Presiones anormales

1. ELECTIVA IV
PRESIONES ANORMALES Y
CONTROL DE POZOS
DEFINICIONES BASICAS
Presentado por:
Ismael Parra
CI.-26490062

2. GRADIENTE DE PRESION
• EL CAMBIO PRODUCIDO EN LA PRESIÓN POR UNIDAD DE PROFUNDIDAD, EXPRESADO
NORMALMENTE EN UNIDADES DE PSI/PIE O KPA/M. LA PRESIÓN SE INCREMENTA EN FORMA
PREDECIBLE CON LA PROFUNDIDAD, EN LAS ÁREAS DE PRESIÓN NORMAL. EL GRADIENTE DE
PRESIÓN HIDROSTÁTICA NORMAL PARA EL AGUA DULCE ES DE 0,433 PSI/PIE, O 9,792 KPA/M,
Y DE 0,465 PSI/PIE PARA EL AGUA CON 100 000 PPM DE SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES (UN
AGUA TÍPICA DE LA COSTA DEL GOLFO), O 10,516 KPA/M. LAS DESVIACIONES RESPECTO DE
LA PRESIÓN NORMAL SE DESCRIBEN COMO PRESIÓN ALTA O BAJA.

3. PROFUNDIDAD VERTICAL VERDADERA Y
PROFUNDIDAD MEDIDA
• LA DISTANCIA VERTICAL EXISTENTE ENTRE UN PUNTO EN EL POZO (USUALMENTE LA PROFUNDIDAD ACTUAL O FINAL) Y
UN PUNTO EN LA SUPERFICIE, GENERALMENTE LA ELEVACIÓN DEL BUJE DEL VÁSTAGO DE PERFORACIÓN ROTATIVO
(RKB). ÉSTA ES UNA DE LAS DOS MEDICIONES PRINCIPALES DE PROFUNDIDAD UTILIZADAS POR LOS PERFORADORES. LA
OTRA ES LA PROFUNDIDAD MEDIDA. LA TVD ES IMPORTANTE PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS PRESIONES DE FONDO
DE POZO, QUE SON CAUSADAS EN PARTE POR LA ALTURA HIDROSTÁTICA DEL FLUIDO EN EL POZO. PARA ESTE
CÁLCULO, LA PROFUNDIDAD MEDIDA ES IRRELEVANTE Y DEBE UTILIZARSE LA TVD. EN RELACIÓN CON LA MAYORÍA DE
LAS OTRAS OPERACIONES, AL PERFORADOR LE INTERESA LA LONGITUD DEL POZO O CUÁNTA TUBERÍA CABERÁ EN
ÉSTE. PARA ESAS MEDICIONES, SE UTILIZA LA PROFUNDIDAD MEDIDA, NO LA TVD. SI BIEN LA BRIGADA DE
PERFORACIÓN DEBE TENER CUIDADO PARA DESIGNAR A QUÉ MEDICIÓN SE ESTÁ REFIRIENDO, SI NO SE UTILIZA
NINGUNA DESIGNACIÓN, GENERALMENTE SE HACE ALUSIÓN A LA PROFUNDIDAD MEDIDA. OBSÉRVESE QUE LA
PROFUNDIDAD MEDIDA, DEBIDO A LAS CURVAS INTENCIONALES O NO INTENCIONALES DEL POZO, SIEMPRE ES MAYOR
QUE LA PROFUNDIDAD VERTICAL VERDADERA.

4. PRESION HIDROSTATICA
• LA PRESIÓN PRONOSTICADA NORMAL, CORRESPONDIENTE A UNA PROFUNDIDAD DADA, O LA
PRESIÓN EJERCIDA POR UNIDAD DE ÁREA POR UNA COLUMNA DE AGUA DULCE DESDE EL
NIVEL DEL MAR HASTA UNA PROFUNDIDAD DADA. LA PRESIÓN DE PORO ANORMALMENTE
BAJA PODRÍA TIENE LUGAR EN LAS ZONAS EN LAS QUE LOS FLUIDOS HAN SIDO DRENADOS,
TAL ES EL CASO DE UN YACIMIENTO DE HIDROCARBUROS AGOTADO. LA PRESIÓN DE PORO
ANORMALMENTE ALTA PODRÍA TENER LUGAR EN LAS ZONAS EN LAS QUE EL SEPULTAMIENTO
DE LOS SEDIMENTOS RELLENOS CON AGUA POR UN SEDIMENTO IMPERMEABLE, TAL COMO LA
ARCILLA, FUE TAN RÁPIDO QUE LOS FLUIDOS NO PUDIERON FILTRARSE Y LA PRESIÓN DE
PORO SE INCREMENTÓ CON EL INCREMENTO DE LA PROFUNDIDAD DE SEPULTAMIENTO.

