Desarrollo de pozos tubulares: definición y métodos

Lea este artículo para obtener más información sobre la definición y los métodos de desarrollo del tubo.

Definición y Necesidad:

Un pozo de tubo no está completamente listo para su uso justo después de la construcción. El siguiente paso importante es desarrollar bien el tubo perforado. El pozo del tubo puede funcionar correctamente solo después del desarrollo adecuado. Es el proceso mediante el cual se eliminan las partículas más finas de alrededor de la pantalla para aumentar la permeabilidad de la formación a través de la cual el agua se mueve hacia el pozo.

El desarrollo sirve para las siguientes funciones:

yo. Elimina la formación de los rodamientos de agua obstruida por el lodo en la operación de perforación.

ii. Hace que el paquete de grava y la formación circundante se asienten y se compacten contra la pantalla, lo que hace que la estructura del pozo del tubo sea estable.

iii. Sirve para romper el puente de los granos de arena a través de las aberturas de la pantalla y en el paquete de grava circundante y la formación del acuífero y hace que el pozo sea eficiente.

iv. Ayuda a obtener agua libre de arena al estabilizar la formación de arena alrededor de la pantalla.

v. Ayuda a reducir las pérdidas de cabeza cerca de la pantalla.

vi. Lleva el pozo a su capacidad máxima, ya que el rendimiento máximo está disponible con una extracción mínima.

vii Proporciona una medida del suministro de agua disponible y ayuda a determinar las características requeridas de una bomba y una unidad de potencia a instalar.

viii. Aumenta la vida útil de la pantalla o colador.

Métodos de desarrollo:

Cuando el estrato acuífero en el que se perfora el pozo se compone de arena y grava o aluvión, el desarrollo se logra mediante la eliminación de partículas más finas de la zona que rodea el pozo del tubo.

Los siguientes son los métodos comúnmente adoptados para el desarrollo de un pozo tubular:

1. Desarrollo por bombeo.

2. Desarrollo por aire comprimido.

3. Desarrollo por oleada.

4. Desarrollo mediante lavado a contracorriente.

5. Desarrollo por chorro a alta velocidad.

6. Desarrollo mediante el uso de productos químicos.

1. Desarrollo por bombeo:

Es el método más simple y más común para eliminar partículas finas. En este método, en última instancia, el agua se bombea desde el pozo a una velocidad igual o superior a la descarga de diseño. Así que es un caso de bombeo excesivo. Se utiliza una bomba de velocidad variable de gran capacidad. El agua se retira a un ritmo muy lento al principio. Entonces la tasa de retirada se incrementa en pasos. Entre los pasos, la velocidad de extracción se mantiene constante hasta que no se eliminen más partículas de arena.

El bombeo debe continuarse hasta que se alcance la descarga máxima y no se extraigan más partículas de arena. Luego se detiene la extracción de agua y se permite que el nivel del agua suba a su posición normal. El procedimiento se repite nuevamente hasta que no se eliminen más partículas de arena. En las etapas iniciales de bombeo, si la velocidad se mantiene, las partículas finas altas son absorbidas con gran fuerza y ​​pueden obstruir las perforaciones en la tubería o en el medio filtrante. Puede causar el fallo del tubo bien.

Las limitaciones de este método son las siguientes:

yo. Induce la velocidad solo en la dirección radial y, por lo tanto, las partículas finas se eliminan en una sola dirección. Es parcialmente superado por el bombeo intermitente que agita el agua en el pozo.

ii. Elimina las partículas finas del área limitada que rodea la pantalla.

iii. Requiere bombas de mayor capacidad que las disponibles convencionalmente.

Debido a las limitaciones anteriores, este método no es muy efectivo para desarrollar pozos de gran capacidad. Para pozos pequeños, sin embargo, es bastante adecuado y de uso común.

2. Desarrollo por Aire Comprimido:

Los componentes principales de este conjunto son una tubería de aire (línea de aire) de menor diámetro y una tubería de caída de mayor diámetro. La tubería de caída también se llama tubería de descarga porque el conjunto es similar al de la bomba de elevación de aire. Un compresor de aire está conectado directamente a un tanque de aire que a su vez está conectado al tubo de aire a través de una válvula de apertura rápida.

