MXPA06004868A - Sistema para perforar pozos de petroleo y gas usando una cadena de perforadores concentricos para suministrar un lodo de densidad doble - Google Patents

Abstract

Se revela un sistema para controlar la densidad de lodo de perforación en un lugar en el lecho del mar (o inmediatamente arriba del lecho del mar) o alternativamente debajo del lecho del mar de pozos en aplicaciones de perforación submarinas y en tierra firme. La presente invención combina un fluido de base de menor/mayor densidad que el fluido de perforación requerido en la broca para perforar el pozo para producir un lodo de retorno de combinación en la tubería ascendente. Combinando las cantidades apropiadas del lodo de perforación con un fluido liviano, se puede lograr una densidad de lodo de tubería ascendente a la densidad del agua de mar o cerca de ella para facilitar el transporte del lodo de retorno a la superficie. Alternativamente, inyectando las cantidades apropiadas de fluido pesado en un lodo de retorno liviano, la columna del lodo de retorno puede pesarse suficientemente para proteger la cabeza de pozo. En la superficie, el lodo de retorno de combinación se pasa a través de un sistema de tratamiento para limpiar el lodo de los cortes de perforación y para separar el fluido de perforación del fluido de base. La presente invención además incluye una unidad de control para manipular sistemas de fluido de perforación y presentar los datos de perforación y del fluido de perforación.

Description

- - t> SISTEMA PARA PERFORAR POZOS DE PETRÓLEO ¥ GAS USANDO UNA CADENA DE PERFORADORES CONCÉNTRICOS PARA SUMINISTRAR UN LODO DE DENSIDAD DOBLE Antecedentes de la Invención 1. Campo de la Invención La presente invención se relaciona en general con sistemas para suministrar un fluido de perforación (o "lodo de perforación") para aplicaciones de perforación de petróleo y gas. Más particularmente, la presente invención se refiere a un sistema para controlar la densidad y el flujo del lodo de perforación en aplicaciones de perforación de petróleo y gas submarina (aguas profundas y poco profundas) y en tierra firme. 2. Descripción del Arte Previo Se conoce bien el uso del lodo de perforación para proporcionar potencia hidráulica para hacer funcionar brocas, para mantener la presión hidrostática, para enfriar el pozo durante las operaciones de perforación, y para extraer la materia en partículas cuando se perfora en busca de petróleo para petróleo y gas en pozos subterráneos. En operaciones básicas, el lodo de perforación se bombea hacia abajo por la tubería del barreno para proveer la potencia hidráulica necesaria para hacer funcionar la broca, y luego fluye nuevamente hacia arriba desde la broca a lo largo de la periferia de la tubería del barreno y dentro del pozo y el entubado. El lodo que vuelve transporta las partículas que suelta la broca (es decir, "cortes de barreno") a la superficie. En la superficie, el lodo de retorno se limpia para remover las partículas y luego se recicla en el pozo.

La densidad del lodo de perforación se monitorea y se controla para maximizar la eficiencia de la operación de perforación y para mantener la presión hidrostática. En una aplicación típica, se perfora un pozo usando una broca montada en el extremo de la cadena de perforadores. El lodo de perforación se bombea la tubería de perforación y a través de una serie de chorros en la broca para proporcionar una potencia hidráulica en la cara de la broca de corte. El lodo pasa a través de la broca y fluye hacia arriba a lo largo de la cadena de perforadores dentro del anillo formado entre el pozo abierto o el pozo entubado y la cadena de perforadores, transportando a la superficie las partículas soltadas .

Además de la densidad, también se debe monitorear y controlar la velocidad o índice de flujo del lodo de retorno. La velocidad a la cual el lodo de retorno fluye hacia arriba a través del anillo entre el pozo abierto/entubado y la cadena de perforadores se denomina la "velocidad anular" . La velocidad anular del lodo de retorno comúnmente se expresa en unidades de pie por minuto (FPM) y está en función del área de corte transversal del espacio anular entre el pozo y la cadena de perforadores. Si esta área de corte transversal se reduce, entonces la velocidad anular del lodo de retorno que fluye a través de esa área aumenta naturalmente. Generalmente, esto es problemático cuando el diámetro del pozo es grande, tal como el orificio de entubado superficial. Generalmente, el primer pozo(s) perforado debajo del entubado superficial usan diámetros de tubería en la gama de entre 12" y 18". Como las cadenas de perforadores están compuestas de tuberías de barreno que tienen un diámetro exterior en la gama de 2 7/8" a 6 5/8", el espacio anular entre la tubería de barreno y el pozo es relativamente grande. Esto deriva en una velocidad anular más lenta para el lodo de retorno que fluye a través de estas zonas.

La velocidad anular del lodo de retorno debe monitorearse por al menos dos motivos importantes. En primer lugar, la velocidad anular del lodo de retorno debe mantenerse para que sea mayor que la velocidad a la cual los cortes y residuos sean transportados por el deslizamiento del lodo hacia abajo debido a los efectos de la gravedad. Esto se denomina "velocidad crítica". Si la velocidad anular del lodo de retorno cae por debajo de la velocidad crítica, entonces se correrá el riesgo de que los cortes y partículas de residuos se deslicen y se depositen formando así puentes que pueden obstruir el pozo. Además, la velocidad anular del lodo de retorno debe mantenerse a un nivel laminar para impedir el flujo turbulento que puede ser dañina para la formación en sí, y también aumentar innecesariamente la densidad de circulación equivalente. ün ejemplo de un sistema de control del lodo se muestra y se describe en la Patente Estadounidense N° 5.873.420, titulada "Air and Mud Control System for ünderbalanced Drilling" ("Sistema de Control de Aire y Lodo para la Perforación Subequilibrada") , concedida el 23 de febrero de 1999 de Marvin Gearhart. El sistema mostrado ly descrito en la lpatente de Gearhart proporciona flujo de gas en la tubería para mezclar el gas con el lodo en una relación deseada de manera tal que la densidad del lodo se reduzca para permitir Índices de perforación mejorados manteniendo el pozo en una condición subequilibrada.

Se sabe que existe una presión preexistente en las formaciones de la tierra, que en general, aumenta en función de la profundidad debido al peso de la sobrecarga sobre estratos particulares. Este peso aumenta con la profundidad de manera tal que la presión de pozo inferior prevaleciente y en reposo se incrementa en una curva generalmente lineal con respecto a la profundidad. Cuando la profundidad del pozo se duplica en una formación presurizada normal, la presión se duplica igualmente. Esto también se complica cuando se perfora en aguas profundas o en aguas ultraprofundas debido a la presión sobre el fondo del mar por el agua que está arriba de ellas. Por lo tanto, existen condiciones de alta presión al comienzo del pozo y aumentan cuando se perfora el pozo. Es importante mantener un equilibrio entre la densidad y la . presión del lodo y la presión del pozo. De lo contrario, la presión en la formación empuja el material de regreso al pozo y provoca lo que se denomina comúnmente "retroceso". En términos básicos, un retroceso ocurre cuando los gases o fluidos del pozo fluyen fuera de la formación al pozo y migran hacia arriba. Cuando la columna del parante del fluido de perforación es igual o superior a la presión en la profundidad del pozo, se minimizan las condiciones que derivan en el retroceso. Cuando la densidad del lodo es insuficiente, los gases o fluidos en el pozo pueden provocar que se reduzca la densidad del lodo y que se haga tan liviana que ocurre un retroceso.

Los retrocesos son una amenaza de operaciones de perforación y un riesgo significativo tanto para el personal que perfora como para el medioambiente. Generalmente se instalan prevenciones de explosión (o "BOP") en el fondo del océano o en la superficie para contener el pozo y para impedir que un retroceso se convierta en una "explosión" cuando los gases o fluidos del pozo superan a los BOP y el flujo hacia ascendente creando una condición de pozo desquilibrado. Sin embargo, el principal método para minimizar el riesgo de una condición de explosión es el equilibrio correcto de la densidad del lodo de perforación para mantener el pozo en una condición sobreequilibrada permanentemente. Si bien los BOP pueden contener un retroceso e impedir que ocurra una explosión minimizando así el daño para el personal y el medioambiente, el pozo generalmente se pierde una vez que ocurre el retroceso, aún si está contenido. Es mucho más eficiente y deseable usar técnicas para el control del peso del lodo correcto para reducir el riesgo de un retroceso que contener un retroceso una vez que ocurre.

Para mantener un margen seguro, la columna del lodo de perforación en el espacio anular alrededor del vastago del barreno, tiene un peso y densidad suficiente para producir una presión suficientemente alta para limitar el riesgo a casi cero en condiciones de perforación normal. Esto se denomina perforación "sobreequilibrada". En un estado sobrequilibrado, la presión hidrostática inducida por el peso del fluido de perforación es mayor que al presión de poro real de la formación. Sin embargo, durante la perforación sobreequílibrada, el lodo de perforación puede penetrar desde el pozo. Además, la perforación demasiado sobreequilibrada hace más lento el proceso de perforación.

