En mis primeros días como técnico de campo de MWD escuché historias de terror sobre lo que comúnmente se conoce como "ruido de la bomba". Enseguida me di cuenta de la importancia de aprender a identificar correctamente este "ruido". Por la forma en que me lo explicaron, esta habilidad podría evitar que la empresa en la que trabajas pierda un empleo con una empresa de exploración, satisfacer a tu supervisor o incluso permitirte llegar a ser considerado un héroe dentro de tu organización si has demostrado ser hábil en esta habilidad.

"Ruido de bombeo " es una referencia a una inestabilidad en la presión de superficie creada por las bombas de lodo de una plataforma de perforación moderna, a menudo confundida con cualquier fluctuación de presión a una frecuencia similar a los pulsos generados por un pulsador de lodo, pero causada por una fuente externa al pulsador de lodo. Este cambio de presión es lo que impide que el descodificador comprenda correctamente lo que la herramienta MWD intenta comunicar. Durante la mayor parte del primer año de aprendizaje de mi función, asumí erróneamente que todo "ruido" sería algo audible para el oído humano, pero rara vez es así.

En un entorno de perforación ideal, la presión de superficie se mantendrá constante y todos los aumentos y disminuciones de presión serán graduales. De este modo, cuando la válvula del pulsador se cierra (pulsa), es fácilmente detectable en superficie por los ordenadores. Lamentablemente, los entornos de perforación rara vez son perfectos y hay muchas cosas que pueden emular un pulso, causando así una entrega de datos pobre o inexacta a la superficie. Esta desafortunada circunstancia obliga a detener las operaciones de perforación hasta que los datos puedan descodificarse de nuevo en la superficie. Esta pausa en el proceso de perforación se conoce comúnmente como NPT o tiempo no productivo. Para quienes no estén familiarizados con estos conceptos, les explicaré algunos de los aspectos básicos.

¿Qué es un pulsador?

Un pulsador de lodo es una válvula que inhibe brevemente el flujo del fluido de perforación que viaja a través de la sarta de perforación, creando una subida y bajada bruscas de la presión que se ve en la superficie, también conocida como "pulso".

Comprender la trayectoria del fluido de perforación (lodo)

Dependiendo de si el fluido de perforación circula en circuito cerrado o abierto, se extraerá de un tanque o de un depósito revestido de plástico mediante una serie (o una) de bombas de lodo y se canalizará a la tubería vertical, que sube por la torre de perforación hasta la manguera Kelly, pasa por la tubería de reserva y desciende por la tubería de perforación (sarta de perforación). A través de la rejilla del filtro, pasa por un agitador o excitador, rodea la herramienta MWD, atraviesa un motor de lodo y sale por las boquillas de la broca. En este punto, el fluido comienza su viaje de vuelta a la plataforma de perforación a través del anillo, pasa por el BOP y luego sale de la línea de flujo y pasa por los agitadores de esquisto y/o vuelve al depósito de fluido.

No siempre son las bombas de lodo

Mi éxito como técnico de campo y eficaz solucionador de problemas dependió en gran medida del dominio de estos fundamentos. Como se puede deducir, hay muchos componentes implicados en este conducto por el que telemetraja un pulsador de lodo. La forma en que muchos de estos componentes interactúan con el fluido de perforación puede cambiar repentinamente de manera que se produzcan ligeros cambios bruscos de presión, a menudo denominados "ruido". Este "ruido" crea dificultades para el decodificador al reducir o aumentar repentinamente la presión de forma que el decodificador interpreta un pulso. Para aislar estos problemas, primero hay que reconocer su posible existencia. A continuación daré algunos ejemplos de algunos de estos casos:

Filtrado inadecuado de un sistema de bucle abierto:

En ocasiones, las rejillas de aspiración de las mangueras de entrada son demasiado grandes, fallan o se sueltan, lo que permite la entrada de residuos de gran tamaño en el sistema de lodos. Dependiendo del tamaño de los residuos y un poco de suerte, pueden acabar en una zona que inhibirá el flujo, lo que circunstancialmente provocará una fluctuación repentina de la presión.

