DEFINICION

La perforación direccional constituyó el primer paso para el desarrollo de la técnica de la perforación horizontal. La

perforación direccional controlada es la técnica que permite la desviación intencional de un pozo desde la dirección

vertical, siguiendo un determinado programa establecido en términos de la profundidad y ubicación relativa del objetivo, espaciamiento entre pozos, facilidades de ubicación de la

localización en el punto de superficie, buzamiento y espesor del objetivo a interceptar.

 Las operaciones de perforación direccional controlada también se efectúan para franquear un obstáculo como puede ser alguna herramienta atascada en el hoyo, la

realización de un desvío en el hoyo principal cuando las características del objetivo no resultan de interés en la perforación de pozos de alivio para controlar otro pozo.

INTRODUCCIONLa técnica de perforación horizontal se remonta a los años 50,

cuando se realizaron los primeros pozos horizontales en Rusia, y no es hasta 1970 que se obtienen las mejoras en la técnica de

perforación direccional, constituyendo actualmente una tecnología de nivel avanzado y confiable.

 La perforación horizontal es una derivación directa de la perforación direccional. Con la aplicación de esta técnica se

puede perforar un pozo direccionalmente hasta lograr un rango entre 80° y 90° de desviación a la profundidad y dirección del

objetivo a alcanzar a partir del cual se iniciará la sección horizontal. Si un pozo horizontal es perforado paralelamente al

plano de la arena aumenta el área de contacto entre el pozo y la formación; esto puede implicar que éste no sea totalmente

horizontal. En realidad existen muy pocos pozos horizontales debido a que los yacimientos regularmente presentan

buzamiento.

PLANEACIONEl primer paso en la planeación de cualquier pozo direccional es diseñar la trayectoria del agujero para alcanzar un objetivo dado. El diseño inicial debe proponer los diferentes tipos de trayectoria que pueden ser perforados económicamente. El segundo, o diseño final debe incluir los efectos de las condiciones geológicas sobre los aparejos de fondo (BHA's) que serán utilizados y otros factores que pudieran influenciar la trayectoria final del agujero. Por lo tanto, podemos decir que la selección del tipo de trayectoria dependerá principalmente de los siguientes factores: Características de la estructura geológica Espaciamiento entre pozos Profundidad vertical Desplazamiento horizontal del objetivo. Profundidad de inicio de desviación (KOP). Este dato debe obtenerse

considerando las características de las formaciones a perforar. Se recomienda que la etapa de incremento de ángulo se lleve a cabo en formaciones suaves a medias suaves, además es conveniente que las zonas geo presionadas se atraviesen con un ángulo constante. Puede considerarse que la profundidad del KOP y la velocidad de incremento de ángulo darán la pauta para elegir el patrón de desviación.

BENEFICIOSEl aumento de la longitud de la sección expuesta a través del depósito mediante la perforación a través del depósito en un

ángulo • La perforación en el depósito donde el acceso vertical es difícil o

imposible. Por ejemplo, un campo petrolero en virtud de un pueblo, en un lago, o debajo de una difícil perforar la formación.

• La perforación a lo largo de la parte inferior del depósito de un fallo que restringe permite múltiples arenas productivas que se

completará en los puntos más altos estratigráficas. • Permitir que más cabezas de pozo que se agrupan en un lugar

de la superficie puede permitir que un menor número de movimientos de perforación, menos alteraciones de superficie, y

que sea más fácil y más barato para completar y producir los pozos.

DESVENTAJAS• Hasta la llegada de los motores de fondo de pozo modernas y

mejores herramientas para medir la inclinación y el azimut del agujero, perforación direccional y la perforación horizontal fue mucho más lenta que la perforación vertical debido a la necesidad de parar regularmente y participar en encuestas que consumen mucho tiempo, y debido al progreso lento en perforación en sí, estos inconvenientes se han reducido con el tiempo.