5. PRESION DE SOBRECARGA
• ES LA PRESIÓN EJERCIDA POR EL PESO TOTAL DE LOS MATERIALES (SEDIMENTOS Y FLUIDOS)
SOBREPUESTO A UNA FORMACIÓN EN PARTICULAR A DETERMINADA PROFUNDIDAD.
• EL GRADIENTE DE PRESIÓN TOTAL DE SOBRECARGA TEÓRICO, SE TOMA COMO 0.231 KG/
CM2 /M (1.0 PSI / PIE), YA QUE SE HA CALCULADO EN TÉRMINOS DE PROMEDIO DE LAS
CONDICIONES DE LAS ROCAS, COMO EN LA POROSIDAD, DENSIDAD DE LOS SEDIMENTOS Y
LOS FLUIDOS CONTENIDOS. GENERALMENTE, DICHO GRADIENTE EN UN ÁREA DETERMINADA
DE PERFORACIÓN, ES MENOR QUE EL TEÓRICO.

6. PRESION DE FORMACION
• ES LA PRESIÓN QUE EJERCEN LOS FLUIDOS EN LOS POROS DE LAS ROCAS. LLAMÁDOS
TAMBIÉN, PRESIÓN DE PORO, DE YACIMIENTO, DE ROCA Y DE FONDO.
• LAS PRESIONES DE FORMACIÓN SE CLASIFICAN EN: NORMALES, SUBNORMALES, Y
ANORMALES, DEPENDIENDO DE LA DENSIDAD DEL LODO REQUERIDO PARA CONTROLARLAS.

7. PRESION NORMAL DE FORMACION
• LAS FORMACIONES CON PRESIÓN NORMAL, SON AQUELLAS QUE SE PUEDEN CONTROLAR
CON UNA DENSIDAD DEL ORDEN DE LA DEL AGUA SALADA. ESTA PRESIÓN ES ORIGINADA POR
UN YACIMIENTO ABIERTO. SE TIENE QUE EN LA COSTA DEL GOLFO DE MÉXICO, HAY UN
GRADIENTE DE PRESIÓN NORMAL DE FORMACIÓN DE 0.107 KG/CM2/M,
CORRESPONDIÉNDOLE A LA PRESIÓN QUE EJERCE UNA COLUMNA DE AGUA SALADA DE 1.07
GR/CM3, CON UNA SALINIDAD APROXIMADAMENTE DE 80,000 P.P.M. DE CLORUROS

8. PRESION ANORMAL DE FORMACION
• LAS FORMACIONES CON PRESIONES ANORMALES, SON AQUELLAS QUE SE PUEDEN CONTROLAR
CON DENSIDADES MAYORES DE 1.07 GR/CM3. ALGUNOS CONSIDERAN QUE LAS FORMACIONES
CON PRESIONES ANORMALES, SON DEPÓSITOS O YACIMIENTOS CERRADOS NO CONECTADOS A
LA SUPERFICIE. LOS DEPÓSITOS DE ESTE TIPO GENERALMENTE SE ENCUENTRAN ASOCIADOS CON
GRUESAS FORMACIONES DE SEDIMENTOS ARRIBA Y ABAJO. GENERALMENTE SE CREE QUE EL AGUA
EXPRIMIDA FUERA DE LOS SEDIMENTOS DEBIDO AL PESO DE LAS ROCAS SE PUEDE ACUMULAR EN
LAS ZONAS DE ARENAS MÁS PERMEABLES Y SI SE ATRAPAN CREARÁN PRESIONES EXCESIVAS. ES
DECIR, QUE ESTAS PRESIONES SE GENERAN USUALMENTE POR LA COMPRESIÓN QUE SUFREN LOS
FLUIDOS DE LA FORMACIÓN (O LAS LUTITAS ADYACENTES) DEBIDO AL PESO DE LOS ESTRATOS
SUPRAYACENTES. SÍ LA FORMACIÓN ESTÁ COMPLETAMENTE SELLADA, LOS FLUIDOS NO PUEDEN
ESCAPAR, SOPORTANDO ÉSTOS, PARTE DE LA PRESIÓN DE SOBRECARGA.

