Línea de acero

El término "slickline" se refiere a un cable de un solo filamento que se utiliza para introducir diversas herramientas en el pozo durante las operaciones de perforación en la industria del petróleo y el gas . También puede describir un nicho específico de la industria que implica el uso de un camión o una operación con cable . El cable se utiliza para bajar herramientas a un pozo de petróleo o gas para realizar trabajos de mantenimiento específicos en el fondo del pozo . Su uso es más común en la tubería de producción . Las herramientas de cable operan mediante un mecanismo mecánico, controlado desde la superficie en la cabina del operador del camión . El cable y sus herramientas se utilizan para una variedad de aplicaciones.

El cable de acero (slickline) es un cable monofilamento que se utiliza para introducir diversas herramientas en el pozo con diferentes fines. Se emplea durante las operaciones de perforación en la industria del petróleo y el gas. En general, el término "slickline" también puede describir un nicho específico de la industria que implica el uso de camiones o trabajos con cable de acero.

El cable de acero liso (slickline) tiene la apariencia de un alambre largo, liso y sin trenzar, a menudo brillante, de color plateado o cromado. Se presenta en diferentes longitudes, según la profundidad de los pozos en la zona de uso (se puede solicitar a medida), hasta 35 000 pies. Se utiliza para bajar y subir las herramientas de fondo de pozo empleadas en el mantenimiento de pozos de petróleo y gas hasta la profundidad adecuada del pozo perforado.

En su uso y apariencia, el cable liso se conecta mediante un tambor y se desenrolla desde la parte trasera del camión de cable liso hasta la polea de cable . La polea es una rueda redonda ranurada y dimensionada para aceptar un cable específico y posicionada para redirigir el cable a otra polea que permitirá que el cable liso entre en el pozo. ^{[ 1 ]}

El sistema de cable de acero se utiliza para bajar herramientas de fondo de pozo a un pozo de petróleo o gas para realizar un trabajo de mantenimiento específico en el fondo del pozo. El fondo del pozo se refiere al área dentro de la tubería que se encuentra bajo la superficie, ya sea el revestimiento cementado en el pozo por la plataforma de perforación (que evita que el pozo perforado se derrumbe y que la presión de las diferentes zonas de petróleo o gas en el fondo del pozo se mezclen) o la tubería de producción, un tubo de menor diámetro que cuelga dentro del revestimiento.

El cable de acero se utiliza con mayor frecuencia en la tubería de producción . El operador del cable monitoriza en superficie la tensión del cable mediante un indicador de peso y la profundidad mediante un contador de profundidad calibrado desde la superficie. Baja la herramienta de fondo de pozo a la profundidad adecuada, completa la operación manipulándola mecánicamente, comprueba que haya funcionado correctamente (si es posible) y la retira enrollando el cable de acero en el tambor del que se desenrolló. El tambor del cable de acero está controlado por una bomba hidráulica , que a su vez es controlada por el operador.

El cable de acero viene en diferentes tamaños y grados. Cuanto mayor sea el tamaño y el grado, mayor será la tensión que se puede aplicar antes de que el cable se rompa en el punto más débil y cause una costosa operación de rescate. Debido a que las herramientas de fondo de pozo se atascan por fallas o condiciones del fondo de pozo, como arena, incrustaciones, sal, asfaltenos y otros subproductos del pozo que se asientan o se desprenden de las paredes de la tubería debido a la agitación causada por las herramientas o un cambio en el flujo de entrada del fondo de pozo, a veces es necesario tirar con fuerza de las herramientas para subirlas a la superficie. Si las herramientas se atascan y el operador tira con demasiada fuerza, el cable se romperá o se separará en el punto más débil, que generalmente está más cerca de la superficie, ya que cuanto más arriba en el pozo esté el punto débil del cable, mayor será el peso que debe soportar (el peso del cable).

Los puntos débiles en la línea pueden ser causados ​​por hacer un círculo alrededor de la rueda contadora, hacer una curva alrededor de una polea, o una torcedura en la línea por el uso normal (al montar el equipo, se debe sacar línea adicional del camión para dar suficiente holgura cuando se levanta el lubricador de control de presión; esto deja la línea enrollada en el suelo, a menudo con surcos, y a veces se engancha y se dobla).

Cuando se rompe el cable de acero, esto puede generar una costosa operación de recuperación. Se denomina recuperación porque a menudo es necesario utilizar diferentes herramientas hasta que una se engancha. Entonces, se puede liberar la herramienta original del pozo o cortar el cable de acero en el punto de unión con la herramienta para poder recuperarla y retirarla a la superficie, permitiendo así recuperar la sarta de herramientas atascada. Debido al tiempo de inactividad que implica la recuperación (es decir, la imposibilidad de extraer petróleo o gas del pozo), el cliente pierde dinero por la falta de producción, el costo de la unidad de cable de acero y el costo de lo que queda en el pozo si no se recupera (en la industria del petróleo y el gas, si la causa de la operación de recuperación no es culpa de la empresa de cable de acero, esta suele ser responsable de pagarla, y puede resultar muy costosa).