• La diferencia en los costos de operación: para los pozos con una inclinación de menos de 40 grados, las herramientas para llevar a cabo ajustes o reparaciones se puede bajar por gravedad en el cable en el agujero. Para inclinaciones superiores, el equipo más caro tiene que movilizarse para impulsar herramientas en el agujero.

• Otra desventaja de los pozos con una alta inclinación era que la prevención de la afluencia de arena en el esfuerzo mayor y era menos fiable y necesaria. Una vez más, esta desventaja ha disminuido de tal manera que, el control de arena siempre se ha previsto adecuadamente, es posible llevarlo a cabo con fiabilidad.

RAZONES QUE ORIGINAN LA PERFORACION DIRECCIONAL

Existen varias razones que hacen que se programen pozos direccionales, estas pueden ser

planificadas previamente o por presentarse problemas en las operaciones que ameriten un cambio de programa en la perforación. Las más

comunes son las siguientes:• Localizaciones inaccesibles• Domos de sal• Formaciones con fallas• Múltiple pozo con una misma plataforma• Pozo de alivio• Zonas cerca de la costa• Sidetrack

LOCALIZACIONES INACCESIBLES

Son aquellas áreas a perforar donde se encuentra algún tipo de instalación o edificación (parque, edificio), o donde el terreno por condiciones naturales (lagunas,

ríos, montañas) hacen difícil su acceso.

DOMO DE SAL

Donde los yacimientos a desarrollar están bajo la fachada de un levantamiento de sal por razones operacionales no se desee atravesar el domo.

FORMACIONES CON FALLAS

Donde el yacimiento esta dividido por varias fallas que se originan durante la compactación del mismo.

MULTIPLE POZO CON UNA MISMA PLATAFORMADesde la plataforma se pueden perforar varios

pozos para reducir el costo de la construcción de plataformas individuales y minimizar los costos por instalación de facilidades de producción.

POZOS DE ALIVIOEs aquel que se perfora para controlar un pozo

en erupción. Mediante el pozo se contrarresta las presiones que ocasionaron el reventón.

ZONAS CERCA DE LA COSTAEn el caso en el que un depósito se encuentra en alta mar, pero muy cerca de la tierra, la forma más económica para

explotar el depósito puede ser para perforar pozos direccionales a partir de una plataforma de tierra en la

costa.

SIDETRACKLlamado también seguimiento de lado, dejar a un lado de un pozo

existente es otra aplicación de la perforación direccional. Esto se hace para evitar una obstrucción en el pozo original, para explorar la

extensión de una zona de producción en un sector determinado de un campo, o para desviar un pozo seco a un destino más prometedor.

TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES

TIPO TANGENCIAL

• Tipo de pozos en J

• Tipo de pozos en S

INCLINADOS O DE ALTO ANGULO

MULTILATERALES

TIPO TANGENCIAL

La desviación deseada es obtenida a una profundidad relativamente llana y esta desviación se mantiene constante hasta el objetivo.

Este tipo de pozo presenta muchas ventajas tales como:• Configuración de la curva sencilla a lo largo de un rumbo fijo.• Ángulo de inclinación moderado.• Generalmente puntos de arranques someros.• Menor riesgo de pegamiento.

Los pozos de tipo tangencial pueden ser de dos tipos:

Pozos en J

Pozos en S

TIPOS DE POZOS EN JEste tipo de pozos es muy parecido al tipo tangencial, pero el hoyo comienza a desviarse más profundo y los ángulos de desviación son relativamente altos y se tiene una sección de construcción de ángulo permanente hasta el punto final.

Características:

*el KOP a poca profundidad*Sección construcción (que puede tener más de un tipo de

acumulación)*Sección tangente

Aplicaciones:Pozos moderadamente profundos con desplazamiento horizontal moderada, donde no se requiere cañería intermedia

TIPOS DE POZOS EN J

TIPOS DE POZOS EN S En este tipo de pozo la trayectoria está configurada por una zona de incremento de ángulo, otra tangencial y una de disminución de ángulo. Estos tipos de pozos pueden ser de dos formas:

Tipo “S”: constituido por una sección de aumento de ángulo, una sección tangencial y una sección de caída de ángulo que llega a cero grados (0º).