Alternativamente, en algunos casos, se ha intentado la perforación subequilibrada para aumentar la velocidad de perforación y reducir la penetración del lodo de perforación en la formación. En un estado subequilibrado, la presión hidrostática inducida por el peso del fluido de perforación en el pozo es menor que la presión de formación real dentro de los espacios de poros de la formación. Por consiguiente, durante la perforación subequilibrada, los fluidos dentro de los espacios de poros de la formación de yacimiento realmente fluyen en el pozo. Como tal, la perforación subequilibrada presenta beneficios significativos: (1) se incrementa la velocidad de penetración o la velocidad de construcción del pozo, (2) se reduce la incidencia de la adhesión de la tubería de barreno, y (3) prácticamente se elimina el riesgo de perder la perforación costosa en la formación.

Además, la perforación en aguas profundas y ultraprofundas tiene su propio conjunto de problemas relacionados con la necesidad de proporcionar un lodo de perforación de alta densidad en un pozo que empieza varios miles de pies bajo el nivel del mar. La presión del comienzo del pozo es igual a la presión hidrostática del agua marina sobre él, pero el lodo debe recorrer desde la superficie del mar al fondo del mar antes de que su densidad sea útil. Se reconoce que sería deseable mantener la densidad del lodo a la densidad del agua de mar o cerca de ella (o 8,6 PPG) cuando está arriba del pozo y a una mayor densidad desde el lecho del mar al pozo. En el pasado, las bombas se emplearon cerca del lecho del mar para bombear hacia fuera el lodo de retorno y cortes desde el lecho del mar arriba los BOP y a la superficie usando una línea de retorno que está separada de la tubería ascendente. Este sistema es costoso de instalar, ya que requiere líneas separadas, costoso de mantener, y muy costoso para hacerlo funcionar. Otro método experimental emplea la inyección de partículas de baja densidad, tales como perlas de vidrio en el fluido de retorno en la tubería ascendente arriba del fondo del mar para reducir la densidad del lodo de retorno ya que se lo lleva a la superficie. Generalmente, la pila de BOP está sobre el fondo del mar y las perlas de vidrio se inyectan arriba de la pila de BOP.

Si bien se ha demostrado que es deseable controlar la densidad del lodo de perforación y el flujo en un pozo, durante la perforación de los pozos de petróleo y gas no existe ningún sistema del arte previo que alcance eficazmente este objetivo. La presente invención proporciona ese sistema.

EXTRACTO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema para controlar la densidad del lodo de perforación en aplicaciones de perforación en tierra firme y submarinas (agua poco profunda, agua profunda o agua ultraprofunda) . ün aspecto importante de la presente invención es que el lodo de perforación se diluye utilizando un fluido liviano. El fluido liviano puede ser de menor densidad o de mayor densidad que el lodo de perforación requerido en la cabeza del pozo. El fluido liviano y el lodo de perforación se combinan para dar un lodo diluido.

En una realización de la presente invención, el fluido liviano tiene una densidad menor que el agua marina (o menos de 8,6 PPG) . Combinando las cantidades apropiadas del lodo de perforación con el fluido liviano, se puede lograr una densidad del lodo de la tubería ascendente a la densidad del agua de mar o cerca de ella. Se puede asumir que el fluido liviano es una base de petróleo que tiene una densidad entre 16,5 y 8,5 PPG. Utilizando un sistema de lodo de base de petróleo, por ejemplo, el lodo puede bombearse desde la superficie a través de la cadena de perforadores al fondo del pozo a una densidad de 12,5 PPG, generalmente a una velocidad de 800 galones por minuto en un pozo de 12-1/4 de pulgadas. El fluido de la tubería ascendente, que está a la misma densidad, luego se diluye arriba del fondo del mar o alternativamente debajo del fondo del mar con una cantidad igual o mayor de fluido liviano a través de las líneas de carga de la tubería ascendente y el anillo. El fluido liviano se bombea a una velocidad más rápida, por ejemplo de 1500 galones por minuto, proveyendo un fluido de retorno con una densidad que puede calcularse de la siguiente manera: [(Fm x Mi) + (FMb Mb)]/(Fui + FMb = Mr, donde : FM? = velocidad de flujo Fi del fluido, F^ = velocidad de flujo Fb del fluido liviano en las líneas de carga de la tubería ascendente, Mi = densidad del lodo en el pozo, Mb = densidad del lodo en las líneas de carga de la tubería ascendente, y Mr = densidad del lodo del flujo de retorno en la tubería ascendente, En el ejemplo precedente: Mi = 12,5 PPG, Mb = 6,5 PPG, FMi = 800 gpm, y Fwb = 1500 gpm.

Por lo tanto la densidad Mr del lodo de retorno puede calcularse como : Mr = ((800 x 12,5) + (1500 x 6, 5) )/ (800+1500) = 8,6 PPG. La velocidad de flujo, Fr, del lodo que tiene la densidad Mr en la tubería ascendente es la velocidad de flujo combinada de los dos flujos, Fi? y Fb. En el ejemplo, esto es: Fr = Fi + Fb = 800 gpm + 1500 gpm = 2500 gpm El flujo de retorno en la tubería ascendente es un lodo que tiene una densidad de 8,6 PPG (o la misma que el agua de mar) que fluye a 2300 gpm.

En otra realización de la presente invención, la densidad del fluido de perforación que está circulando a través de la broca es menor que la densidad del fluido que se está insertando en el lodo de retorno. En los casos en que es necesario o ventajoso perforar con un fluido de baja densidad no dañino (por ejemplo, en la zona de producción) para lograr un estado casi equilibrado o ligeramente subequilibrado, el lodo de retorno debe aún sobrecargarse arriba del yacimiento para mantener la presión hidrostática y para quitar presión del pozo. Por consiguiente, un fluido que tiene una mayor densidad que el fluido de perforación liviano se inyecta en el pozo en un lugar debajo de la cabeza del pozo para agregar peso al lodo de retorno.

Otro aspecto importante de la presente invención es que el flujo de retorno se trata en la superficie de acuerdo con el sistema de tratamiento del lodo de la presente invención. El lodo se devuelve a la superficie y los cortes se separan del lodo usando un dispositivo agitador. Si bien los cortes se transportan en una canaleta hacia un secador (o alternativamente se echa por la borda) , el lodo de retorno limpio cae en la tubería ascendente y en los tanques o fosos de lodo. Las bombas del lodo de retorno se usan para transportar el lodo de perforación a una varadera de separación que preferentemente está ubicada en la cubierta de la torre de perforación. La varadera de separación incluye: (1) bombas del lodo de retorno, (2) un dispositivo centrífugo para ' raspar el fluido liviano que tiene una densidad Mb desde el lodo de retorno para lograr un fluido de perforación con una densidad Mi, (3) un tanque de recolección del fluido liviano para recoger el fluido más liviano raspado del lodo de perforación y (4) un tanque de recolección del fluido del perforación para reunir el lodo de perforación que tiene una densidad Mi. Los tanques de contención (por ejemplo, tanques del casco) para almacenar el fluido liviano están ubicados debajo de la varadera de separación de manera tal que el fluido liviano pueda fluir desde el tanque de recolección del fluido liviano raspado en el tanque de contención. Un tanque de acondicionamiento está ubicado debajo de la varadera de separación de manera tal que el fluido de perforación raspado pueda fluir desde el tanque de recolección del fluido de perforación en los tanques de acondicionamiento. Una vez que el fluido de perforación se acondiciona en los tanques de acondicionamiento, el fluido de perforación fluye hacia tanques activos ubicados debajo de los tanques de acondicionamiento. Según sea necesario, el fluido de perforación limpio y raspado puede devolverse a la cadena de perforadores a través de un colector de lodo que utiliza bombas de lodo y el fluido liviano puede reintroducirse en el torrente de la tubería ascendente a través de líneas de carga u obturador o líneas de eliminación, o alternativamente, en una tubería ascendente concéntrica utilizando bombas de fluido liviano.

Aún otro aspecto importante de la presente invención es que el sistema de recirculación de lodo incluye una unidad de control multipropósito para manipular sistemas de fluido de perforación y presentar datos de perforación y del fluido de perforación.

Otro objetivo y característica de la presente invención para proporcionar un sistema para diluir la densidad del lodo en aplicaciones de perforación en tierra firme y submarinas (es decir de agua poco profunda, agua profunda y agua ultraprofunda) tanto para unidades de perforación como para configuraciones de unidades de perforación flotantes.

Otro objetivo y característica de la presente invención para proporcionar un sistema para reducir/aumentar la densidad del lodo en una tubería ascendente inyectando fluidos de baja/alta densidad en las líneas de la tubería ascendente (generalmente la línea de carga o la línea intensificadora o posiblemente el obturador o la línea de eliminación) o sistemas de tubería ascendente con BOP superficiales.

También es un objetivo y una característica de la presente invención es proporcionar un sistema de reducir/aumentar la densidad del lodo en un sistema' de tuberías ascendentes concéntrico con BOP submarinos o superficiales.

Aún otro objeto y característica de la presente invención para proporcionar un sistema para reducir/aumentar la densidad del lodo en una tubería ascendente inyectando fluidos de baja/alta densidad en el torrente de lodo de retorno a través de un aparato de inyección de cabeza de pozo debajo del lecho del mar.

Otro objetivo y característica de la presente invención es proporcionar un sistema para reducir/aumentar la densidad del lodo en una tubería ascendente inyectando fluidos de baja/alta densidad en el torrente de lodo de retorno a través de una cadena de las tuberías de perforación concéntricas. Aún otro objetivo y característica de la presente invención es aumentar la velocidad anular del lodo de retorno proporcionando una tubería de perforación sobredimensionada que tiene un diámetro exterior en la gama de entre 6 " a 9 7/8".

