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Perforación DireccionalDefiniciones Básicas
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BOLETÍN EN
METODOS DE CALCULOS DESURVEYS Y TERMINOLOGIASDE LA PERFORACION DIRECCIONAL
API Bulletin D20First Edition
December 31, 1985
Recurso
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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 degiro (Turn Rate)
• Surveys a la Barrena(Survey at Bit)
• Tortuosidad• Índice Dificultad de
Direccional.
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Perforación Direccional Controlada
Objetivo
Es La ciencia de desviar un pozo a lo largo de un curso planeado hasta unobjetivo en el subsuelo, cuya localización está en una distancia y unadirección lateral desde la vertical y a una profundidad verticalespecificada.
Perforación de un pozo con la desviación planificada desde la vertical a unobjetivo predeterminado
Definiciones
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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
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Pozo Horizontal
• Es un Pozo Direccional con un sección continua de agujerocon una inclinación mayor a 86°.
> 86°
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Perforación de Alcance ExtendidoERD
• La perforación de un Pozo en el cual la profundidad medidafinal será mayor a dos veces su profundidad vertical.
MD > 2 TVD
TVD
MD
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Profundidad Medida "MD"
• La distancia medida a lo largo de la trayectoria delagujero desde el punto de referencia en superficiede profundidad hasta cualquier punto localizado enla trayectoria del agujero.
• Profundidad Total (TD) es la profundidad medida
desde el punto de referencia en superficie deprofundidad hasta el fondo del agujero, según lomedido a lo largo de la trayectoria del agujero.
• Mas especifico es “a lo largo de profundidad delagujero” (along hole depth) (AHD).
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Estación Survey - SSCualquier punto (profundidad) a lo largo del agujero en el cualse toma un registro direccional; y cada muestra estaconformado por el registro de la profundidad medida,inclinación y azimut. Todas las estaciones de surveys sonutilizadas para realizar los cálculos de las coordenadas 3-D ycuando son presentadas en tablas son llamados reportes desurveys.
SS1SS2
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Importancia de los Survey - SS
• Para los geólogos: su prioridad se base en conocer la profundidad verticala lo largo de la trayectoria del pozo. Esta información es usada paragraficar la profundidad verdadera de los Registros de evaluación deformación 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 otrospozos son necesarios para drenar eficientemente el reservorio, si es así,donde hay espacio para otro pozo.
• Perforación: requiere, para monitorear la trayectoria del pozo mientraseste es perforado hacia el objetivo, definido por geología y así lograralcanzarlo. También se utiliza para conocer el comportamiento de lasseveridades de construcción de inclinación y giro y tomar acción
preventiva que ayuden a minimizar los posibles problemas durante lacorridas de las TR’s. En áreas donde existen muchos pozos es importanteestudiar los surveys para realizar análisis de anticolisión.
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Longitud del Curso (Course Length) - CL
La longitud medida en el agujero entre dos estaciones desurveys cualesquiera.
CL = MD2 - MD1
MD1 @ SS 1MD2 @ SS 2
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Inclinación del Agujero
La inclinación del agujero es el ángulo, medido en grados, que semide entre la línea vertical y la tangente del pozo en unaestación de surveys
estación de surveys
vertical
proyección vertical
del pozo
inclinación
tangente
P
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Dirección del Agujero
Norte de Referencia
Proyección
horizontaldel pozo
tangente
Estación de Surveys
φ
P
La dirección del agujero es el ángulo, medidoen grados, de la componente en el plano
horizontal de la trayectoria o eje delinstrumento del surveys desde el nortereferencia conocido. Esta referencia es alnorte verdadero, norte magnético o al nortede rejilla. Puede expresarse en azimut o encuadrantes.
La precisión de la dirección del agujero esesta inherente a la exactitud del sensor(tipo del sensor), del alineamiento del sensoren el agujero y del factor de vibración delsurveys medido.
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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
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Profundidad Vertical Verdadera - TVD
∑=
∆=n
1i
iTVDTVD
•La sumatoria de todos los ∆TVDs calculados de los surveys tomados
a lo largo de toda la trayectoria del agujero desde el punto dereferencia en superficie de profundidad (i=1) hasta el punto deinterés (i=2).
•la referencia de la profundidad de ser siempre dada (e.g. 1230 ftTVD-RT)
•Es la coordenada calculada que su exactitud depende de la medición
del surveys y el método de calculo.
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Latitude y Departure
E
N
X
Y
x
y
departure
latitude
0
P
Latitude: es la distancia horizontal delagujero del pozo moviéndose desde elsurveys original en una dirección Norte oSur. Un valor positivo indica un
movimiento hacia el Norte, mientras unvalor negativo indica un movimiento haciael sur. Esta componente es usada paragraficar la trayectoria del agujero delpozo en un plano horizontal.