“S” Especial: constituido por una sección de aumento de ángulo, una sección tangencial intermedia, una sección de caída de ángulo diferente a cero grados (0º) y una sección de mantenimiento de ángulo al objetivo. Características: tienen aplicaciones:un KOP a poca profundidad una sección de construcción varias zonas productivasuna Sección tangencial reduce el ángulo final en el reservorio

una Sección de caída arrendamiento o limitaciones de destino

TIPOS DE POZOS EN S

INCLINADOS O DE ALTO ANGULOSon pozos iniciados desde superficie con un ángulo de desviación predeterminado constante, para lo cual se utilizan taladros especiales inclinados. Los Taladros Inclinados son equipos cuya cabria puede moverse de 90º de la horizontal hasta un máximo de 45º.

Características:

Una torre de perforación inclinada para perforar desde pozos verticales hasta pozos de 45º de desviación vertical.

Un bloque viajero, provisto de un sistema giratorio diseñado para enroscar y desenroscar la tubería, que se desliza a través de un sistema de rieles instalado en la estructura de torre.

un KOP Profundo una Sección de construcciónuna Sección tangencial corta (opcional)

Aplicaciones:cuando se perforan en domos salinos

Cuando se extiende el acceso a reservorios recién descubiertos

Reposicionando el fondo del pozo o re-perforando

POZOS INCLINADOS O DE ALTO ANGULO

POZOS MULTILATERALESConsisten básicamente en un hoyo primario y uno o más hoyos secundarios que parten del hoyo primario, cuyo objetivo principal es reducir el número de pozos que se perforan, además de optimizar la producción de las reservas. Según la geometría del yacimiento se puede construir distintas configuraciones de pozos multilaterales para lograr drenar los yacimientos de manera más eficiente.

Hasta la fecha no se ha encontrado una manera de clasificar al tipo de pozo multilateral ya que la forma y variedad está solo limitada a nuestra imaginación y a las características de nuestros reservorios. Así podemos tener:

POZOS MULTILATERALES

HERRAMIENTAS DE LA PERFORACION DIRECCIONAL

MOTORES DE FONDO

MOTORES DE FONDO

Definicion:

tienen la particularidad de eliminar la rotación de la tubería, mediante una fuerza de torsión en el fondo, impulsada por el lodo de perforación. Constan de un estator y un rotor movidos por el fluido de perforación que se inyecta en boca de pozo.

ESTATOR.-es una herramienta tubular que consta de un elastómero moldeado, con una cámara de forma espiral.

ROTOR.-es una pieza de acero cromado con un revestimiento T-5 que evita el desgate y la corrosión de la forma helicoidal que posee dicha pieza.

MOTORES DE FONDO

ROTOR

MOTORES DE FONDO

Pueden ser: a) Tipo Turbina: es una unidad axial multietapa que demuestra ser muy eficientey confiable, especialmente en formaciones duras.

b) De Desplazamiento Positivo: consta de un motor helicoidal de dos etapas, válvula de descarga, conjunto de bielas, conjuntos de cojinetes y ejes.

MOTORES DE FONDO

ESTABILIZADORES

Son herramientas que tienen la finalidad de centralizar la columna de perforación en un pozo.

Son segmentos de tubería con hojas o aletas puestas en su cara externa. Estas hojas pueden ser lineales o espirales, dependiendo el diseño.

Estabilizan el trepano y los portamechas ayudando a los trépanos a rendir mejor mediante la ayuda a dichas barrenas a deslizarse por el fondo del pozo en forma mas plana.

Estabilizador: Son necesarios para un BHA direccional. Los que están cercanos a la mecha. Poseen espiral hacia la derecha Se emplean para controlar la desviación del hoyo, reducir el riesgo de pegas diferenciales y dog legs (patas de perro).