Aún otro objetivo y característica de la presente invención es proporcionar un sistema para separar el fluido de perforación y el fluido liviano inyectado uno de otro en la superficie.

Otros objetivos y características de la invención serán rápidamente evidentes a partir de los dibujos adjuntos y de la descripción detallada de la realización preferida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un esquema de un sistema de perforación submarina típico modificado para alojar las enseñanzas de la presente invención que representa el lodo de perforación que se está diluyendo con un fluido liviano en el lecho del mar o arriba de él.

La Figura 2 es un esquema de un sistema de perforación submarina típico modificado para alojar las enseñanzas de la presente invención que representa el lodo de perforación que se está diluyendo con un fluido liviano debajo del lecho del mar.

La Figura 3 es una vista de corte ampliada de un aparato de inyección de cabeza de pozo debajo del lecho del mar de acuerdo con la presente invención para inyectar un fluido liviano en un lodo de perforación debajo del lecho del mar.

La Figura 4 es un esquema de un sistema de perforación submarina que representa un pozo vertical que se está perforando haciendo correr un lodo liviano a través de la broca e inyectando un lodo pesado por la columna del lodo de retorno liviano.

La Figura 5 es un esquema de un sistema de perforación submarina que representa un corte horizontal de un pozo que se está perforando haciendo correr un lodo liviano e inyectando un lodo pesado por la columna del lodo de retorno liviano.

La Figura 6 es un esquema de un sistema de perforación submarina que representa un corte horizontal de un pozo o un corte vertical de un pozo que se está perforando haciendo correr un lodo liviano a través del la broca e inyectando un lodo pesado por la columna del lodo de retorno liviano e incluyendo una cabeza giratoria para controlar las presiones de la formación para facilitar la perforación subequilibrada.

La Figura 7A es un esquema de un sistema de perforación submarina que representa una cadena de perforadores del arte previo que comprende una cadena de tuberías de perforación que tienen un diámetro exterior en la gama de 2 7/8" a 6 5/8".

La Figura 7B es una vista de corte transversal ampliada de una cadena de perforadores del arte previo que comprende una cadena de tuberías de perforación que tienen un diámetro exterior en la gama de 2 7/8" a 6 5/8".

La Figura 8A es un esquema de un sistema de perforación submarina que representa una cadena de perforadores sobredimensionada de acuerdo con la presente invención, que comprende una cadena de tuberías de perforación que tienen un diámetro exterior en la gama de 6 3/4 " a 9 7/8".

La Figura 8B es una vista de corte transversal ampliada de una cadena de perforadores sobredimensionada de acuerdo con la presente invención que comprende una cadena de tuberías de perforación que tienen un diámetro exterior en la gama de 6 H" a 9 7/8".

La Figura 9A es un esquema de un sistema de perforación submarina que representa una cadena de perforadores concéntricos empleada para inyectar el fluido de perforación de acuerdo con la presente invención.

La Figura 9B es una vista del corte transversal ampliada de una cadena de perforadores concéntricos de acuerdo con la presente invención.

La Figura 10 es un gráfico que muestra la profundidad en función de las presiones del pozo en una aplicación de lodo de perforación de un solo gradiente.

La Figura 11 es un gráfico que muestra la profundidad en función de las presiones de pozo e ilustra las ventajas obtenidas utilizando varios lodos de densidad inyectados en el lecho del mar en función de un lodo de un solo gradiente.

La Figura 12 es un gráfico que muestra la profundidad en función de las presiones de pozo e ilustra las ventajas obtenidas utilizando varios 'lodos de densidad inyectados debajo del lecho del mar en función de un lodo de un solo gradiente.

La Figura 13 es un gráfico que muestra la profundidad en función de las presiones de pozo e ilustra las ventajas obtenidas perforando con un lodo liviano una vez que se alcanza la zona de producción e inyectando un lodo pesado por la columna del lodo de retorno liviano .

La Figura 14 es un diagrama del sistema de tratamiento del lodo de perforación de acuerdo con la presente invención para raspar el fluido liviano del lodo de perforación en el lecho del mar o arriba de él.

La Figura 15 es un diagrama de un sistema de control para monitorear y manipular variables para el sistema de perforación y tratamiento de la presente invención.

La Figura 16 es una vista en elevación ampliada de un centrifugador de entubado macizo convencional utilizado en el sistema de tratamiento de la presente invención para separar el material de baja densidad del material de alta densidad en' el lodo de retorno.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA PRESENTE INVENCIÓN Con respecto a las Figuras 1-2, se muestra un sistema de recirculación de lodo para utilizar en operaciones de perforación submarina de agua profunda (es decir, fuera de la plataforma continental) para bombear el lodo de perforación: (1) hacia abajo a través de una cadena de perforadores para hacer funcionar una broca produciendo así cortes de perforación, (2) hacia fuera hacia el espacio anular entre la cadena de perforadores y la formación del pozo donde el lodo se mezcla con los cortes, y (3) hacia arriba desde el pozo hacia la superficie a través de una tubería ascendente de acuerdo con la presente invención. Se provee una unidad de perforación 10 desde la cual se realizan las operaciones de perforación. La unidad de perforación 10 puede ser una plataforma flotante anclada o un buque perforador o una unidad de perforación semisumergible . Una serie de cadenas concéntricas corre desde la unidad de perforación 10 hasta el fondo del mar o el lecho del mar 20 y dentro de una pila 30. La pila 30 está posicionada arriba de un pozo 40 e incluye una serie de componentes de control, que generalmente incluyen una o más prevenciones de explosión o BOP 31. Las cadenas concéntricas incluyen el entubado 50, una cadena de perforadores 70, y una tubería ascendente 80. Una broca 90 se monta en el extremo de la cadena de perforadores 70. Una línea de carga de la tubería ascendente (o línea intensificadora) 100 corre desde la superficie a una válvula interruptora 101. La línea de carga de la tubería ascendente 100 incluye una sección arriba del lecho del mar 102 que corre desde la válvula interruptora 101 a la tubería ascendente 80 y una sección debajo del lecho del mar 103 que corre desde la válvula interruptora 101 a una aparato de inyección de cabeza de pozo 32. La sección de línea de carga sobre el lecho del mar 102 se utiliza para introducir un fluido liviano en la tubería ascendente 80 para mezclarlo con el lodo de perforación de retorno hacia arriba en una ubicación en el lecho del mar o arriba de él 20. La sección de línea de carga debajo del lecho del mar 103 se utiliza para introducir un fluido liviano en el pozo para mezclarlo con el lodo de perforación de retorno hacia arriba a través de una aparato de inyección de cabeza de pozo 32 en una ubicación debajo del lecho del mar 20. La válvula de interruptor se manipula con una unidad de control para dirigir el flujo del fluido liviano hacia la sección de línea de carga arriba del lecho del mar 102 o la sección de línea de carga debajo del lecho del mar 103. Si bien esta realización de la presente invención se describe con respecto a una plataforma de torre de perforación submarina de agua profunda, se desea que el sistema* de recirculación del lodo de la presente invención también puede emplearse para cualquier operación submarina (poco profunda, profunda o ultraprofunda) y aún operaciones en tierra firme.

Con respecto a la Figura 3, se muestra el aparato de inyección de cabeza de pozo 32 para inyectar un fluido liviano en el lodo de perforación en un lugar debajo del lecho del mar. El aparato de inyección 32 incluye: (1) un conector de cabeza de pozo 200 para la conexión con una cabeza de pozo 300 y que tiene un alma axial a través de ella y una puerta de entrada 201 para proveer comunicación entre la línea de carga de la tubería ascendente 100 (Figuras 1 y 2) y el pozo; y (2) una camisa de inyección de anillo 400 que tiene un diámetro mayor que el diámetro del alma axial del conector de cabeza de pozo 200 montado al conector de cabeza de pozo que crea un canal de inyección de anillo 401 a través del cual se bombea el fluido hacia abajo. La cabeza de pozo 300 está sostenida por un cuerpo de cabeza de pozo 302 que está cimentado en su lugar en el lecho del mar.

En una realización preferida de la presente invención, la caja de cabeza de pozo 302 es un entubado de 36 pulgadas de diámetro y la cabeza de pozo 300 está montada a la parte superior de un entubado de 20 pulgadas de diámetro. La manga de inyección de anillo 400 está montada a la parte superior de una manga de entubado de 16 pulgadas de diámetro que tiene 2.000 pies de longitud. Por lo tanto, en esta realización de la presente invención, el fluido liviano se inyecta en el pozo en un lugar a aproximadamente 2.000 pies debajo del lecho del mar. Si bien la realización preferida se describe con entubados y mangas de entubados de un diámetro y longitud particular, se desea que el tamaño y la longitud de los entubados y de las mangas de los entubados pueden variar según la aplicación de perforación particular.