En este método, un conjunto de tubería de aire de menor diámetro y tubería de caída o descarga que rodea la tubería de aire se introduce en el pozo hasta que llega casi al fondo de la primera tubería de filtro. La tubería de aire está ajustada de modo que su extremo inferior esté a unos 30 cm por encima del extremo inferior de la tubería de descarga. Se llama posición de bombeo de la tubería de aire.

El aire se comprime en el pozo para comenzar a bombear. El bombeo continúa hasta que el agua bombeada está libre de arena. En este punto, la entrada de aire se corta al cerrar la válvula. El tanque se pone a plena presión manteniendo el compresor encendido. Mientras tanto, la tubería de aire está tan bajada que ahora emerge por debajo de la parte inferior de la tubería de descarga en 30 cm.

Puede llamarse la posición de lavado de la tubería de aire. Ahora la válvula se abre rápidamente para permitir la entrada repentina de aire comprimido al pozo. Debido a la fuerte oleada de aire se crea una oleada de agua. Fuerza el agua del pozo en el acuífero a través de la pantalla. La oleada agita el acuífero y desaloja las partículas de arena fina.

El tubo de aire se eleva nuevamente dentro del tubo de descarga, es decir, a una posición de bombeo y, a medida que comienza el bombeo, la dirección del flujo se invierte y ahora el agua ingresa al pozo a través del suelo. El agua que entra trae consigo partículas de arena fina desprendidas. El proceso de bombeo y oleaje alternativo se continúa hasta que el acuífero está completamente desarrollado y se detiene el flujo de arena. De esta manera, se desarrolla un acuífero completo que toma de 1 a 2 m de longitud de la pantalla a la vez.

3. Desarrollo por Surgimiento:

Una oleada se forma por el movimiento recíproco de un émbolo en el pozo. El agua se mueve alternativamente en el suelo y sale al pozo durante el golpe hacia abajo y hacia atrás respectivamente. La velocidad del émbolo se incrementa lentamente. El émbolo se opera en el tubo de revestimiento provisto sobre la parte apantallada del pozo. La aplicación repetida de la fuerza creciente arrastra las partículas finas hacia el pozo, dejando intactas las partículas más gruesas en el acuífero.

A veces, para aumentar la eficiencia del desarrollo, se agrega un agente dispersante como el calgón (hexa-meta-fosfato de sodio) al agua de pozo. Se continúan arrastrándose y extrayéndose alternativamente para extraer arena del acuífero y para eliminar esa agua del pozo, respectivamente, hasta que no se introduzca arena en el pozo.

4. Desarrollo por Back-Washing:

Como su nombre lo indica, es un proceso en el que el agua fluye hacia la formación del acuífero desde el pozo a través de la pantalla. El lavado a contracorriente provoca la agitación de la formación y rompe el puente de las partículas de arena. El lavado a contracorriente ayuda a la eliminación efectiva de partículas finas. Se pueden utilizar varios métodos para crear un lavado a contracorriente o causar un flujo inverso.

Los principales métodos son los siguientes:

(a) Método de bombeo intermitente:

Cuando se inicia el bombeo y se detiene de forma intermitente, produce cambios rápidos en la presión del pozo. Cuando se detiene repentinamente el bombeo, la columna de agua en el pozo se cae causando un flujo inverso. El proceso se repite hasta que se realiza el desarrollo, que se puede determinar mediante el bombeo de arena.

(c) Lavado a contracorriente con achicador:

En este método, el agua se alimenta en el pozo lo más rápido posible y luego se rescata con una bomba de arena o un achicador. El movimiento del agua agita la formación alrededor del pozo. Las velocidades más rápidas de alimentación y rescate aseguran una agitación efectiva y una succión vigorosa del material fino respectivamente. El agua rescatada se puede reutilizar después de permitir que la arena se asiente en un tanque de sedimentación.