Aditivos de fluidos mezclados de forma inconsistente:

Cualquier forma sólida de aditivo de fluido de perforación, si se mezcla de forma incorrecta o inconsistente, puede restringir la trayectoria del flujo del fluido dando lugar a un aumento de presión. Esto puede ocurrir sobre todo en la propia válvula del pulsador, pero no es el único resultado posible. También pueden verse afectadas otras partes del sistema. LCM o pérdida de material de circulación es, con mucho, el aditivo más común, pero el que menos se tiene en cuenta. Es importante que un técnico de MWD sea consciente de lo que se añade al fluido de perforación, independientemente de que no haya LCM. A lo largo de los años, he visto cómo otros aditivos mezclados incorrectamente causaban toda una serie de problemas relacionados con la presión.

Chunking del motor:

Este es un término utilizado específicamente para referirse al deterioro de la goma del estator del motor de lodo, que se rompe en trozos pequeños y pasa a través de las boquillas de la broca. Los breves picos de presión que se producen cuando los trozos de goma atraviesan una o varias boquillas de la barrena pueden interpretarse erróneamente como impulsos.

Aire en el lodo:

A veces, cuando el lodo se desplaza o la succión de una bomba no está completamente sumergida, se introducen pequeñas burbujas de aire en el fluido de perforación. Dado que el aire se comprime y el fluido no, las pulsaciones pueden disminuir considerablemente y a veces ser inexistentes.

Limpieza deficiente del pozo

Los recortes de formación que permanecen en el fondo del pozo pueden provocar lo que se conoce como "pack-off" del espacio anular, que suele causar una evolución más lenta de la presión. Aunque es menos probable que un pack-off provoque problemas de descodificación importantes, puede hacerlo.

Fallo del equipo de superficie:

Los equipos de superficie defectuosos, como los transductores y los cables de los transductores, pueden ocasionalmente permitir la entrada de corriente externa al circuito en el cable de señal, dando lugar a lo que parece ser un aumento de presión en el descodificador. Cuando la descodificación es deficiente, estos son algunos de los primeros equipos que deben sustituirse.

Formación, rebote de la broca, mordedura de la broca y calado intermitente del motor:

Como muchos de ustedes saben, el motor de lodo de fondo de pozo es lo que permite a la mayoría de los equipos de perforación dirigir un pozo a un lugar determinado. El motor genera las RPM de la barrena convirtiendo la velocidad del fluido en RPM del rotor/barrena, lo que también se conoce como potencia hidráulica. Cualquier elemento del fondo del pozo que interactúe con la broca afectará inevitablemente a la presión de superficie. Uno de los más comunes es el peso de la broca. A medida que aumenta el peso de la barrena, también lo hace la presión superficial. Es importante tener en cuenta que un peso constante tiende a ser útil para el descodificador al aumentar la amplitud de los impulsos, pero un peso irregular de la broca, dependiendo de la frecuencia del cambio, puede afectar negativamente a la descodificación. El rebote del bit, la mordedura del bit y la transferencia de peso inconsistente pueden provocar una oscilación de la presión que resulte en una descodificación deficiente. Una velocidad o un tipo de broca inadecuados en relación con una formación dada son también otros ejemplos de posibles culpables.

Ejemplos reales de ruido de las bombas

Con el tiempo, los componentes de la bomba de lodo se desgastan hasta el punto de fallar. Los pistones de la bomba, las camisas, las válvulas y los asientos de las válvulas son componentes necesarios para generar una presión estable. Estas son las piezas móviles en el lado del fluido de la bomba y el punto de fallo más frecuente. Otro posible culpable, pero menos común, es un amortiguador de pulsaciones cargado inadecuadamente. El deterioro de las mangueras de goma en cualquier punto del recorrido del fluido, desde la bomba de lodo hasta el submarino del ahorrador, como una manguera Kelly, puede causar una oscilación ocasional de la presión.

Si pudiera cambiar algo del sector de la perforación direccional actual, sería eliminar el término "ruido de la bomba". Este término engañoso por sí solo ha causado confusión a innumerables personas que trabajan en un equipo de perforación. Por otro lado, me alegro de haber aprendido estas lecciones por las malas, porque parecen grabadas en mi memoria. A medida que la tecnología mejora, también lo hacen las oportunidades para que las empresas de tecnología de MWD ofrezcan soluciones útiles. Soluciones que ayuden a los proveedores de servicios de MWD a aislar o superar adecuadamente los retos que conducen a problemas de descodificación. Como sector, hemos avanzado mucho desde que yo empecé, pero aún queda mucho por hacer. Me alegra poder utilizar mis experiencias contribuyendo a una organización capaz de reconocer y superar estos obstáculos mediante el desarrollo de nuevas tecnologías.