Departure: es la distancia horizontal del agujero del pozomoviéndose desde el surveys original en una dirección Este oOeste. 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 delagujero del pozo en un plano horizontal.
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Dirección de Cierre
(Closure direction)
Es la dirección con una referencia norte/sur desde el surveys original a unaestación de surveys especifica. Generalmente la ultima estación de surveys delreporte de surveys. La closure dirección se observa en el final del reportedireccional de surveys. Con la distancia de cierre, la dirección y la profundidadvertical verdadera de la ultima estación de surveys, nosotros podemos tener unaidea clara donde esta ubicado el fondo del pozo con respecto a la superficie.
S
N
EW
dirección de cierre Objetivo
L í n e a
d e c i e
r r e
P
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Cierre (Closure)
Es la distancia en el plano horizontal desde el surveys original a una estación desurveys especifica. El closure es también referido como un desplazamientohorizontal, 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 estalocalizado el fondo del agujero.
S
N
EW
dirección de cierre
Objetivo
L í n e a
d e c i e
r r e
P
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Objetivo de cierre (Target Closure)Dirección y distancia del centro del objetivo relativo a laprimera estación de surveys.
S
N
EW
dirección de
cierre Objetivo
L i n e a d e C
i e r r e ( c l o s u r e )
P
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TC
N
E
VS origen
VS Dirección
X
Y
Z
Cabezal del Pozo
Sección Vertical (1)
TVD
TVD
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Selección:
• VS Origen (por defecto: localizaciónsuperficial )
• Dirección (por defecto: centro delObjetivo)
Calcula :
• VS Longitud
E
N
P( x, y )
V S L o n g i t u d
V S dirección
X
Y
x
y
VS origen
Sección Vertical (2)Dirección de la sección vertical es tambiénreferida como la dirección del objetivo. Esta esla dirección en el plano horizontal desde elsurveys original al centro del objetivo. Estadirección nos proporciona la referencia para elcalculo de la sección vertical.
La sección vertical es la distancia horizontaldel recorridos del agujero del pozo a lo largode la dirección del objetivo por estación desurveys o en total. La Sección vertical esafectada por el incremento del desplazamientohorizontal y su dirección.
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Proyecciones - 2D
Sección Vertical
TVD
Diagrama Vertical
Este
GridNorte
Diagrama Horizontal
VSdirección
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Diagrama Propuesto
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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 delpozo entre las estaciones de surveys expresadas en grados. Esel cambio angular 3D calculado usando inclinación y dirección delagujero de las dos estaciones de surveys adyacentes.
–Expresado en Grados–Por ejemplo :
DL = 7.0°
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Dogleg Severity - DLS
•El dogleg severity es un dogleg normalizado calculado en grados por unidadde longitud estándar. Esto permite que lo torcido del agujero del pozo seadiscutido sin tener que constantemente referir a las longitudes asociadas delcurso entre las estaciones de surveys.
•El dogleg severity es un valor calculado cuya exactitud depende en laexactitud 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
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DLS y radio de un circulo
( )deg/100ft
ftR
5730
ftR
5729.583100
2R
360DLS ≈=×=
π
( )deg/30mmR
1719mR
1718.875302R360DLS ≈=×= π
R
Circunferencia : 2Rπ
Cambio de ángulo : 360°
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DLS vs. Radius of Curvature
( )ft100deg/R
5730DLS ≈
R
R58.5729100
R2360DLS =´∏
=
( )mDLS1719R » DLS (deg/30m)
( )ftDLS
5730R≈ DLS (deg/100ft)
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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 piesX 100 [deg/100ft]
Turn Rate = cambio del azimut en gradosdistancia en pies X 100 [deg/100ft]
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BUR = ∆IN
∆
L
X 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
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Surveys en la Barrena
L100
BURININbit ×+=
Definición : Valor extrapolado de la profundidad del surveysa la profundidad de la Barrena.
IN Inclinación medida , deg
AZ Dirección medida , degL 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)
L100
TRAZAZbit ×+=
L
[deg]
[deg]
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Tortuosidad
tortuosidad = La / L
Definición : La longitud real del espacio de poro sobre latrayectoria recta en la roca depósito.
Fuente : SPE 23850
Real
Recta
La
L
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Tortuosidad de pozos desviados
Ejemplo : TOR = (133.72 - 102.13)/ 596.0 x 30= 1.59 (deg/100ft)
)ft100(deg/100MD
planDLsvyDL
TOR svy
×∆−
=Σ
Definición : El promedio de los excesos de DL sobre el Plan
Fuente : SPE 23850
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Índice de Dificultad Direccional (1)
MD x AHD xTORTVD
DDI = log10
Donde :
MD profundidad medida , ftAHD desplazamiento a lo largo del agujero, ft
TOR tortuosidad , -TVD profundidad vertical verdadera , ft
Fuente : IADC/SPE 59196
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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 conuna 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