9. PRESION SUBNORMAL DE FORMACION
• OCURRE CUANDO LA PRESIÓN DE LA FORMACIÓN ES MENOR QUE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA
TEÓRICA PARA UNA PROFUNDIDAD VERTICAL DADA. CORRESPONDE A YACIMIENTOS
NATURALMENTE FRACTURADOS O FORMACIONES AGOTADAS.

10. PRESION DE FRACTURA
• ES LA PRESIÓN A LA CUAL SE PRESENTA FALLA MECÁNICA DE UNA FORMACIÓN, ORIGINÁNDOSE UNA PÉRDIDA
DE CIRCULACIÓN. ESTAS PRESIONES SE PUEDEN ORIGINAR POR TRABAJAR CON LODOS DE ALTA DENSIDAD,
CAMBIOS BRUSCOS DE PRESIÓN AL METER T.P. (EFECTO DEL PISTÓN), MANTENER DEMASIADO TIEMPO
CERRADO EL POZO EN CASO DE UN BROTE CON GAS Y MANTENER UNA PRESIÓN ARRIBA DE LA PRESIÓN
MÁXIMA PERMISIBLE EN EL CONTROL DE UN BROTE.
• LAS FORMACIONES DE EDAD GEOLÓGICA RECIENTE DE POCA PROFUNDIDAD CONTIENEN
PROPORCIONALMENTE MÁS AGUA Y SON MÁS POROSAS Y POR LO TANTO SON MÁS LIGERAS QUE LAS
ROCAS MÁS PROFUNDAS Y SE FRACTURAN A PRESIONES MÁS BAJAS QUE LAS ROCAS MÁS DENSAS Y MÁS
COMPRIMIDAS QUE SE ENCUENTRAN A MAYOR PROFUNDIDAD. SIN EMBARGO, TAMBIÉN, ESTAS PRESIONES
APARECEN EN LAS FORMACIONES GEOLÓGICAS MÁS VIEJAS QUE SE ENCUENTRAN A MAYOR PROFUNDIDAD.

11. PRESION DE FONDO EN EL POZO
• LA PRESIÓN, MEDIDA GENERALMENTE EN LIBRAS POR PULGADA CUADRADA (PSI), EXISTENTE EN EL FONDO DEL POZO. ESTA PRESIÓN
PUEDE SER CALCULADA EN UN POZO ESTÁTICO RELLENO DE FLUIDO CON LA ECUACIÓN:
BHP = MW * PROFUNDIDAD * 0,052
DONDE BHP ES LA PRESIÓN DE FONDO DE POZO EN LIBRAS POR PULGADA CUADRADA, MW ES EL PESO DEL LODO EN LIBRAS POR
GALÓN, LA PROFUNDIDAD ES LA PROFUNDIDAD VERTICAL VERDADERA EN PIES, Y 0,052 ES UN FACTOR DE CONVERSIÓN SI SE
UTILIZAN ESTAS UNIDADES DE MEDIDA. EN LOS POZOS EN CIRCULACIÓN, EL INCREMENTO DE LA BHP ES EQUIVALENTE A MAGNITUD DE
LA FRICCIÓN DEL FLUIDO EN EL ESPACIO ANULAR. EL GRADIENTE DE BHP DEBE EXCEDER EL GRADIENTE DE PRESIÓN DE FORMACIÓN
PARA EVITAR UN INFLUJO DEL FLUIDO DE FORMACIÓN EN EL POZO.
POR OTRA PARTE, SI LA BHP (INCLUIDA LA PRESIÓN ADICIONAL DE FRICCIÓN DEL FLUIDO DE UN FLUIDO EN PROCESO DE FLUJO) ES
DEMASIADO ALTA, UNA FORMACIÓN DÉBIL PUEDE FRACTURARSE Y CAUSAR UNA PÉRDIDA DE FLUIDOS DEL POZO. LA PÉRDIDA DE
FLUIDO EN UNA FORMACIÓN PUEDE SER SEGUIDA POR EL INFLUJO DE FLUIDO DESDE OTRA FORMACIÓN.

