CARACTERÍSTICAS DE LA FORMACIÓN QUE AFECTAN LA TASA DE PENETRACIÓN (PARTE II)

DUREZA

Para la selección de una mecha puede establecerse que el peso de esta debe ser proporcional al diámetro y a la dureza de la formación es decir que para formaciones blandas el peso debe ser menor que para formaciones duras pero siempre tomando en cuenta la tasa de perforación.

En la perforación rotatoria es muy importante conocer previamente los materiales que se van a perforar, especialmente para elegir el tipo de mecha. Para terrenos blandos, la forma cónica de los rodillos tiene pocos dientes y son largos, aumentando su número y disminuyendo su longitud a medida que aumenta la dureza del terreno. Esta evolución en el diseño va acompañada de una mayor dureza en el acero para hacerlo más resistente al desgaste.

Respecto a lo antes descrito, se tiene una clasificación para las formaciones en función de su dureza:
• Muy Blando: Formaciones blandas (pizarras arcillosas, margas, arcillas, caliza blanda), formaciones no consolidadas, etc.
• Blando: Formaciones de dureza blanda a media (pizarras arcillosas, arcillas, caliza algo más duras que en el caso anterior).
• Medio: Formaciones de dureza media (pizarras duras, calizas duras, dolomías). Formaciones algo abrasivas de dureza media (pizarras silíceas, esquistos, areniscas, caliza dura, dolomías).
• Duro: Formaciones análogas a las anteriores, más silíceas y más duras, incluyendo cuarcitas y granitos.
• Muy duro y abrasivo: Formaciones muy duras y abrasivas (areniscas, cuarcitas, basaltos, etc.)

En cuanto a lo mencionado anteriormente, excesivo peso sobre la mecha y la velocidad de rotación causan roturas de los dientes, insertos y cojinetes.

PRESIÓN DE SOBRECARGA:

Al aumentar la profundidad de los estratos, capas y formaciones se generan mayores cargas debido al peso natural de los mismos, y esto trae como consecuencia un aumento de la presión de sobrecarga, por lo tanto la resistencia de la roca se incrementa con la profundidad, principalmente porque se incrementa la presión de sobrecarga.
La presión de formación es la presión de los fluidos contenida en los espacios porosos de una roca. La determinación de los valores de estas presiones contribuye a lograr el éxito de la perforación de un pozo.

TENDENCIA AL EMBOLAMIENTO:

Las características de una formación dependen principalmente de su composición mineral. Arcillas Hidratables forman, al contacto con el agua, una mezcla pegajosa o material pastoso que se incrusta entre los dientes de la mecha y los conos, dichas capas con frecuencia tienen varios centímetros de espesor y presentan cristales de hasta 1cm o más. El efecto primario de de la formación de incrustaciones en las mechas, es la reducción de la tasa de penetración debido que aumenta la rugosidad de la superficie del tubo y reduce el área de fluencia. Esto origina un aumento en la caída de presión y en consecuencia, la producción disminuye. Si aumenta el crecimiento de minerales depositados, se hace imposible el acceso a secciones más profundas del pozo, y finalmente las incrustaciones terminan por bloquear el flujo de producción.

Este fenómeno produce una superficie lisa que oculta el efecto del diente de las mechas y no permite el progreso de la perforación reduciendo la tasa de penetración.

Las formaciones más someras son generalmente duras, abrasivas y propensas a causar pérdida de circulación y embolamiento de las barrenas. Esas dificultades frecuentemente conducen a regímenes de penetración bajos, a desviación de los pozos verticales y a fallas de las sartas de perforación.

TEMPERATURA:

A altas temperaturas las rocas tienden a ser más plásticas permitiendo el colapsamiento. La plasticidad de la roca aumenta con la temperatura permitiendo el colapsamiento de la misma, por ende, facilita la tasa de penetración a temperaturas altas.