Originalmente, el cable de acero se llamaba cable de medición, porque era plano como una cinta métrica y estaba marcado con incrementos de profundidad para que los operarios supieran a qué profundidad se encontraban en el pozo. Probablemente esto cambió porque el cable de medición plano no era tan resistente como el cable de acero moderno, y se desarrollaron contadores de profundidad independientes.

Es ventajoso mantener el diámetro del alambre lo más pequeño posible por las siguientes razones:

• Reduce la carga de su propio peso.
• Se puede utilizar con poleas de menor diámetro y enrollar en bobinas o carretes de menor diámetro sin sobrecargarlo por flexión (donde el alambre se dobla, se debilita; donde forma un círculo completo, como en una rueda contadora, se debilita aún más).
• Esto reduce al mínimo el tamaño del tambor del carrete (lo que disminuye el espacio necesario en la parte posterior de la unidad de cable liso para alojar el tambor y la bomba hidráulica, reduciendo el peso y dejando más espacio para los demás equipos especializados necesarios para las operaciones con cable liso).
• Proporciona una pequeña sección transversal para operar bajo presión.

La desventaja de un cable liso de menor diámetro es su menor resistencia. La profundidad y la naturaleza del trabajo (una herramienta que deba ser tensada con fuerza o que pueda atascarse) influirán en el tipo de camión de cable liso que se utilice (existen camiones especializados en distintos diámetros de cable).

Los tamaños de cable sólido más comunes son: 0,092 pulg (2,3 mm) , 0,108 pulg (2,7 mm) , 0,125 pulg (3,2 mm) , 0,140 pulg (3,6 mm) , 0,150 pulg (3,8 mm) y 0,160 pulg (4,1 mm) de diámetro, y se pueden obtener de las fábricas de trefilado en longitudes estándar de una sola pieza de 18 000, 20 000, 25 000 y 30 000 pies. Otros diámetros y longitudes suelen estar disponibles bajo pedido de los proveedores, siendo el tamaño más grande disponible actualmente de 0,188 pulg (4,8 mm) .              

Las herramientas de cable liso funcionan mediante un mecanismo mecánico, controlado desde la superficie en el compartimento del operador de los camiones de cable . Normalmente, este mecanismo se acciona mediante percutores. Generalmente existen dos tipos de percutores: mecánicos e hidráulicos.

Los martillos mecánicos tienen la apariencia de una pieza larga y tubular de metal mecanizado que se desliza alargando o acortando aproximadamente entre el 75 % y el 90 % de su longitud total. Producen un efecto de percusión sobre las herramientas de fondo de pozo. El peso o impacto del martillo depende de la cantidad de barra de lastre que se añade sobre los martillos. Generalmente, un operador de cable liso controla las herramientas de fondo de pozo mediante golpes y impactos de la barra de lastre a través de los martillos mecánicos, controlando desde la superficie el descenso o ascenso de la sarta de herramientas y monitorizando el peso, la profundidad y la presión. Los martillos mecánicos para cable liso pueden golpear hacia arriba o hacia abajo del pozo, lo que los convierte en una forma versátil de percusión.

Los martillos hidráulicos para cable liso generalmente están diseñados para golpear solo hacia arriba, ya que no es factible lubricar suficiente barra de lastre para golpear hacia abajo sobre las herramientas de fondo de pozo. Los martillos hidráulicos funcionan cuando el operador tira del cable hacia arriba, lo que ejerce una fuerza ascendente sobre la parte superior de los martillos hidráulicos. La parte inferior de los martillos hidráulicos suele estar conectada mediante rosca a los martillos mecánicos, que a su vez están conectados a las herramientas de fondo de pozo. La fuerza con la que el operador tira de los martillos hidráulicos afecta la velocidad y la fuerza del impacto. Al tirar de la parte superior, el mandril interior comienza a deslizarse hacia arriba. Este mandril tiene una restricción que el fluido hidráulico debe sortear a medida que se tira hacia arriba, hasta que alcanza una zona sin restricción, lo que le permite deslizarse rápidamente. La razón de esta restricción inicial más ajustada es permitir que el operador tire del cable hasta el rango de impacto deseado.

Generalmente, una vez que alcanza ese rango en su indicador de peso, espera mientras los martillos se abren hasta el punto menos restringido, momento en el que la barra de lastre asciende rápidamente, proporcionando un impacto ascendente en las herramientas de fondo de pozo. Los martillos se pueden "reiniciar" bajando la línea hasta que el peso de la barra de lastre la cierre, o hasta que el mandril interno de los martillos hidráulicos regrese a la posición inicial. Dado que los martillos hidráulicos están diseñados para proporcionar un tiempo de espera que permita al operador alcanzar la tensión de línea deseada, pueden proporcionar un impacto ascendente muy efectivo.