12. PRESION DIFERENCIAL
• EN GENERAL, UNA MEDICIÓN DE LA FUERZA DEL FLUIDO POR UNIDAD DE ÁREA (EXPRESADA EN
UNIDADES TALES COMO LIBRAS POR PULGADA CUADRADA) SUSTRAÍDA DE UNA MEDICIÓN
MÁS ALTA DE LA FUERZA DEL FLUIDO POR UNIDAD DE ÁREA. ESTA COMPARACIÓN PODRÍA
REALIZARSE ENTRE LAS PRESIONES EXTERNAS E INTERNAS DE UNA TUBERÍA, ANTES Y DESPUÉS
DE UNA OBSTRUCCIÓN EN UN TRAYECTO DE FLUJO, O SIMPLEMENTE ENTRE DOS PUNTOS A
LO LARGO DE CUALQUIER TRAYECTO DE FLUIDO, TALES COMO DOS PUNTOS A LO LARGO DEL
INTERIOR DE UNA TUBERÍA O EN UN EMPACADOR.

13. SOBRE BALANCE
• LA CANTIDAD DE PRESIÓN (O FUERZA POR UNIDAD DE ÁREA) EN EL POZO QUE SUPERA LA PRESIÓN
DE FLUIDOS EN LA FORMACIÓN. ESTE EXCESO DE PRESIÓN ES NECESARIA PARA EVITAR QUE LOS
LÍQUIDOS DEL YACIMIENTO (PETRÓLEO, GAS, AGUA) PUEDAN ENTRAR EN EL POZO. SIN EMBARGO,
SE PUEDE DISMINUIR EL PROCESO DE PERFORACIÓN DE FORMA EFECTIVA, EL FORTALECIMIENTO DE
LA ROCA CERCA DEL POZO Y LA LIMITACIÓN DE LA ELIMINACIÓN DE RECORTES DE PERFORACIÓN
EN LA BROCA. ADEMÁS, LAS ALTAS PRESIONES HACEN PERDER EL EQUILIBRIO, JUNTO CON LAS
PROPIEDADES DE BARRO POBRES, PUEDEN CAUSAR PROBLEMAS DE DIFERENCIAL. DEBIDO A QUE
LAS PRESIONES DE DEPÓSITO VARÍAN DE UNA FORMACIÓN A OTRA, MIENTRAS QUE EL BARRO ES
DE UNA DENSIDAD RELATIVAMENTE CONSTANTE, PERDER EL EQUILIBRIO PUEDE VARÍAR DE UNA
ZONA A OTRA.

14. BAJO BALANCE
• A CANTIDAD DE PRESIÓN (O FUERZA POR UNIDAD DE ÁREA) EJERCIDA SOBRE UNA
FORMACIÓN EXPUESTA EN UN POZO, POR DEBAJO DE LA PRESIÓN INTERNA DEL FLUIDO DE
ESA FORMACIÓN. SI EXISTE SUFICIENTE POROSIDAD Y PERMEABILIDAD, LOS FLUIDOS DE
FORMACIÓN INGRESAN EN EL POZO. LA VELOCIDAD DE PERFORACIÓN HABITUALMENTE SE
INCREMENTA A MEDIDA QUE SE ALCANZA UNA CONDICIÓN DE BAJO BALANCE.

