Perforación — Ingeniería de Presión

Peso de Lodo y Presión Hidrostática

Entender y controlar la presión del pozo es la base de la perforación segura. Cada decisión — peso de lodo, programa de revestimiento, velocidad de perforación — vuelve al manejo de presión.

Las Cuatro Presiones Clave

Cada decisión de perforación equilibra cuatro presiones distintas que actúan sobre el pozo. Entender cómo interactúan es el concepto más importante en ingeniería de pozos.

Presión Hidrostática (HP)

La presión ejercida por la columna de fluido de perforación en el pozo. La herramienta principal para controlar las presiones de formación — determinada por el peso de lodo y la profundidad.

Presión de Poro (PP)

La presión de los fluidos en los poros de la roca del yacimiento. Gradiente normal ≈ 0.433–0.465 psi/pie. La presión de poro anormalmente alta causa surgencias.

Presión de Fractura (FP)

La presión a la cual la formación se agrieta y se pierde fluido hacia la roca. Se determina con una Prueba de Fuga (LOT) en cada zapato de revestimiento.

Presión de Sobrecarga (OB)

La presión del peso total de roca por encima de una profundidad dada, típicamente ~1.0 psi/pie — el techo absoluto.

Las Fórmulas Centrales

Presión Hidrostática
HP (psi) = 0.052 × MW (ppg) × TVD (ft)
MW = peso de lodo en libras por galón · TVD = profundidad vertical verdadera en pies · 0.052 = constante de conversión de unidades
Gradiente de Presión
Gradiente (psi/ft) = MW (ppg) × 0.052
Agua dulce = 0.433 psi/pie (8.33 ppg) · Agua de mar ≈ 0.445 psi/pie (8.55 ppg) · Lodo pesado típico: 0.52–0.78 psi/pie
Densidad Equivalente de Circulación (ECD)
ECD = MW + (APL ÷ (0.052 × TVD))
APL = pérdidas de presión anular por fricción durante el bombeo. El ECD siempre es mayor que el peso de lodo estático — puede causar pérdida de circulación en ventanas estrechas.
Sobrebalance
OB (psi) = HP − Presión de Poro
Sobrebalance seguro típico: 200–500 psi. Muy bajo = riesgo de surgencia. Muy alto = daño de formación o pegadura diferencial.
Ejemplo resuelto: Pozo a 10,000 pies TVD con lodo de 12 ppg. HP = 0.052 × 12 × 10,000 = 6,240 psi. Presión de poro normal de agua dulce a la misma profundidad = 0.433 × 10,000 = 4,330 psi. Sobrebalance = 6,240 − 4,330 = 1,910 psi.

La Ventana de Peso de Lodo

La "ventana de peso de lodo" es el rango de pesos de lodo que mantendrá la presión hidrostática por encima de la presión de poro (previniendo una surgencia) mientras se mantiene por debajo de la presión de fractura (previniendo pérdida de circulación). En formaciones de presión normal esta ventana es cómodamente amplia. En campos sobrepresurizados o agotados, puede estrecharse a menos de 0.5 ppg — requiriendo técnicas de perforación de presión controlada (MPD) para mantener el control.

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