Perforación Direccional Definiciones Básicas

BOLETÍN ENMETODOS DE CALCULOS DESURVEYS Y TERMINOLOGIAS

DE LA PERFORACION DIRECCIONAL

API Bulletin D20First Edition

December 31, 1985

Recurso

Definiciones

• Perforación Direccional• Pozo Horizontal• Perforación de Alcance Extendido• Profundidad Medida • Distancias entre surveys• Longitud de la trayectoria (course).• Inclinación del Agujero • Dirección del Agujero • Profundidad Vertical , Latitud &

Departure• Cierre (Closure)• Objetivo de Cierre• Sección Vertical• Dirección de la Sección Vertical.

• Pata de Perro (Dogleg)• Severidad de Dogleg• Construcción (Build)/

Caída (Drop)/ Tasa de giro (Turn Rate)

• Surveys a la Barrena (Survey at Bit)

• Tortuosidad• Índice Dificultad de

Direccional.

Perforación Direccional Controlada

Objetivo

Es La ciencia de desviar un pozo a lo largo de un curso planeado hasta un objetivo en el subsuelo, cuya localización está en una distancia y una dirección lateral desde la vertical y a una profundidad vertical especificada.Perforación de un pozo con la desviación planificada desde la vertical a un objetivo predeterminado

Definiciones

Curvaturas y radios del agujero

DLS R R

• Radio Largo 2-6°/100 ft 90-200m 3000-1000 ft

• Radio Medio 6-35°/100 ft 290-50m 1000-160 ft

• Radio Corto >35°/100 ft <50m <160 ft

Definiciones

Pozo Horizontal

• Es un Pozo Direccional con un sección continua de agujero con una inclinación mayor a 86°.

> 86°

Perforación de Alcance ExtendidoERD

• La perforación de un Pozo en el cual la profundidad medida final será mayor a dos veces su profundidad vertical.

MD > 2 TVD

TVD

MD

Profundidad Medida "MD"

• La distancia medida a lo largo de la trayectoria del agujero desde el punto de referencia en superficie de profundidad hasta cualquier punto localizado en la trayectoria del agujero.

• Profundidad Total (TD) es la profundidad medida desde el punto de referencia en superficie de profundidad hasta el fondo del agujero, según lo medido a lo largo de la trayectoria del agujero.

• Mas especifico es “a lo largo de profundidad del agujero” (along hole depth) (AHD).

Estación Survey - SSCualquier punto (profundidad) a lo largo del agujero en el cual se toma un registro direccional; y cada muestra esta conformado por el registro de la profundidad medida, inclinación y azimut. Todas las estaciones de surveys son utilizadas para realizar los cálculos de las coordenadas 3-D y cuando son presentadas en tablas son llamados reportes de surveys.

SS1SS2

Importancia de los Survey - SS

• Para los geólogos: su prioridad se base en conocer la profundidad vertical a lo largo de la trayectoria del pozo. Esta información es usada para graficar la profundidad verdadera de los Registros de evaluación de formación y así correlacionar la profundidad vertical con otros pozos cercanos.

• Producción: requiere conocer la ubicación precisa de los pozos con respecto a las zonas de producción, así ellos pueden determinar si otros pozos son necesarios para drenar eficientemente el reservorio, si es así, donde hay espacio para otro pozo.

• Perforación: requiere, para monitorear la trayectoria del pozo mientras este es perforado hacia el objetivo, definido por geología y así lograr alcanzarlo. También se utiliza para conocer el comportamiento de las severidades de construcción de inclinación y giro y tomar acción preventiva que ayuden a minimizar los posibles problemas durante la corridas de las TR’s. En áreas donde existen muchos pozos es importante estudiar los surveys para realizar análisis de anticolisión.

Longitud del Curso (Course Length) - CL

La longitud medida en el agujero entre dos estaciones de surveys cualesquiera.