15. ARREMETIDA
• LA ARREMETIDA, O SEA EL DESBORDAMIENTO DE FLUIDOS (GAS Y/O PETRÓLEO, AGUA: FRESCA O SALADA) DE
LA FORMACIÓN HACIA EL HOYO, OCURRE CUANDO LA PRESIÓN EJERCIDA POR EL FLUIDO DE PERFORACIÓN EN
EL HOYO ES MENOR QUE LA PRESIÓN QUE TIENEN ALGUNAS DE LAS FORMACIONES PERFORADAS O LA
FORMACIÓN QUE ESTÁ SIENDO PENETRADA POR LA BARRENA.
• LAS MANIFESTACIONES DE LA ARREMETIDA SE CAPTAN EN LA SUPERFICIE POR EL AUMENTO DE VOLUMEN DE
FLUIDO EN EL TANQUE Y POR EL COMPORTAMIENTO SIMULTÁNEO DE LAS PRESIONES EN LA SARTA Y EL
ESPACIO ANULAR. LA MAGNITUD DEL VOLUMEN ADICIONAL DE FLUIDO DESCARGADO DA IDEA DE LA
GRAVEDAD DE LA SITUACIÓN. LA APRECIACIÓN PRECOZ DEL TIPO DE FLUIDO DESBORDADO AYUDARÁ A
PONER EN EJECUCIÓN UNO DE LOS VARIOS MÉTODOS ADECUADOS DE CONTENCIÓN, CUYA FINALIDAD, NO
OBSTANTE LAS DIFERENCIAS DE PROCEDIMIENTOS, ES PERMITIR ACONDICIONAR EL FLUIDO DE PERFORACIÓN
AL PESO REQUERIDO Y BOMBEARLO AL HOYO YA QUE MIENTRAS TANTO SE CONTROLA EL COMPORTAMIENTO
DEL FLUJO POR EL ESPACIO ANULAR PARA DESCARGAR LA ARREMETIDA INOCUAMENTE.

16. REVENTON
• TODA ARREMETIDA ES UN AMAGO DE REVENTÓN. TODA ARREMETIDA QUE NO PUEDA SER
CONTROLADA TERMINA EN REVENTÓN, CON SUS GRAVES CONSECUENCIAS DE POSIBLES DAÑOS
PERSONALES, DESTRUCCIÓN SEGURA DE EQUIPOS Y HASTA POSIBLE PÉRDIDA DEL HOYO O DEL
POZO. SI EL REVENTÓN SE INCENDIA, LOS DAÑOS FÍSICOS SERÁN MAYORES Y MÁS DIFÍCILES Y
MÁS COSTOSOS SERÁN TAMBIÉN LOS ESFUERZOS PARA CONTENERLO.
• PARA EL YACIMIENTO, EL REVENTÓN SE CONVIERTE EN UN PUNTO DE DRENAJE SIN CONTROL, CUYA
PRODUCCIÓN DURANTE DÍAS O MESES OCASIONA DAÑOS A LA FORMACIÓN, CON GRAN
PÉRDIDA DE FLUIDOS Y ABATIMIENTO DE LA PRESIÓN NATURAL. EL RIESGO DE CONTAMINACIÓN
DEL AMBIENTE PUEDE TORNARSE MUY SERIO Y LOS DAÑOS PODRÍAN SUMAR PÉRDIDAS
IRREPARABLES Y COSTOSAS.

17. ORIGEN DE LAS PRESIONES ANORMALES
• EL ORIGEN DE ESTAS PRESIONES NO SE CONOCE EN FORMA EXHAUSTIVA, EL DESARROLLO DE LA PRESIÓN ANORMAL
SE ATRIBUYE NORMALMENTE A LOS EFECTOS DE LA COMPACTACIÓN, LA ACTIVIDAD DIAGENÉTICA, LA DENSIDAD
DIFERENCIAL Y LA MIGRACIÓN DE LOS FLUIDOS. LA PRESIÓN ANORMAL IMPLICA EL DESARROLLO TANTO DE ACCIONES
FÍSICAS COMO DE ACCIONES QUÍMICAS EN EL INTERIOR DE LA TIERRA.
• LAS CONDICIONES DE PRESIÓN SUBNORMALES SE GENERAN FRECUENTEMENTE CUANDO LA COTA DE SUPERFICIE DE
UN POZO ES MUCHO MÁS ELEVADA QUE LA CAPA FREÁTICA DEL SUBSUELO O EL NIVEL DEL MAR.
• LAS PRESIONES ANORMALMENTE BAJAS TAMBIÉN SE OBSERVAN CON FRECUENCIA EN LOS YACIMIENTOS AGOTADOS.
SE TRATA DE YACIMIENTOS CUYA PRESIÓN ORIGINAL HA SIDO REDUCIDA COMO RESULTADO DE LA PRODUCCIÓN O
DE PÉRDIDAS. EL FENÓMENO DE AGOTAMIENTO NO ES INUSUAL EN LOS YACIMIENTOS MADUROS EN LOS QUE SE
HAN PRODUCIDO VOLÚMENES SIGNIFICATIVOS DE PETRÓLEO Y GAS SIN LA IMPLEMENTACIÓN DE PROGRAMAS DE
INYECCIÓN DE AGUA O DE MANTENIMIENTO DE LA PRESIÓN. POR EL CONTRARIO, LAS PRESIONES ANORMALMENTE
ALTAS SON CARACTERÍSTICAS DE LA MAYORÍA DE LAS REGIONES PRODUCTORAS DE PETRÓLEO