Durante la operación, con respecto a las Figuras 1-3, el lodo de perforación se bombea hacia abajo desde la unidad de perforación 10 hacia la cadena de perforadores 70 para girar la broca 90 a través de la tubería 60. Cuando el lodo de perforación fluye fuera de la tubería 60 y por la broca 90, fluye en el anillo definido por la pared exterior de la tubería 60 y la formación 40 del pozo. El lodo recoge los cortes o las partículas soltadas por broca 90 y las transporta a la superficie a través de la tubería ascendente 80. Se provee una línea de carga de la tubería ascendente 100 para cargar (es decir, cargar) el fluido liviano en la tubería ascendente 80.

De acuerdo con una realización de la presente invención, cuando se desea diluir el lodo de perforación ascendente, un fluido liviano se mezcla con el lodo de perforación en (o inmediatamente arriba) el lecho del mar o debajo del lecho del mar. Un yacimiento contiene un fluido liviano de menor densidad que el lodo de perforación y un grupo de bombas conectadas a la línea de carga de la tubería ascendente (o una línea de carga intensificadora) . El fluido liviano tiene una densidad suficientemente baja para que cuando se mezcle la relación correcta con el lodo de perforación se pueda lograr una densidad combinada igual o cercana a aquella del agua de mar. Cuando se desea diluir el lodo de perforación con el fluido liviano en un lugar en el lecho del mar 20 o inmediatamente arriba de él, la válvula de interruptor 101 se manipula con una unidad de control para dirigir el flujo del fluido liviano desde la torre de perforación 10 a la tubería ascendente 80 a través de la línea de carga 100 y la sección arriba del lecho del mar 102 (Figura 1) . Alternativamente, cuando se desea diluir el lodo de perforación con el fluido liviano en un lugar debajo del lecho del mar 20, la válvula de interruptor 101 se manipula con una unidad de control para dirigir el flujo del fluido liviano desde la torre de perforación 10 a la tubería ascendente 80 a través de la línea de carga 100 y la sección debajo del lecho del mar 103 (Figura 2) .

En un ejemplo típico, el lodo de perforación es un lodo basado en petróleo con una densidad de 12,5 PPG y el lodo se bombea a una velocidad de 800 galones por minuto o "gpm". El fluido liviano es un fluido basado en petróleo con una densidad de 6,5 a 7,5 PPG y puede bombearse en un las líneas de carga de la tubería ascendente a una velocidad de 1500 gpm. Utilizando este ejemplo, se logra un fluido de la tubería ascendente que tiene una densidad de 8,6 PPG de la siguiente manera: [(Fui x Mi) + (Fwb Mb)]/(FMi + Fm = Mr, donde : FM = velocidad de flujo F¿ del fluido, FMb = velocidad de flujo Fb del fluido liviano en las líneas de carga de la tubería ascendente, Mi = densidad del lodo en el pozo, Mb = densidad del lodo en las líneas de carga de la tubería ascendente, y Mr = densidad del lodo del flujo de retorno en la tubería ascendente, En el ejemplo precedente: Mi = 12,5 PPG, Mb = 6,5 PPG, FMi = 800 gpm, y Fb = 1500 gpm.

Por lo tanto la densidad Mr del lodo de retorno puede calcularse como: Mr = ((800 x 12,5)+(1500 x 6, 5) )/ (800+1500) = 8,6 PPG.

La velocidad de flujo, Fr, del lodo que tiene la densidad Mr en la tubería ascendente es la velocidad de flujo combinada de los dos flujos, F? r y Fb. En el ejemplo, esto es: Fr = Fi + Fb = 800 gpm + 1500 gpm = 2500 gpm El flujo de retorno en la tubería ascendente arriba del punto de inyección del fluido liviano es un lodo que tiene una densidad de 8,6 PPG (o cerca de aquella del agua de mar) que fluye a 2300 gpm.

Aunque el ejemplo precedente emplea valores de densidad particular, se desea que se pueda utilizar cualquier combinación de valores de densidad utilizando la misma fórmula de acuerdo con la presente invención.

En otra realización de la presente invención, el pozo se perfora como se describió anteriormente (utilizando un fluido liviano inyectado en el torrente de lodo de retorno) hasta que se llega a la zona de producción. La zona de producción puede perforarse con un corte vertical (que se muestra en la Figura 4) o un corte horizontal (que se muestra en la Figura 5) . En este punto, puede ser deseable perforar con un fluido de perforación liviano, limpio para impedir la contaminación del yacimiento o el daño a la formación. Por consiguiente, el pozo en esta sección puede perforarse en un estado casi equilibrado (es decir, ligeramente subequilibrado o ligeramente sobreequilibrado) o subequilibrado de manera tal que el fluido de perforación no penetra en la formación.

Con respecto a las Figuras 4 y 5, el sistema de control del lodo incluye una BOP 31 conectada al aparato de inyección del pozo 32. Se provee una tubería ascendente 80 para establecer una comunicación entre la superficie y el pozo 40. Una broca 90 se monta en el extremo de la cadena de perforadores 70. Una línea de carga de la tubería ascendente (o línea intensificadora) 100 corre desde la superficie al aparato de inyección de cabeza de pozo 32. Si bien esta realización de la presente invención se describe con respecto a la plataforma de la torre de perforación submarina de agua profunda, se desea que el sistema de recirculación del lodo de la presente invención se pueda emplear también para cualquier operación submarina (agua poco profunda, profunda o ultraprofunda) y aún para operaciones de perforación en tierra firme .

Durante la operación, con respecto a las Figuras 4 y 5, una vez que se llega a la zona de producción, se bombea un fluido de perforación liviano, limpio, hacia abajo hacia la cadena de perforadores 70 para girar la broca 90 y circular en el pozo 40. El fluido de perforación luego fluye en el anillo definido por la pared exterior de la cadena de perforadores 70 y la formación 40. En este punto, la sección de la zona de producción del pozo está casi equilibrada o subequilibrada de manera tal que el fluido de perforación no penetre o contamine el yacimiento. El fluido de perforación recoge los cortes o partículas soltadas por la broca 90 y las transporta hacia arriba hacia la superficie. Cuando el lodo de retorno llega al aparato de inyección de la cabeza de pozo 32, un fluido que tiene una densidad mayor que el fluido de perforación liviano se inyecta en el lodo de retorno para crear un fluido de combinación suficientemente denso. Este fluido de combinación puede entonces pasar a la tubería ascendente 80 y volver a la superficie para el tratamiento y la separación sin dañar la cabeza de pozo y por lo tanto deteriorar la seguridad del pozo.

Si bien este sistema se describió anteriormente para ser utilizado una vez que se llegó a la zona de producción, el fluido de perforación liviano con un sistema de inyección de fluido pesado también puede utilizarse para zonas de tamiz de arena, cortes multilaterales, cortes de alcance prolongado, cortes horizontales, o cualquier ocasión donde se desea la perforación ligeramente subequilibrada (o casi equilibrada) .

Con respecto a la Figura 6, otra realización del sistema de control de lodo de la presente invención incluye una cabeza giratoria 33 para el cierre alrededor de la cadena de perforadores 70 y que contiene la presión en el pozo 40 en condiciones controladas. La cabeza giratoria 33 controla la dirección de la corriente de lodo de retorno mientras fluye hacia la superficie elaborando un sello giratorio alrededor de la cadena de perforadores cuando se acciona. El sello empuja el lodo de retorno hacia fuera desde la tubería ascendente 80. El sistema puede utilizarse tanto en la perforación de los cortes verticales del pozo 40A y los cortes horizontales del pozo 40B.

Esta realización del sistema de control del lodo también incluye una línea intensificadora (o línea de carga) 100 para suministrar el fluido liviano al pozo y una línea de retorno (o línea de obturación) 104 para suministrar el lodo de retorno a la superficie cuando se acciona la cabeza giratoria 33. La línea intensificadora 100 incluye: (1) un primer corte controlado por la válvula 100A para suministrar un fluido liviano directamente a la tubería ascendente 80 debajo de la cabeza giratoria 33 para aligerar el lodo de retorno a través de la línea de retorno 104 cuando se acciona la cabeza giratoria, y un segundo corte controlado por la válvula 100B para suministrar un fluido liviano (si la perforación se sobreequilibra arriba de la zona de producción) o un fluido pesado (si la perforación se sobreequilibra o casi se equilibra a través de la zona de producción) al anillo del pozo.

Si bien las realizaciones descritas anteriormente del aparato de inyección de cabeza de pozo de la presente invención incluyen solamente un punto de inyección, se desea que otras realizaciones del aparato de inyección de la cabeza de pozo puedan incluir una pluralidad de puntos de inyección espaciados axialmente que pueden regularse mediante válvulas controladas en la superficie o mediante la activación de la esfera de caída convencional. Cada válvula puede moverse entre una posición abierta para facilitar - la inyección de fluido liviano o una posición cerrada para bloquear la inyección.

