.

Si la circulación comienza a degradarse, reduzca las RPM/peso por bit y posiblemente realice un ensanchamiento posterior o una circulación inversa temporalmente.