18. CONTRASTE DE DENSIDAD DE FLUIDOS
• LA VARIACIÓN DE LA MASA POR UNIDAD DE VOLUMEN DE LAS ROCAS, QUE AFECTA EL
CAMPO GRAVITACIONAL LOCAL DE LA TIERRA. UN CONTRASTE DE DENSIDAD TAMBIÉN
CONTRIBUYE A UN CONTRASTE DE IMPEDANCIA ACÚSTICA, QUE AFECTA EL COEFICIENTE DE
REFLEXIÓN.
• ES LA ADICIÓN DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA CAUSADA POR LA COLUMNA DE LODO EN UNA
CONDICIÓNESTÁTICA, MAS LAS FUERZAS FRICCIÓNALES CAUSADAS POR EL MOVIMIENTO DEL
LODO HACIA ARRIBA EN EL ANULAR(CAÍDA DE PRESIÓN EN EL ANULAR).
•

19. EFECTO DE SOBRECARGA (SUBCOMPACTACION)
• CUANDO LOS SEDIMENTOS SE COMPACTAN NORMALMENTE LA POROSIDAD DISMINUYE A
MEDIDA QUE ELFLUIDO ES EXPULSADO. EL INCREMENTO DE LA SOBRECARGA ES LA CAUSA
PRINCIPAL DE LA EXPULSIÓN DEL FLUIDO, SI LARATA DE SEDIMENTACIÓN ES LENTA, OCURRE
UNA COMPACTACIÓN NORMAL, DEBE HABER UN EQUILIBRIO ENTRE ELINCREMENTO, DE LA
SOBRECARGA SI LA HABILIDAD DE EXPULSAR LOS FLUIDOS ES MANTENIDA

20. OSMOSIS
• OSMOSIS
• SE DEFINE COMO EL MOVIMIENTO ESPONTÁNEO DEL AGUA A TRAVÉS DE UNA MEMBRANA SEMI-
PERMEABLE QUE SEPARA DOS SOLUCIONES DE DIFERENTE CONCENTRACIÓN (O UNA SOLUCIÓN Y
AGUA).DEPENDIENDO DE LA CONCENTRACIÓN DE CADA SOLUCIÓN SE GENERA UNA PRESIÓN
OSMÓTICA QUE HACE QUE SEMUEVA EL FLUIDO DE LA SOLUCIÓN DE BAJA CONCENTRACIÓN AL
DE ALTA CONCENTRACIÓN EXISTEN ARCILLAS QUE ACTÚANDE MANERA DE MEMBRANA SEMI-
PERMEABLE ENTRE DOS RESERVORIOS CON AGUA DE DIFERENTE SALINIDAD. ESTOFUE SUGERIDO EN
1933 COMO UNA EXPLICACIÓN DE LA VARIACIÓN DE SALINIDAD Y PRESIÓN OBSERVADA EN LA
COSTA DEL GOLFO. LA OSMOSIS CONTRIBUYE AL DESARROLLO DE PRESIONES ANORMALES SI
OCURRE EN UN AMBIENTE CERRADO.

21. FALLA
• A EFECTIVIDAD CON QUE LAS FALLAS AFECTAN LA DISTRIBUCIÓN DE LA PRESIÓN DE LOS
FLUIDOS DEPENDE DE ALGUNOSFACTORES:* QUE EXISTA UN SELLO EFECTIVO.* QUE
SE DESPLACE EL RESERVORIO HASTA EL NIVEL DE UN ESTRATO SELLO.* SE MANTENGA LA
DISTRIBUCIÓN DE LA SECUENCIA DEL SELLO Y RESERVORIO.