(c) Lavado a contracorriente con presión de aire:

El principio adoptado es similar al adoptado para el método de desarrollo de aire comprimido con algunas modificaciones. En este método, además de la tubería de aire y el conjunto de tubería de descarga, hay una tubería de aire más pequeña. El conjunto de tubería de aire y tubería de descarga sirve para el propósito de la bomba de elevación de aire, mientras que la tubería de aire pequeña comprime el aire en el pozo sellado para crear un flujo inverso. En este método, el pozo se sella en la parte superior después de insertar el conjunto de aire y los tubos de descarga y otro tubo de aire pequeño. El aire comprimido se alimenta a ambos tubos a través de una válvula de tres vías.

El conjunto de la bomba de elevación de aire funciona como de costumbre para bombear el agua. Cuando sale agua clara del pozo, se detiene el bombeo cortando el suministro de aire. Cuando el nivel del agua recupera el nivel de estática, el suministro de aire se desvía a través de una tubería de aire más pequeña.

El aire comprimido admitido en el pozo causa un flujo inverso a través de la pantalla hacia la formación. El lavado a contracorriente agita y desaloja las partículas de arena en la formación. Cuando el nivel de agua en el pozo baja y el aire comienza a escapar por la tubería de descarga, la válvula de aire se gira para activar el conjunto de la bomba de elevación de aire.

Se inicia el bombeo y se bombea arena y agua. El proceso se repite hasta que el pozo se desarrolla a fondo. A veces se usa agente dispersante para acelerar el proceso. Se puede ver que, aunque el lavado a contracorriente es esencial, por sí solo no puede desarrollar el pozo de manera efectiva a menos que se combine con oleaje, rescate o bombeo.

5. Desarrollo por chorro de alta velocidad:

Es uno de los métodos de desarrollo más efectivos. En este método, los chorros de alta velocidad liberados a través de la herramienta de inyección pasan a través de la pantalla y la formación detrás de la pantalla se agita. Afloja las partículas finas que pueden eliminarse del pozo bombeando o atrapando el agua del pozo. La figura 18.10 aclara el procedimiento.

Este método tiene las siguientes ventajas:

yo. La energía se concentra en un área pequeña y por lo tanto es más efectiva.

ii. Cada parte de la pantalla se puede cubrir de forma selectiva y completa.

iii. El proceso es simple y no requiere arreglos elaborados ni equipo especial.

iv. Hay pocas posibilidades de sobre desarrollo por este método.

6. Desarrollo mediante el uso de productos químicos:

Los agentes dispersantes se agregan muchas veces al agua utilizada para el lavado o la inyección. Los agentes dispersantes contrarrestan la propiedad de la arcilla para adherirse a las partículas de arena. Los agentes dispersantes comunes que son bastante efectivos son varios polifosfatos como el pirofosfato de tetrasodio. Tripolifosfato de sodio, hexametafosfato de sodio (calgon) y deptafosfato de sodio. Una vez que el agente dispersante neutraliza las propiedades coloidales de la arcilla, se puede eliminar fácilmente mediante oleada y lavado a contracorriente.

Últimamente se utilizan dos sustancias químicas, a saber, ácido clorhídrico y dióxido de carbono sólido (también llamado hielo seco) para el desarrollo de pozos. En el pozo a desarrollar se agrega ácido clorhídrico y el pozo se sella en la parte superior. Se crea un lavado a contracorriente forzando el aire comprimido en el pozo.

Como resultado, el agua mezclada con ácido clorhídrico entra en formación alrededor de la pantalla. Ahora se retira el sello superior y se cae hielo seco o dióxido de carbono sólido en el pozo. La sublimación tiene lugar y en el proceso se libera dióxido de carbono. Como resultado, se acumula alta presión en el pozo. Cuando se libera la presión, el agua fangosa se empuja hacia arriba y se expulsa del pozo en forma de chorro. Así se logra el desarrollo a bien.

Este método también se utiliza para eliminar la incrustación y la corrosión de las pantallas de los pozos. Cuando se perfora un pozo en una formación de roca sedimentaria, el desarrollo se realiza disolviendo parcialmente el material de cementación. Así se forman cavidades y aberturas más grandes alrededor del pozo. Cuando un pozo de pozo penetra en la formación rocosa, el desarrollo se realiza mediante la fractura de la formación de roca circundante para crear aberturas adicionales. Luego, más agua entra en el pozo a través de la formación de rocas fracturadas.