En aún otra realización de la presente invención, la cadena de perforadores utilizada para suministrar el fluido de perforación a la broca y al fondo del pozo puede comprender una cadena de tuberías de perforación sobredimensionadas para aumentar la velocidad anular del fluido de retorno. Por ejemplo, con respecto a las Figuras 7A y 7B, las tuberías de perforación del arte previo 70A tienen un diámetro exterior en la gama de 2 7/8" a 6 5/8". Estas tuberías de perforación corren a través de un pozo de entubado de superficie 40 que tiene un diámetro en la gama de 12" a 18". Con respecto a las Figuras 8A y 8B, una cadena de tuberías de perforación sobredimensionadas (es decir, que tienen un diámetro en la gama de 6 " a 9 7/8") proporcionaría un espacio anular más pequeño entre el pozo 40 y la cadena de perforadores 70B. Por lo tanto, se puede alcanzar una velocidad anular más alta para el lodo de retorno. El diámetro de la tubería de perforación sobredimensionada utilizada en la aplicación de perforación depende del tamaño del pozo y de la velocidad anular objetivo. La velocidad anular objetivo debe ser mayor que la velocidad de deslizamiento de los cortes y residuos suspendidos en el lodo de retorno. La velocidad de deslizamiento de los cortes y residuos generalmente se determina que sea aproximadamente 25 FPM. La velocidad anular objetivo mínima en consecuencia sería aproximadamente 100 FPM, con una velocidad anular objetivo óptima de 150 FPM. Al calcular la velocidad anular objetivo del lodo de retorno, es crucial no alcanzar una velocidad anular demasiado alta. Si la válvula sobrepasa el umbral de flujo laminar, el lodo de retorno se hace una corriente turbulenta poniendo así en riesgo el daño a la formación.

En otra realización de la presente invención, en lugar de suministrar el fluido liviano a través de un aparato de inyección de cabeza de pozo, el fluido liviano puede suministrarse a través de una cadena de perforadores. Con respecto a las Figuras 9A y 9B, una cadena de perforadores concéntricos comprende una cadena interior de tubería de perforación 70C dispuesta dentro de una cadena exterior de tubería de perforación 70D. Por ejemplo, la cadena de perforadores interior 70C puede comprender una cadena de tuberías de perforación que tienen un diámetro exterior de 2 7/8" y la tubería de perforación 7D puede comprender una cadena de tuberías de perforación que tienen un diámetro exterior de 5 1 W . El tamaño de la cadena de perforación interior 70C puede variar de 2 7/8" a 9 7/8" según los requerimientos del pozo. La cadena de perforadores concéntricos puede utilizarse tanto para suministrar el fluido de perforación a la broca 90 y al fondo del pozo 40 a través de la cadena de perforadores interior 70C como para (2) inyectar un fluido liviano en el torrente de lodo de retorno a través de un conjunto de puertas 71 formado en la cadena de perforadores exterior 70D. El fluido liviano se inyecta realmente desde la torre de perforación de superficie 10 en el espacio anular entre la cadena de perforadores interior 70C y la cadena de perforadores exterior 70D. El lodo de retorno de combinación luego se devuelve a la superficie a través de la tubería ascendente 80. Si bien la realización preferida de la cadena de perforadores concéntricos de la presente invención se describe que se utiliza para hacer circular el fluido de perforación hacia el fondo del pozo a través de la tubería de perforación interior y para inyectar en el torrente del lodo de retorno a través de un conjunto de puertas en la tubería de perforación exterior, se desea que la presente invención incluye otra realización en donde se hace circular el fluido de perforación hacia el fondo del pozo a través de la tubería de perforación exterior y el fluido liviano se inyecta en el torrente del lodo de retorno a través de un conjunto de puertas que establece una comunicación entre el pozo y la tubería de perforación interior extendiéndose sobre la tubería de perforación exterior. Más aún, si bien esta realización de la cadena de perforadores concéntricos de la presente invención incluye solamente un punto de inyección, se desea que una cadena de perforadores concéntricos puede incluir una pluralidad de puntos de inyección separados axialmente que pueden regularse con válvulas controladas en la superficie o mediante la activación de la esfera de caída convencional. Cada válvula puede moverse entre una posición abierta para facilitar la inyección del fluido liviano o una posición cerrada para bloquear la inyección.

Un ejemplo de las ventajas alcanzadas usando el sistema del lodo de densidad doble (inyección de fluido liviano) de la presente invención se muestra en los gráficos de las Figuras 10-12. El gráfico de la Figura 10 representa profundidades de fijación de entubado con un lodo de un solo gradiente; el gráfico de la Figura 11 representa profundidades de fijación de entubado con un lodo de gradiente doble (inyección de fluido liviano) insertado en el lecho del mar; y el gráfico de la Figura 12 representa profundidades de fijación de entubado con un lodo de gradiente doble (inyección de fluido liviano) insertado debajo del lecho del mar. Los gráficos de las Figuras 10-12 demuestran las ventajas de utilizar un lodo de gradiente doble (inyecciones de fluido liviano) sobre un lodo de un solo gradiente. El eje vertical de cada gráfico representa la profundidad y muestra el lecho del mar o el fondo del mar a aproximadamente 6.000 pies. El eje horizontal representa el peso del lodo en libras por galón o "PPG". La línea llena representa la "densidad circulante equivalente" (ECD) en PPG. Los diamantes representan la presión frac de la formación. Los triángulos representan la presión de poro. Las líneas verticales gruesas del lado de más a la izquierda del gráfico representan el número y la profundidad de los entubados requeridos para perforar el pozo con el lodo de perforación correspondiente a una profundidad del pozo de 23.500 pies. Con respecto a la Figura 10, cuando se utiliza un lodo de un solo gradiente, se requiere un total de siete entubados para alcanzar la profundidad total (conductor, entubado de superficie, revestimiento intermedio, entubado intermedio, entubado de producción y revestimiento de producción) . Con respecto a la Figura 11, cuando se utiliza un lodo de gradiente doble se introduce en el lecho del mar o arriba de él, se requiere un total de cinco entubados para llegar a la profundidad total (conducto, entubado de superficie, entubado intermedio, entubado de producción y revestimiento de producción) . Con respecto a la Figura 12, cuando se utiliza un lodo de gradiente doble introducido a aproximadamente 2.000 pies debajo del lecho del mar, se requiere un total de cuatro entubados para llegar a la profundidad total (conductor, entubado de superficie, entubado de producción, y revestimiento de producción) . Reduciendo el número de entubados corren y se instalan en el pozo, un experto en el arte apreciará que el número de días de torre y el costo total del pozo se reducirá.

Más aún, un ejemplo de las ventajas alcanzadas utilizando un fluido de perforación liviano con el cual perforar una vez que se rompe la zona de producción y se inyecta un fluido pesado para pesar el lodo de retorno y por lo tanto proteger la cabeza del pozo se muestra en el gráfico de la Figura 13. El gráfico de la Figura 13 representa profundidades de fijación de entubado inyectando un fluido liviano en el torrente de lodo de retorno antes de que llegue a la zona de producción (o corte horizontal o de tamiz de arena) , y luego perforar con el fluido de perforación liviano e inyectar un fluido pesado una vez que llega a la zona de producción (o el corte horizontal o de tamiz de arena) . El eje vertical del gráfico representa la profundidad y el eje horizontal representa el peso del lodo en libras por galón o "PPG". Con respecto a la Figura 13, cuando se utiliza este sistema, se requiere un total de cuatro entubados para llegar a la profundidad total (entubado de superficie, entubado de producción y dos camisas de inyección) . Nuevamente, reduciendo el número de entubados corre y se instala en el pozo, los expertos en el arte apreciarán que el número de días de torre y el costo total del pozo se reducirán.

En las operaciones de perforación de gradiente doble, como en las operaciones de perforación de un solo gradiente, la función principal del fluido de perforación es proveer control hidrostático del pozo. Si bien las operaciones de perforación sobreequilibradas incluyen mantener una presión hidrostática en la formación igual o ligeramente mayor que la presión de poro de la formación, las operaciones de perforación subequilibrada incluyen mantener una presión hidrostática al menos ligeramente menor que la presión de poro de la formación. Cuando la profundidad del pozo aumenta, la presión hidrostática en el fondo del pozo aumenta igualmente que puede derivar en un influjo del fluido de la formación en el pozo (denominado "retroceso") . Cuando se toma un retroceso, el líquido y/o gas de la formación invasor puede "cortar" o reducir la densidad del fluido de perforación en el pozo. Si el retroceso no se contiene y entra más fluido de la formación en el pozo, entonces el control hidrostático del pozo se puede perder.

Cuando se toma un retroceso en un sistema de perforación de gradiente doble, como aquel de la presente invención, se pueden utilizar técnicas de eliminación de pozo convencionales para recuperar el control del pozo como con los sistemas de perforación de un solo gradiente convencionales. Dos variaciones de una técnica de eliminación del pozo se describen en la Patente Estadounidense N° 6.484.816 titulada "Method and System for Controlling Wellbore Pressure" ("Método y sistema para controlar la presión del pozo" concedida el 26 de noviembre de 2002 de William L. Koederitz, que se incorpora aquí como referencia. Estas variaciones pueden utilizarse para eliminar un pozo que se está perforando con lodo de gradiente doble.

Cuando se detecta un retroceso, la perforación y la circulación del pozo de gradiente doble se detiene y el pozo se cierra. El método de "Presión de Fondo del Pozo Constante", mediante el cual la presión del pozo se puede mantener sustancialmente a la presión de poro o por encima de ella, se puede emplear para eliminar el pozo. Existen dos variaciones del método de la Presión de Fondo del Pozo Constante: el "método del Perforador" y el "método del Ingeniero" (también denominado método de "Pesar y Esperar") .