CL = MD2 - MD1

MD1 @ SS 1MD2 @ SS 2

Inclinación del Agujero

La inclinación del agujero es el ángulo, medido en grados, que se mide entre la línea vertical y la tangente del pozo en una estación de surveys

estación de surveys

vertical

proyección vertical del pozo

inclinación

tangente

P

Dirección del Agujero

Norte de Referencia

Proyección horizontal del pozo

tangente

Estación de Surveys

φ

P

La dirección del agujero es el ángulo, medido en grados, de la componente en el plano horizontal de la trayectoria o eje del instrumento del surveys desde el norte referencia conocido. Esta referencia es al norte verdadero, norte magnético o al norte de rejilla. Puede expresarse en azimut o en cuadrantes.

La precisión de la dirección del agujero es esta inherente a la exactitud del sensor (tipo del sensor), del alineamiento del sensor en el agujero y del factor de vibración del surveys medido.

Incremento Vertical de la Profundidad - ∆TVD

La distancia vertical entre dos planos horizontales de estaciones de surveys continuas.

∆ TVD Longitud del trayecto

1. estación survey

2. estación survey

Nota : Los valores de ∆ TVD se calculan de los surveys

Profundidad Vertical Verdadera - TVD

∑=∆=

n

1iiTVDTVD

•La sumatoria de todos los ∆TVDs calculados de los surveys tomados a lo largo de toda la trayectoria del agujero desde el punto de referencia en superficie de profundidad (i=1) hasta el punto de interés (i=2).

•la referencia de la profundidad de ser siempre dada (e.g. 1230 ft TVD-RT)

•Es la coordenada calculada que su exactitud depende de la medición del surveys y el método de calculo.

Latitude y Departure

E

N

X

Y

x

y

departure

latitude

0

P

Latitude: es la distancia horizontal del agujero del pozo moviéndose desde el surveys original en una dirección Norte o Sur. Un valor positivo indica un movimiento hacia el Norte, mientras un valor negativo indica un movimiento hacia el sur. Esta componente es usada para graficar la trayectoria del agujero del pozo en un plano horizontal.

Departure: es la distancia horizontal del agujero del pozo moviéndose desde el surveys original en una dirección Este o Oeste. Un valor positivo indica un movimiento hacia el Este, mientras un valor negativo indica un movimiento hacia el Oeste. Esta componente es usada para graficar la trayectoria del agujero del pozo en un plano horizontal.

Dirección de Cierre (Closure direction)

Es la dirección con una referencia norte/sur desde el surveys original a una estación de surveys especifica. Generalmente la ultima estación de surveys del reporte de surveys. La closure dirección se observa en el final del reporte direccional de surveys. Con la distancia de cierre, la dirección y la profundidad vertical verdadera de la ultima estación de surveys, nosotros podemos tener una idea clara donde esta ubicado el fondo del pozo con respecto a la superficie.

S

N

EW

dirección de cierre Objetivo

Línea de cierre

P

Cierre (Closure)

Es la distancia en el plano horizontal desde el surveys original a una estación de surveys especifica. El closure es también referido como un desplazamiento horizontal, y se observa en el final del reporte direccional de surveys. El Closure y la dirección son simplemente la coordenada polar de la estación de surveysrelativo al origen. Esto proporciona una manera para comunicar donde esta localizado el fondo del agujero.

S

N

EW

dirección de cierre Objetivo

Línea de cierre

P

Objetivo de cierre (Target Closure)

Dirección y distancia del centro del objetivo relativo a la primera estación de surveys.

S

N

EW

dirección de cierre Objetivo

Linea de Cierre (closure)

P

TC

N

E

VS origen

VS Dirección

X

Y

Z

Cabezal del Pozo

Sección Vertical (1)

TVD

TVD

Selección:

• VS Origen (por defecto: localización superficial )

• Dirección (por defecto: centro del Objetivo)

Calcula :

• VS Longitud

E

N

P( x, y )

VS Longit

ud

VS dirección

X

Y

x

y

VS origen

Sección Vertical (2)Dirección de la sección vertical es también referida como la dirección del objetivo. Esta es la dirección en el plano horizontal desde el surveys original al centro del objetivo. Esta dirección nos proporciona la referencia para el calculo de la sección vertical.

La sección vertical es la distancia horizontal del recorridos del agujero del pozo a lo largo de la dirección del objetivo por estación de surveys o en total. La Sección vertical es afectada por el incremento del desplazamiento horizontal y su dirección.

