Construcción de mallas de control de arena

Las mallas de pozo para control de arena se fabrican en tres tipos principales de construcción, cada uno diseñado para una combinación diferente de cargas mecánicas, comportamiento de la formación y diseño de la terminación. Seleccionar el tipo equivocado conduce a un fallo prematuro: por colapso de la malla, producción de arena u obstrucción.

Enrollado directo (hilo enrollado sobre varillas)

El hilo V se enrolla helicoidalmente sobre una matriz interna de varillas longitudinales de soporte y se suelda por resistencia en cada punto de cruce. No hay tubería interior; la jaula soldada de varillas soporta la carga mecánica. Esto produce la mayor área abierta de los tres tipos, típicamente entre el 35 y el 65 por ciento, según la abertura de ranura y el perfil del hilo. Su bajo peso y alta capacidad de entrada hacen del enrollado directo la opción preferida para pozos de monitorización, pozos de observación, mallas de drenaje a baja presión y pozos de agua poco profundos donde la presión de formación y la carga axial son moderadas. El enrollado directo también se utiliza como elemento exterior en configuraciones prerellenadas.

Sobre tubería base (tubería base perforada con enrollado de hilo)

Una tubería base API perforada (con orificios taladrados o ranuras mecanizadas) constituye el esqueleto estructural. El hilo V se enrolla y se suelda sobre la superficie exterior, separado de la tubería por costillas de soporte que mantienen un anillo libre para el flujo de entrada. La tubería base aporta resistencia axial a tracción, resistencia al colapso y conexiones roscadas fiables (BTC, NUE, EUE o roscas premium), lo que la convierte en la construcción estándar para pozos de producción de hidrocarburos verticales y horizontales. El área abierta es menor que en el enrollado directo (típicamente del 5 al 15 por ciento de la superficie de la tubería base, definida por el patrón de perforación), pero la malla puede bajarse con tubería en pozos profundos y desviados sin pandeo. Las mallas sobre tubería base son el caballo de batalla de las terminaciones de control de arena conforme a API 19SS.

Mallas prerellenadas con grava

Dos mallas concéntricas de hilo enrollado encierran una capa de grava aglomerada con resina o suelta entre ambas. La capa interior de grava se dimensiona para retener los granos de arena de la formación y actúa como medio filtrante principal; las mallas exterior e interior retienen el propio empaque de grava. Las mallas prerellenadas ofrecen el máximo nivel de control de arena en formaciones no consolidadas y terminaciones a hueco abierto donde las operaciones convencionales de empaque de grava resultan poco prácticas. La granulometría de la grava se dimensiona frente al D50 de la formación: el D50 de la grava es típicamente de 5 a 7 veces el D50 de la formación, y a continuación la ranura de la malla exterior se dimensiona para retener la grava en lugar de la formación directamente. Las mallas prerellenadas conllevan un sobrecoste y una mayor complejidad y reducen aún más el área abierta, pero evitan la migración de finos y la erosión de la malla en yacimientos poco consolidados.

Resumen de selección

Utilice el enrollado directo cuando la presión de formación y la carga axial sean moderadas, el área abierta sea el principal criterio de diseño y no se requiera una tubería interior. Aplicaciones típicas: pozos de monitorización, pozos de observación, drenaje y pozos de agua poco profundos.

Utilice la construcción sobre tubería base cuando la malla deba soportar las cargas axiales y de colapso de un pozo de producción profundo, desviado o de alta presión. La tubería base perforada permite además conexiones roscadas API fiables y proporciona un sello positivo contra el revestimiento del pozo durante las operaciones de empaque de grava. Es la elección estándar para pozos verticales y horizontales de petróleo, gas e inyección de agua.

Utilice mallas prerellenadas con grava cuando la formación sea no consolidada o de grano fino, el empaque de grava convencional no sea viable y se requiera un control de arena adicional más allá de una malla con sola ranura. Habitual en crudo pesado, SAGD y ciertos yacimientos costa afuera de arenisca no consolidada.

Notas de fabricación

ADEN fabrica los tres tipos de construcción en grados de material que van desde SS 304L hasta Super Duplex 2507, Inconel 625 e Inconel 825 para servicio corrosivo o amargo. Las conexiones finales incluyen roscas API de tubería (BTC, NUE, EUE, premium), bridas API y extremos lisos. Las mallas se ensayan según los requisitos de API 19SS / ISO 17824, incluidos carga axial, presión de colapso y presión de rotura sobre muestras seleccionadas por lote.