En el método del Perforador, el peso original del lodo se utiliza para hacer circular el fluido de formación contaminante desde el pozo. Luego, se hace circular el lodo de peso de eliminación a través del perforador y en el pozo. Por lo tanto, en el método de Perforador, se requieren dos circulaciones, pero la primera circulación del fluido de perforación original se puede iniciar mientras el lodo de peso de eliminación se está calculando y preparando.

En el método del Ingeniero, el lodo de peso de eliminación se calcula y se prepara y luego se hace circular a través de la cadena de perforadores y en el pozo para remover el fluido de pozo contaminante desde el pozo y para eliminar el pozo. Este método requiere solamente una circulación y puede ser preferible al método del Perforador ya que mantiene la presión de entubado más baja durante la circulación del retroceso desde el pozo y puede así minimizar el riesgo de dañar el entubado o de fracturar la formación y crear una explosión subterránea.

En aún otra realización de la presente invención, el sistema de recirculación del lodo incluye un sistema de tratamiento ubicado en la superficie para: (1) recibir el lodo combinado de retorno (con densidad Mr), (2) remover los cortes de perforación del lodo y (3) raspar el fluido liviano (con densidad Mb) del lodo de retorno para lograr el fluido de perforación más pesado inicial (con densidad Mi) .

Con respecto a la Figura 14, el sistema de tratamiento de la presente invención incluye: (1) un dispositivo agitador para separar los cortes de perforación del lodo de retorno, (2) un conjunto de tanques de fluido de tubería ascendente o fosas para recibir el lodo de retorno limpio desde el agitador, (3) una varadera de separación ubicada sobre la cubierta de la torre de perforación, que comprende un centrifugador, un conjunto de bombas de lodo de retorno, un tanque de recolección de fluido liviano y un tanque de recolección de fluido de perforación, para recibir el lodo de retorno y separar el lodo en un componente de fluido de perforación y un componente de fluido liviano, (4) un conjunto de tanques de contención (por ejemplo, tanques de casco) para almacenar el componente de fluido liviano raspado, (5) un conjunto de bombas de fluido liviano para reintroducir el fluido liviano en el torrente de tubería ascendente a través de la línea de carga, (6) un conjunto de tanques de acondicionamiento para agregar agentes de acondicionamiento de lodo al componente de fluido de perforación, (7) un conjunto de tanques activos para almacenar el componente de fluido de perforación, y (8) un conjunto de bombas de lodo para bombear el fluido de perforación en el pozo a través de la cadena de perforadores.

Durante la operación, el lodo de retorno fluye desde la tubería ascendente en el dispositivo agitador que tiene una entrada para recibir el lodo de retorno a través de una línea de flujo que conecta la entrada del agitador a la tubería ascendente. Al recibir el lodo de retorno, el dispositivo agitador separa los cortes de perforación desde el lodo de retorno que produce un lodo de retorno limpio. El lodo de retorno limpio fluye fuera del dispositivo agitador a través de una primera salida, y los cortes se recogen en una canaleta y se transporta fuera del dispositivo agitador a través de una segunda salida. Según las restricciones ambientales, los cortes se pueden secar y almacenar para descartarlas de la torre o desecharlas por la borda.

El lodo de retorno limpio sale del dispositivo agitador y entra en el conjunto de tanques/fosas de lodo de tubería ascendente a través de una primera entrada. El conjunto de tanques/fosas de lodo de tubería ascendente mantiene el lodo de retorno limpio hasta que esté listo para ser separado en sus componentes básicos: el fluido de separación y el fluido liviano. Los tanques/fosas de lodo de tubería ascendente incluyen una primera salida a través de la cual el lodo limpio se bombea.

El lodo de retorno limpio se bombea fuera del conjunto de tanques/fosas de lodo de tubería ascendente y hacia el dispositivo centrifugador de la varadera de separación por un conjunto de bombas de lodo. Si bien la realización preferida incluye un conjunto de seis bombas, se desea que el número de bombas de lodo de retorno utilizadas pueda variar según las limitaciones y requerimientos de perforación. Además, el método de suministrar lodo a cada separador puede ser mediante numerosos centrifugadores/bombas y distribuirlo a través de un sistema de colector y válvula. La varadera de separación incluye el conjunto de bombas de lodo de retorno, el dispositivo centrifugador, un tanque de recolección de fluido liviano para recoger el fluido más liviano, y un tanque de recolección de fluido de perforación para recoger el lodo de perforación más pesado.

Como se muestra en la Figura 16, el dispositivo centrifugador 500 incluye: (1) un embudo 510 que tiene un extremo ahusado 510A con una puerta de salida 511 para recoger el fluido de alta densidad 520 y un extremo no ahusado 510B que tiene una placa de esclusa ajustable 512 y una puerta de salida 513 para recoger el fluido de baja densidad 530, (2) un transportador (o "tornillo") helicoidal 540 para empujar el fluido de densidad más pesada 520 al extremo ahusado 510A del embudo 510 y fuera de la puerta de salida 511 y (3) un tubo de carga 550 para insertar el lodo de retorno en el embudo 510. El transportador 540 gira a lo largo de un eje horizontal de rotación 560 a una primera velocidad seleccionada y el embudo 510 gira alrededor del mismo eje a una segunda velocidad que está relacionada pero generalmente es más rápida o más lenta que la velocidad de rotación del transportador.

El lodo de retorno limpio entra en el embudo giratorio 510 del dispositivo centrifugador 500 a través del tubo de carga 550 y se separa en las capas 520, 530 de densidad variable mediante las fuerzas centrífugas de manera tal que la capa de alta densidad 520 (es decir, el fluido de perforación con la densidad Mi) está ubicado radialmente hacia fuera en relación con el eje de rotación 560 y la capa de baja densidad 530 (es decir el fluido liviano con densidad Mb) está ubicada radialmente hacia dentro en relación con la capa de alta densidad. La placa de esclusa 512 del embudo se ajusta a una profundidad seleccionada (o la "profundidad de esclusa") de manera tal que el fluido de perforación 520 no puede pasar sobre la esclusa y en cambio se empuja hacia el extremo ahusado 510A del embudo 510 y a través de la puerta exterior 511 por el transportador giratorio 540. El fluido liviano 530 fluye sobre la placa de esclusa 512 y a través de la salida 513 del extremo no ahusado 510B del embudo 510. De esta manera, el lodo de retorno se separa en sus dos componentes: el fluido liviano con densidad Mb y el fluido de perforación con densidad Mi.

El fluido liviano se recoge en el tanque de recolección del fluido liviano y el fluido de perforación se recoge en el tanque de recolección de fluido de perforación. En una realización preferida de la presente invención, tanto la unidad de recolección de fluido liviano como el tanque de recolección de fluido de perforación incluyen un conjunto de chorros de circulación para hacer circular el fluido dentro de los tanques para impedir la sedimentación de los sólidos. Además, en una realización preferida de la presente invención, la varadera de separación incluye una bomba mezcladora que permite que un volumen predeterminado de fluido liviano del tanque de recolección de fluido liviano se agregue al tanque de recolección de fluido de perforación para diluir y disminuir la densidad del fluido de perforación.

El tanque de recolección de fluido liviano incluye una primera salida para mover fluido liviano dentro del conjunto de tanques de contención y una segunda salida para mover el fluido liviano de regreso en el conjunto de tanques/fosas de lodo de tubería ascendente si se requiere otra separación. Si la válvula VI se abre y la válvula V2 se cierra, el fluido liviano se carga en el conjunto de tanques de contención para el almacenamiento. Si la válvula VI se cierra y la válvula V2 se abre, el fluido liviano se carga de regreso en el conjunto de tanques/fosas de fluido de tubería ascendente que debe volverse a correr a través del dispositivo centrifugador.

Cada uno de los tanques de contención incluye una entrada para recibir el fluido liviano y una salida. Cuando se requiere, el fluido liviano puede bombearse desde el conjunto de tanques de contención a través de la salida y se reinyecta en el lodo de tubería ascendente en una ubicación en el lecho del mar o debajo de él a través de las líneas de carga de tubería ascendente utilizando el conjunto de bombas de fluido liviano.

El tanque de recolección de fluido de perforación incluye una primera salida para mover el fluido de perforación al conjunto de tanques de acondicionamiento y una segunda salida para mover el fluido de perforación de regreso al conjunto de tanques/fosas de lodo de tubería ascendente si se requiere otra separación. Si la válvula V3 se abre y la válvula V4 se cierra, el fluido de perforación se carga de regreso en el conjunto de tanques/fosas de fluido de tubería ascendente que se debe correr de regreso a través del dispositivo centrifugador. Si la válvula V3 se cierra y la válvula V4 se abre, el fluido de perforación se carga en el conjunto de de tanques de acondicionamiento.

Cada uno de los tanques de acondicionamiento de lodo activo incluye una entrada para recibir el componente de fluido de perforación del lodo de retorno y una salida para el fluido de perforación acondicionado para que fluya hacia el conjunto de tanques activos. En el conjunto de tanques de acondicionamiento, se pueden agregar agentes de acondicionamiento de lodo pueden al fluido de perforación. Los agentes acondicionamiento de lodo (o "diluyentes") generalmente se agregan al fluido de perforación para reducir la resistencia al flujo y el desarrollo de gel en lodos de arcilla y agua. Estos agentes pueden incluir, en forma no taxativa, taninos vegetales, polifosfatos, materiales ligníticos, y lignosulfatos . Además, estos agentes de acondicionamiento se pueden agregar al fluido de perforación para otras funciones que incluyen, en forma no taxativa, reducir la filtración y el espesor de torta, contrarrestar los efectos de la sal, minimizar el efecto del agua sobre la formación perforada, emulsionar petróleo en agua, y estabilizar las propiedades del lodo a temperaturas elevadas.

