Control de Pozos (Well Control): prevención de kicks, cálculo de KMW y límites MAASP

El Control de Pozos es la disciplina que garantiza que la presión dentro del pozo se mantenga dentro de una ventana operativa segura para evitar la entrada de fluidos de formación (kick) y, en última instancia, prevenir un blowout. Implica anticipación, monitoreo en tiempo real, interpretación correcta de datos de superficie/fondo y ejecución disciplinada de maniobras de control. El BOP (Blowout Preventer) es el último eslabón físico del sistema, pero el control de pozos empieza mucho antes: con un peso de lodo adecuado, procedimientos de cierre, pruebas, entrenamiento y una cultura operativa rigurosa.
👉 Revisa también: Blowout Preventer: seguridad e integración

¿Qué es el Control de Pozos?

Es el conjunto de prácticas, equipos y procedimientos orientados a mantener el pozo en equilibrio hidráulico y responder ante cualquier desbalance de presión. A nivel operativo, combina:

1. diseño correcto de MW (Mud Weight) para balancear presión de poro,

2. cierre y contención del pozo con BOP ante un kick,

3. circulación de kill con lodo de mayor densidad para eliminar el influjo sin sobrepasar el límite de fractura,

4. validación continua con datos de presión/caudal y pruebas LOT/FIT por sección.

Aplicación en campo

Prevención. El primer control es preventivo: diseñar MW suficiente para exceder la presión de poro sin cruzar el gradiente de fractura, monitorear caudal de retorno y tanques, y verificar gas cutting.
Detección. Señales combinadas (ganancia en tanque, incremento del flujo de retorno a caudal constante, cambios en presión de bomba) disparan protocolos.
Cierre. Se detienen bombas, se cierra el BOP con la secuencia establecida y se estabiliza el sistema.
Diagnóstico. Se identifica el tipo de influx (gas/aceite/agua), se miden presiones en surface (SIDPP/SICP) y se define el método de control.
Circulación de kill. Se bombea lodo a KMW (Kill Mud Weight) para desplazar el influx y restaurar control permanente.
Verificación. Se confirma presión a cero (o al valor esperado por hidrostática) y se normalizan parámetros.

Fórmulas y explicación práctica

1) Presión hidrostática (base del equilibrio)

$$P_h \;(\text{psi}) = 0.052 \times MW\;(\text{ppg}) \times TVD\;(\text{ft})$$

Esta relación permite comparar directamente la densidad del lodo con la presión de poro a una profundidad dada.

2) Kill Mud Weight (KMW) – método “Engineer’s/Wait & Weight”

$$KMW\;(\text{ppg}) = MW_{\text{actual}} + \frac{SIDPP}{0.052 \times TVD_{\text{punto de interés}}}$$

SIDPP (Shut-In Drill Pipe Pressure) representa el déficit de presión del sistema respecto a la presión de poro en el punto de la broca. Al sumar ese incremento en ppg al MW actual, obtenemos el peso de lodo de kill que balanceará la zona origen del influx sin depender de la circulación para sostener presión.

3) MAASP (Maximum Allowable Annulus Surface Pressure)

$$MAASP = P_{\text{frac en zapata}} - P_{h,\;zapata$$

donde $P_{\text{frac en zapata}} = 0.052 \times EMW_{\text{frac}} \times TVD_{\text{zapata}}$
$P_{h,\;zapata} = 0.052 \times MW_{\text{actual}} \times TVD_{\text{zapata}}$
El MAASP es la presión máxima que puede permitirse en superficie (en el anular) sin fracturar la formación en la zapata del revestimiento más próximo. Es un límite de seguridad estructural.

Clave operativa: Durante la circulación de kill, toda presión medida (drillpipe y anular) debe mantenerse por debajo de MAASP y del techo de gradiente de fractura, especialmente con ECD elevado.

---

Ejemplo numérico integrado

Pozo vertical a TVD = 10,000 ft, con lodo de 12.5 ppg. Se presenta kick de gas; al cerrar BOP se registra SIDPP = 450 psi y SICP = 700 psi.