Proyecciones - 2D

Sección Vertical

TVD

Diagrama Vertical

Este

GridNorte

Diagrama Horizontal

VSdirección

Diagrama Propuesto

Pata de Perro (Dogleg)- DL

•El termino dogleg es referido a que tan torcido o desviado esta el agujero de un pozo. Similar a la pata posterior de un perro, de donde el nombre proviene.

•Dogleg es una medida del cambio angular total en el agujero del pozo entre las estaciones de surveys expresadas en grados. Es el cambio angular 3D calculado usando inclinación y dirección del agujero de las dos estaciones de surveys adyacentes.

–Expresado en Grados–Por ejemplo :

DL = 7.0°

Dogleg Severity - DLS•El dogleg severity es un dogleg normalizado calculado en grados por unidad de longitud estándar. Esto permite que lo torcido del agujero del pozo sea discutido sin tener que constantemente referir a las longitudes asociadas del curso entre las estaciones de surveys.

•El dogleg severity es un valor calculado cuya exactitud depende en la exactitud del surveys medido.

DLS =

- usualmente expresados en grados por cada 100 pies o 30 metros.- Por ejemplo :

DLS = 7.0°/100 ft

Su equivalente es 6.89°/30m o2.30°/10m

Conversión : (DLS deg/100ft) x 0.9840 = DLS deg/30m

Cambio de ánguloLongitud del curso

DLS y radio de un circulo

( )deg/100ft

ftR

5730

ftR

5729.583100

2R

360DLS ≈=×=

π

( )deg/30mmR

1719mR

1718.875302R360DLS ≈=×= π

R

Circunferencia : 2RπCambio de ángulo : 360°

DLS vs. Radius of Curvature

( )ft100deg/R5730DLS ≈

R

R58.5729100R2

360DLS =∏́=

( )mDLS1719R » DLS (deg/30m)

( )ftDLS5730R≈ DLS (deg/100ft)

Construcción (Build), Caída (Drop) y Cambio de giro (Turn Rate)

Cambio de ángulo sobre la distancia de referencia:

Build/Drop Rate = cambio de la inclinación en grados

distancia en pies X 100 [deg/100ft]

Turn Rate = cambio del azimut en grados

distancia en pies X 100 [deg/100ft]

BUR = ∆IN

∆LX 100 [deg/100ft]

Nota : La tasa de giro también es referida como tasa de caminata.

TR = ∆ AZ

X 100 [deg/100ft]∆L

Build-Up Rate

Turn Rate

Surveys en la Barrena

L100BURININbit ×+=

Definición : Valor extrapolado de la profundidad del surveysa la profundidad de la Barrena.

IN Inclinación medida , degAZ Dirección medida , deg

L Distancia del sensor a la Barrena, ft (m)BUR tasa de Build o drop, deg/100ft (deg/30m)TR Tasa de giro, deg/100ft (deg/30m)

L100TRAZAZbit ×+=

L

[deg]

[deg]

Tortuosidad

tortuosidad = La / L

Definición : La longitud real del espacio de poro sobre la trayectoria recta en la roca depósito.

Fuente : SPE 23850

Real

Recta

La

L

Tortuosidad de pozos desviados

Ejemplo : TOR = (133.72 - 102.13)/ 596.0 x 30= 1.59 (deg/100ft)

)ft100(deg/100MD

planDLsvyDLTOR

svy×

∆

−=

ΣΣ

Definición : El promedio de los excesos de DL sobre el Plan

Fuente : SPE 23850

Índice de Dificultad Direccional (1)

MD x AHD x TOR

TVD

DDI = log10

Donde :

MD profundidad medida , ftAHD desplazamiento a lo largo del agujero, ftTOR tortuosidad , -TVD profundidad vertical verdadera , ft

Fuente : IADC/SPE 59196

Índice de Dificultad Direccional (2)

Rangos del Índice de dificultad direccional

DDI < 6.0 Pozos relativamente cortos, perfiles simples con tortuosidad baja

6.0 < DDI < 6.4 Pozos cortos con alta tortuosidad, o pozos más largos con una tortuosidad baja

6 .4 < DDI < 6.8 Pozos más largos con trayectorias relativamente tortuosas

6.8 < DDI pozos largos con Perfiles tortuosos con un alto grado de la dificultad

Fuente : IADC/SPE 59196