Una vez acondicionado, el fluido de perforación se carga en un conjunto de tanques activos para el almacenamiento. Cada uno de los tanques activos incluye una entrada para recibir el fluido de perforación y una salida. Cuando se requiera, el fluido de perforación se puede bombear desde el conjunto de tanques activos a través de la salida y en la cadena de perforadores a través del colector de lodo utilizando un conjunto de bombas de lodo.

Si bien el sistema de tratamiento de la presente invención se describe con respecto a raspar el fluido desde el lodo de retorno, se desea que el sistema de tratamiento puede utilizarse para raspar cualquier material, fluido o sólido, que tiene una densidad diferente de la densidad del fluido de perforación desde el lodo de retorno. Por ejemplo, el lodo de perforación en un sistema de fluido de perforación de una sola densidad o "sistema de lodo total" que comprende un fluido liviano con barita puede separarse en un componente de fluido liviano y un componente de barita utilizando el sistema de tratamiento de la presente invención. En un sistema de lodo total, cada sección del pozo se perfora utilizando un lodo de perforación que tiene una sola densidad constante. Sin embargo, cuando se perforan secciones más profundas del pozo, se requiere utilizar un lodo que tiene una densidad mayor que aquella requerida para perforar secciones menos profundas. Más específicamente, las secciones menos profundas del pozo puede perforarse utilizando un lodo de perforación que tiene una densidad de 10 PPG, mientras que las secciones más profundas del pozo pueden requerir un lodo de perforación que tiene una densidad de 12 PPG. En operaciones previas, una vez que las secciones menos profundas del pozo se perforaron con un lodo de 10 PPG, se agrega barita para formar un lodo de 12 PPG más denso. Después de terminar, el lodo se embarcaría en tierra para la separación y el retratamiento y luego de regreso a la unidad de perforación.

El sistema de retratamiento de la presente invención, in embargo, se puede utilizar para tratar el lodo de 10 PPG de densidad para obtener el lodo de 12 PPG de densidad sin tener que agregar barita y sin la demora y los gastos de envío del lodo hacia y desde una instalación de tratamiento en tierra firme entre los pozos. Esto puede lograrse utilizando la separación para arrastrar y almacenar el fluido liviano desde el lodo de 10 PPG, aumentando por lo tanto la concentración de la barita en el lodo hasta que se obtenga un lodo de 12 PPG. Las secciones más profundas del pozo pueden entonces perforarse utilizando el lodo de 12 PPG. Finalmente, cuando el pozo está completo y se empieza un pozo nuevo, el fluido liviano puede combinarse con el lodo de 12 PPG para readquirir el lodo de 10 PPG para perforar las secciones menos profundas del pozo nuevo. De esta manera, se pueden almacenar y combinar componentes valiosos, tanto fluido liviano como barita, de un lodo de un solo gradiente, en un lugar en la torre para crear eficientemente un lodo adaptado al requerimiento de perforación de una sección particular del pozo.

Si bien el sistema de tratamiento de la presente invención se describe para raspar el fluido de densidad liviana del lodo de retorno de combinación para obtener el fluido de perforación original que debe recircular a través de la broca y el fluido liviano que debe reinyectarse en el torrente del lodo de retorno (que se muestra en las Figuras 1-2) , se desea que el sistema de tratamiento de la presente invención puede utilizarse para raspar el fluido de perforación liviano de un lodo de retorno de combinación para obtener el fluido de perforación liviano original que debe recircular a través de la broca y el fluido pesado debe reinyectarse en la columna del lodo de retorno (que se muestra en las Figuras 4-6) .

En aún otra realización de la presente invención, el sistema de tratamiento incluye una línea de circulación para intensificar el fluido de tubería ascendente con el fluido de perforación de la misma densidad para hacer circular cortes fuera de la tubería ascendente. Como se muestra en la Figura 14, cuando la válvula V5 se abre, el lodo de retorno de tubería ascendente limpio puede bombearse desde el conjunto de tanques o fosas de lodo de tubería ascendente e inyectarse en el torrente de tubería ascendente en un lugar en el lecho del mar o debajo de él. Esto se realiza cuando la circulación hacia el pozo debajo del lecho del mar se ha detenido a través de la cadena de perforadores y no se requiere ninguna dilución.

En aún otra realización de la presente invención, el sistema de recirculación de lodo incluye una unidad de control impulsada por un software multipropósito para manipular los sistemas de fluido de perforación y presentar datos de perforación y del fluido de perforación. Con respecto a la Figura 15, la unidad de control se utiliza para manipular los dispositivos del sistema tales como: (1) abrir y cerrar las válvulas interruptoras 101 (Figuras 1 y 2) o 100A y 100B (Figura 6), las válvulas de control VI, V2, V3 y V4 y la válvula de línea de circulación V5, (2) activar, desactivar, y controlar la velocidad de rotación del conjunto de bombas de lodo, el conjunto de bombas de lodo de retorno, y el conjunto de bombas de fluido liviano, (3) activar y desactivar los chorros de circulación, y (4) activar y desactivar la bomba mezcladora. Además, la unidad de control puede utilizarse para ajustar variables de centrifugación que incluyen velocidad de carga, velocidad de rotación del embudo, velocidad de transportador, y profundidad de esclusa para manipular la descarga de fluido pesado.

Más aún, la unidad de control se utiliza para recibir y presentar los datos de perforación y del fluido de perforación claves tales como: (1) el nivel en el conjunto de tanques de contención y el conjunto de tanques activos, (2) las lecturas de un instrumento de medición mientras se perfora (o "MWD") , (3) las lecturas de un instrumento de presión mientras se perfora (o "PWD") y (4) datos de registro del lodo.

Se utiliza un instrumento de MWD para medir las propiedades de la formación (por ejemplo, resistividad, radiación gamma natural, porosidad) , geometría del pozo (por ejemplo, inclinación y acimut), orientación del sistema de perforación (por ejemplo, herramienta) , y las propiedades mecánicas del proceso de perforación. Un instrumento de MWD proporciona datos de tiempo real para mantener el control de perforación direccional.

Se utiliza un instrumento de PWD para medir la presión de fluido de pozo en el anillo entre el instrumento y el pozo tanto mientras se está haciendo circular el lodo de perforación en el pozo y la presión estática. Una unidad de PWD proporciona datos de tiempo real en la superficie del pozo que indica la caída de presión a través del montaje de fondo de pozo para monitorear el rendimiento del motor y MWD.

El registro del lodo se utiliza para reunir datos de una unidad de registro de lodo que registra y analiza los datos del lodo de perforación mientras el lodo de perforación vuelve desde el pozo. En particular, se utiliza una unidad de registro del lodo para analizar el lodo de retorno para el petróleo y el gas transportados y para examinar los cortes de perforación para la identificación de la calidad y la formación del yacimiento.

Si bien aquí se han descrito detalladamente ciertas características y realizaciones, se debe entender que la invención incluye la totalidad de las modificaciones y mejoramientos que están dentro del alcance y del espíritu de las siguientes reivindicaciones.

En la memoria descriptiva precedente y en las reivindicaciones anexas: (1) el término "miembro tubular" comprende "todo producto tubular utilizado en operaciones de perforación de pozos", que incluye en forma no taxativa un "entubado", "un entubado submarino", "un entubado superficial", "un entubado conductor", "un revestimiento intermedio", "un entubado intermedio", "un entubado de producción", "un revestimiento de producción", "un revestimiento de entubado", o "una tubería ascendente"; (2) el término "tubo de perforación" comprende "todo miembro de perforación utilizado para transportar un fluido de perforación desde la superficie al pozo" que incluye, en forma no taxativa, "un tubo de perforación", "una cadena de tubos de perforación", o "una cadena de perforadores"; (3) los términos "conectado", "que conecta", "conexión" y "conectado operativamente" comprenden "en conexión directa con", o "en conexión con a través de otro elemento"; (4) el término "conjunto" comprende "uno", o "más de uno"; (5) el término "línea de carga" comprende toda línea de tubería ascendente auxiliar, que incluye en forma no taxativa "línea de carga de tubería ascendente", "línea intensificadora", "línea de obturador", o "tubería ascendente concéntrica marina de alta presión"; (6) el término "variables del sistema" comprende "la velocidad de carga, la velocidad de rotación del conjunto de bombas de lodo, la velocidad de rotación del conjunto de bombas de lodo de retorno, la velocidad de rotación del conjunto de bombas de fluido liviano, la velocidad de rotación de embudo del centrifugador, la velocidad de transportador el centrifugador, y/o la profundidad de esclusa del centrifugador"; (7) el término "datos de perforación y del fluido de perforación" comprende "el volumen contenido en el conjunto de tanques de contención, el volumen contenido en el conjunto de tanques activos, las lecturas de un instrumento de MWD, las lecturas de un instrumento de PWD y los datos de registro del lodo"; y (8) el término "tanques" comprende "tanques" o "fosas".