1. KMW:

$$KMW = 12.5 + \frac{450}{0.052 \times 10{,}000} = 12.5 + 0.865 \approx 13.37\; \text{ppg$$

2. Chequeo de MAASP en zapata intermedia a TVD_zapata = 7,000 ft con EMW_frac(zapata) = 14.8 ppg:

$$P_{\text{frac,zapata}} = 0.052 \times 14.8 \times 7{,}000 \approx 5{,}382\; \text{psi}$$$$P_{h,\;zapata} = 0.052 \times 12.5 \times 7{,}000 \approx 4{,}550\; \text{psi}$$$$MAASP \approx 5{,}382 - 4{,}550 = 832\; \text{psi}$$Durante la circulación, la presión anular de superficie no debe exceder 832 psi. Con el KMW = 13.37 ppg, se planifica la hoja de kill (bomb rate, schedule de presión) para desplazar el influjo sin sobrepasar MAASP ni el techo de fractura.

Métodos de control

Driller’s Method. Dos circulaciones con MW original: la primera desplaza el influjo manteniendo presión constante; la segunda introduce el KMW. Ventaja: rapidez de inicio; Desventaja: más exposición a ECD alto.
Engineer’s / Wait & Weight. Se mezcla el KMW antes de circular; una sola circulación, menor ECD y frecuentemente menor presión máxima. Requiere cálculo y mezcla precisos.
Volumétrico / Lubricate & Bleed. Para gas en el anular con BOP cerrado y restricciones de bombeo; controla expansión del gas dejando “respirar” el pozo en pasos calculados.
MPD (Managed Pressure Drilling). En ventanas estrechas, el backpressure controlado sostiene ECD y permite transiciones suaves entre estático y dinámico.

Unidad de medida

• Presión: psi (superficie y fondo).

• Densidad de lodo: ppg (ppg ↔ presión vía 0.052).

• Profundidad: ft (TVD y MD para tramos).

• Caudal: bbl/min (impacta fricción y ECD).
  Estas unidades permiten mapear decisiones operativas (subir/bajar ppg, variar caudal, válvulas) a límites físicos del pozo (poro, fractura, MAASP).

---

Recomendaciones técnicas

• Plan de prevención: define MW objetivo, límites de presión (MAASP), secuencia de cierre de BOP y roles del equipo.

• Pruebas LOT/FIT por sección: calibra gradiente de fractura y actualiza MAASP; no heredes valores sin validación.

• Hoja de Kill detallada: curvas objetivo de standpipe y anular, schedule de mezclas y correcciones por temperatura/compresibilidad.

• Gestión del ECD: controla caudal y reología; ECD alto puede convertir un evento controlable en pérdidas de circulación.

• Entrenamiento y simulación: prácticas periódicas (drills), simuladores de kick, verificación de válvulas y checklists antes de cada sección crítica.

---

Software y herramientas

• Drillbench (Dynamic / Kick): simulación transitoria de kick, hojas de kill, sensibilidad a caudal y reología.

• WellPlan / Landmark: diseño de ventanas de presión, cargas en casing, mezclas de KMW.

• PI System / SCADA: historización y alarmas de presión/caudal/volumen, útiles para detección temprana.

• Simuladores de control de pozo certificados**:** entrenamiento de crews con escenarios realistas y evaluación de tiempos de respuesta.

---

Casos de referencia

• Offshore, ventana estrecha: uso de MPD + Wait & Weight redujo picos de presión, evitando exceder MAASP en zapata de intermedia.

• Onshore, gas dulce: un Driller’s Method ejecutado con hoja de presión incorrecta rebasó fractura en zapata; la lección aprendida fue recalcular KMW con SIDPP real y corregir pérdidas de carga.

• Campos maduros: mejoras en detección (balance de tanques + caudal + presión) adelantaron minutos clave la decisión de cierre, reduciendo volumen del influx y la presión máxima de circulación.

Conceptos relacionados

• BOP (Blowout Preventer) – Dispositivo crítico de contención; ver artículo BOP
• Presión de poro – Límite inferior de la ventana; guía el MW preventivo.
• Gradiente de fractura – Techo de operación y base del MAASP.
• EMW/ECD – Densidades equivalentes en circulación que gobiernan el riesgo de pérdidas.
• Kick Detection – Detección temprana (flujo, tanque, presión) que dispara el cierre oportuno.

---

El Control de Pozos es ingeniería aplicada bajo presión (literal y figurada). Exige datos confiables, cálculos precisos, hojas de kill claras y un equipo que ejecute sin ambigüedades. Con disciplina en prevención, detección y respuesta —y un BOP probado y mantenido— es posible operar de forma segura y eficiente, incluso en ventanas de presión angostas o en pozos HPHT.