La potencia de impacto de los martillos mecánicos e hidráulicos se ve afectada por la longitud de los martillos (cuanto más largos, más rápido pueden desplazarse antes de detenerse), la masa del peso que se encuentra encima de ellos (cuanto mayor sea la masa, más fuerte impactarán) y la tensión de la cuerda que tira de ellos.

Algunos componentes de terminación pueden desplegarse y recuperarse mediante cable liso, como válvulas de seguridad recuperables por cable , manómetros de fondo de pozo alimentados por batería, perforación, colocación de tapones puente explosivos y colocación o recuperación de válvulas de levantamiento de gas . El cable liso también puede utilizarse para la recuperación de otros equipos y cables que hayan caído al fondo del pozo.

Las aplicaciones más comunes para el cable de acero son:

• Etiquetado TD (Profundidad Total, que es la mayor profundidad posible dentro del pozo)
• Pruebas con anillo de calibre (que consisten en el uso de una herramienta de fondo de pozo de tamaño especial llamada anillo de calibre, que viene en varios diámetros prefabricados, diseñada para asegurar que la tubería esté libre hasta cierto punto).
• Instalación de brochas/émbolos para tuberías (una brocha para tuberías tiene el aspecto de una lima tubular agresiva, disponible en diferentes diámetros, que se utiliza para eliminar rebabas y deformaciones en el interior de las tuberías y revestimientos en pozos de petróleo y gas).

  

• Extracción de arena y escombros (eliminación de arena/roca de la formación y otros escombros remanentes de la perforación y terminación del pozo, utilizando una herramienta especializada llamada empacador. Esta herramienta utiliza un mecanismo de bombeo de tipo bomba de agua china o un sistema de vacío hidrostático para succionar los escombros del fondo del pozo, permitiendo su transporte a la superficie mediante el cable).
• Manguitos deslizantes (las formaciones en el fondo del pozo pueden aislarse detrás de "ventanas" metálicas deslizantes llamadas manguitos deslizantes. Estos se abren o cierran mediante una herramienta de desplazamiento especializada que posiciona el manguito y lo mueve hacia arriba o hacia abajo, proporcionando acceso o cerrando esa formación o sección del revestimiento).
• Instalación/extracción de tapones y estranguladores (herramientas especializadas para pozos que se fijan a restricciones prefabricadas en la tubería o que se fijan a la propia tubería, sellando la presión desde debajo o desde encima del tapón).
• Ajuste/desmontaje de válvulas de elevación por gas
• Extensiones de tubería (extensiones de tubería donde la tubería no está colocada lo suficientemente cerca de las perforaciones de la formación en el revestimiento).
• Mediciones de presión y temperatura en el fondo del pozo (herramientas electrónicas y mecánicas especializadas diseñadas para medir la presión y la temperatura a profundidades predeterminadas en el pozo. Estos datos pueden utilizarse para determinar la vida útil del yacimiento).
• Estudios con perforadoras giratorias (para determinar qué perforaciones de la formación tienen el mejor flujo de entrada / qué perforaciones producen la mayor cantidad de agua / líquidos)
• Perforadora Kinley, cortadora de línea de arena y calibrador
• Ejecutar herramientas de registro de producción
• Operaciones de recuperación de herramientas (la recuperación de herramientas o cables perdidos, u otros desechos que no tenían como objetivo restringir el flujo o interrumpir las operaciones del pozo. Esta recuperación puede ser difícil debido a que el objeto se encuentra en el fondo del pozo y a otras condiciones que la afectan, como la alta presión o que el objeto esté atascado en la tubería de producción o revestimiento).
• Corte de parafina (perforar y eliminar la acumulación de cera, que es un subproducto del enfriamiento excesivo del aceite que impide que llegue a la superficie).
• Desgaste de hielo/sal (restricciones y tapones que pueden formarse como subproductos de un pozo en movimiento).
• Lubricación de conjuntos largos dentro y fuera del pozo (la lubricación se realiza mediante una tubería de mayor diámetro que la herramienta, unida en la superficie sobre la cabeza del pozo, que aloja la válvula que cierra la presión en el fondo del pozo. El lubricador debe ser lo suficientemente largo como para alojar la sarta de herramientas y las herramientas de fondo de pozo que se van a introducir o extraer).

Generalmente, se utiliza línea trenzada cuando la resistencia de la línea lisa es insuficiente para la tarea. Lo más común es que se utilice para trabajos pesados, como la recuperación de tuberías de perforación rotas.

• Operaciones de recuperación de tuberías