Claims (32)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para controlar la densidad de un fluido de perforación en un pozo en operaciones de perforación, que comprende : una primera tubería de perforación que tiene un extremo superior y un extremo inferior, el extremo superior de dicha primera tubería de perforación está ubicado en la superficie, el extremo inferior de la primera tubería de perforación está ubicado en el pozo, dicha primera tubería de perforación suministra un fluido de perforación que tiene una densidad predeterminada de la superficie al pozo, dicha primera tubería tiene un diámetro exterior predeterminado; y una segunda tubería de perforación que tiene un extremo superior y un extremo inferior, el extremo superior de dicha segunda tubería de perforación está ubicado en la superficie y el extremo inferior de dicha segunda tubería de perforación está ubicado en el pozo, dicha segunda tubería de perforación tiene un diámetro interior predeterminado que es mayor que el diámetro exterior de la primera tubería de perforación, dicha segunda tubería de perforación está dispuesta de manera tal que dicha primera tubería de perforación esté contenida dentro dicha segunda tubería de perforación para definir un espacio anular entre el diámetro exterior de la primera tubería de perforación y el diámetro interior de la segunda tubería de perforación, dicha segunda tubería de perforación comprende al menos un conjunto de puertas para establecer una comunicación entre el espacio anular dentro de la segunda tubería de perforación y el pozo, dicha segunda tubería de perforación para suministrar un fluido de base que tiene una densidad predeterminada desde la superficie al pozo a través del conjunto de puertas para crear un fluido de combinación, dicho fluido de base tiene una densidad diferente de la densidad predeterminada del fluido de perforación, dicho fluido de combinación tiene una densidad definida por una relación seleccionada del fluido de perforación y el fluido de base, el fluido de combinación asciende a la superficie.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende : un dispositivo de perforación conectado al extremo inferior de la primera tubería de perforación; una torre de perforación ubicada en la superficie para facilitar las operaciones de perforación submarinas; y una tubería ascendente que tiene un extremo superior conectado a la torre de perforación y un extremo inferior conectado al pozo, dicha tubería ascendente es para suministrar el fluido de combinación desde el pozo a la torre de perforación en la superficie .

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, que además comprende una unidad de separación ubicada en la superficie para separar el fluido de combinación en un componente de fluido de base y un componente de fluido de perforación.

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la densidad predeterminada del fluido de base es inferior a la densidad predeterminada del fluido de perforación.

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación sobreequilibradas .

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la densidad predeterminada del fluido de base es mayor que la densidad predeterminada del fluido de perforación.

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación subequilibradas .

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación casi equilibradas.

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la densidad predeterminada del fluido de base es menor que la densidad predeterminada del fluido de perforación.

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación sobreequilibradas.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la densidad predeterminada del fluido de base es mayor que la densidad predeterminada del fluido de perforación.

12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación esta adaptada para facilitar las operaciones de perforación subequilibradas.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación casi equilibradas.

14. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, que además comprende : un dispositivo de cabeza giratoria conectado al extremo inferior de la tubería ' ascendente, dicho dispositivo de cabeza giratoria para bloquear el flujo de retorno del fluido de combinación desde el pozo en la tubería ascendente cuando se acciona; y una línea de retorno que tiene un extremo superior ubicado en la superficie y un extremo inferior conectado al dispositivo de cabeza giratoria, dicha línea de retorno para establecer una comunicación entre la superficie y el pozo para facilitar el suministro del fluido de combinación desde el pozo a la superficie cuando se acciona el dispositivo de cabeza giratoria.

15. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la segunda tubería de perforación comprende una pluralidad de conjuntos de puertas, cada conjunto de puertas está dispuesto en ubicaciones espaciadas axialmente predeterminadas a lo largo de la longitud de la segunda tubería de perforación y es móvil entre una posición de puerta abierta para establecer una comunicación entre el espacio anular dentro de la segunda tubería, de perforación y el pozo y una posición de puerta cerrada para interrumpir la comunicación el espacio anular dentro de la segunda tubería de perforación y el pozo.

16. El sistema de acuerdo con la reivindicación 15, que además comprende medios para abrir y cerrar cada uno de los conjuntos de puertas de la segunda tubería de perforación de manera tal que el fluido de base pueda inyectarse en el pozo a profundidades seleccionadas.

17. Un sistema para controlar la densidad de un fluido de perforación en un pozo en posiciones de perforación del pozo, que comprende : una primera tubería de perforación que tiene un extremo superior y un extremo inferior, el extremo superior de la primera tubería de perforación está ubicado en la superficie, el extremo interior de la primera tubería de perforación está ubicado en el pozo, la primera tubería de perforación tiene un diámetro exterior, la primera tubería de perforación comprende ala menos un conjunto de canales de puerta para establecer una comunicación entre el diámetro exterior predeterminado de la primera tubería de perforación y el pozo, la primeara tubería de perforación para suministrar un fluido de base que tiene una densidad predeterminada desde la superficie al pozo a través del conjunto de canales de puertas; y una segunda tubería de perforación que tiene un extremo superior y un extremo inferior, el extremo superior de la segunda tubería de perforación está ubicado en la superficie y el extremo inferior de la segunda tubería de perforación está ubicado en el pozo, la segunda tubería de perforación tiene un diámetro interior predeterminado que es mayor que el diámetro exterior de la primera tubería de perforación, la segunda tubería de perforación está dispuesta de manera que la primera tubería de perforación está contenida dentro de la segunda tubería de perforación para definir un espacio anular entre el diámetro exterior de la primera tubería de perforación y el diámetro interior de la segunda tubería de perforación, la segunda tubería de perforación para suministrar un fluido de perforación que tiene una densidad predeterminada desde la superficie al pozo para crear un fluido de combinación que tiene una densidad diferente de la densidad predeterminada del fluido de base, dicho fluido de combinación tiene una densidad predeterminada definida por una relación seleccionada del fluido de perforación y el fluido de base, dicho fluido de combinación asciende a la superficie.

18. El sistema de acuerdo con la reivindicación 17, que además comprende: un dispositivo de perforación conectado al extremo inferior de la segunda tubería de perforación; una torre de perforación ubicada en la superficie para facilitar las operaciones de perforación submarina; y una tubería ascendente que tiene un extremo superior conectado a la torre de perforación y un extremo inferior conectado al pozo, dicha tubería ascendente para suministrar el fluido de combinación desde el pozo a la torre de perforación en la superficie.

19. El sistema de acuerdo con la reivindicación 18, que además comprende una unidad de separación en la superficie para separar el fluido de combinación en el componente de fluido de base y el componente de fluido de perforación.

20. El sistema de acuerdo con la reivindicación 17, en donde la densidad predeterminada del fluido de base es menor que la densidad predeterminada del fluido de perforación.

21. El sistema de acuerdo con la reivindicación 20, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptado para facilitar las operaciones de perforación sobreequilibradas.

22. El sistema de acuerdo con la reivindicación 17, en donde la densidad predeterminada del fluido de base es mayor que la densidad predeterminada del fluido de perforación.

23. El sistema de acuerdo con la reivindicación 22, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación subequilibradas.

24. El sistema de acuerdo con la reivindicación 22, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación casi equilibradas.

25. El sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en donde la densidad predeterminada del fluido de base es menor que la densidad predeterminada del fluido de perforación.

26. El sistema de acuerdo con la reivindicación 25, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación sobreequilibradas.

27. El sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en donde la densidad predeterminada del fluido de base es mayor que la densidad predeterminada del fluido de perforación.

28. El sistema de acuerdo con la reivindicación 27, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación subequilibradas.

29. El sistema de acuerdo con la reivindicación 27, en donde la densidad predeterminada del fluido de perforación está adaptada para facilitar las operaciones de perforación casi equilibradas.

30. El sistema de acuerdo con la reivindicación 27, que además comprende : un dispositivo de cabeza giratoria conectado al extremo inferior de la tubería ascendente, dicho dispositivo de cabeza giratoria para bloquear el flujo de retorno del fluido de combinación desde el pozo hacia la tubería ascendente cuando se acciona; y una línea de retorno que tiene un extremo superior ubicado en la superficie y un extremo inferior conectado al dispositivo de cabeza giratoria, dicha línea de retorno para establecer una comunicación entre la superficie y el pozo para facilitar el suministro del fluido de combinación desde el pozo a la superficie cuando se acciona el dispositivo de cabeza giratoria.

31. El sistema de acuerdo con la reivindicación 17, en donde la primera tubería de perforación comprende una pluralidad de conjuntos de canales de puertas, cada conjunto de canales de puerta está dispuesto en ubicaciones espaciadas axialmente predeterminadas a lo largo de la longitud de la primera tubería de perforación y es móvil entre una posición de canal de puerta abierta para establecer una comunicación entre el diámetro exterior de la primera tubería de perforación y el pozo y una posición de canal de puerta cerrada para interrumpir la comunicación entre el diámetro exterior de la primera tubería de perforación y el pozo.

32. El sistema de acuerdo con la reivindicación 31, que además comprende medios para abrir y cerrar cada conjunto de canales de puertas en la primera tubería de perforación de manera tal que el fluido de base pueda inyectarse en el pozo a profundidades seleccionadas.