TIPOS DE ESTABILIZADORES

ESTABILIZADORES DE ALETAS SOLDADAS

ESTABILAZADORES DE ALETAS INTEGRADAS

ESTABILIZADORES DE CAMISAS REEMPLAZABLES

TURBINASPartes de la turbinaa) Seccion de Potencia

b) Seccion de Rodamientos

Etapas blades

Estabilizador Intercambiable

*Seccion Rodamientos

Rodamientos PDC

Adjustable Bent Housing

*Seccion de Potencia

Estabilizador de seccion

Rodamientos

TURBINASEs utilizado para perforar a altas velocidades, se corre idealmente con trépanos de diamantes y no puede ser corrido con triconos.Funciona bajo el mismo concepto del motor de fondo, es decir, por potencia hidráulica que es dada por el fluido de perforación Funciona bajo el concepto simple de un rotor y un estator que estan hechos de metal con piezas internas de soporte y amortiguación revestidas con insertos PDC La sección de potencia del motor tiene aproximadamente cien etapas axiales de turbina que incluyen un disco rotor y un disco estatorLos estatores estan unidos dentro del cuerpo externo y los rotores estan unidos al eje impulsor.Las paletas del estator desvían el lodo hacia las paletas del rotor impulsando la caja del rotor, haciendo girar la broca.Ventajas:• Muy Alta Potencia • Herramienta de Principio muy Confiable • Perfecto Balance Radial• Muy Larga Vida• Las Turbinas tienen Excelente Resistencia al Calor • Velocidad y Torque son manipulables desde Superficies

GUIA SONDAS

TIPOS DE GUIA SONDAS

GUIA SONDA ESTANDAR REMOVIBLE

Se usa para iniciar el cambio de inclinación y de rumbo del pozo para perforar al lado de tapones de cemento o para enderezar pozos torcidos. Consta de una larga cuña invertida de acero, cóncava en un lado para sostener y guiar el conjunto de perforación. Tiene en el extremo inferior punta de formón para evitar que la herramienta gire y un tubo lastrabarrenas situado en el tope para rescatar la herramienta.

GUIA SONDA DE CIRCULACION

Se instala, fija y usa lo mismo que el guia sonda estándar. Pero en este caso, el fluido de perforación pasa por un orificio situado en el fondo del guia sonda para desalojar por circulación los recortes del fondo del pozo. Es muy eficiente para desbaratar puentes que obstruyen el recinto del pozo o desalojar material del fondo.

GUIA SONDA PERMANENTE TIPO REVESTIDOR

Queda permanentemente en el pozo. Se usa principalmente para desviar el pozo de un tramo de revestidora aplastada o donde haya obstrucciones o para reingresar en un pozo existente para reperforarlo.

HERRAMIENTAS DE DESVIACION

DESVIADOR DE PAREDRecuperable:Consta de una cuña larga invertida de acero, concava con el lado interior acanalado para guiar la barrena hacia el rumbo de inicio de desviación. Los angulos para los cuales estan diseñados estos desviadores varian entre uno y cinco grados; en su parte inferior tienen un especie de punta de sincel para evitar que giren cuando la barrena este trabajando. En la parte superior de la barrena se instala un lastrabarrena el cual permite recuperar el desviador.Permanente:Estos desviadores se colocan en agujeros ademados “ donde existen obstrucciones por colapso de la temperatura del reservorio” o en agujeros descubiertos que contengan un medio donde asentarlo ( un tapo de apodo o un pescado con media junta de seguridad). Comúnmente se coloca con un conjunto compuesto por un molino, un orientador y tubería extrapesada. Una vez orientada la herramienta se le aplica peso y se rompe el pasador que une el desviador con el molino, girando lentamente la sarta de molienda. Este tipo de desviador sigue siendo utilizado sobre todo en pozos con accidentes mecánicos.

DESVIADOR DE PARED

BARRENA DE CHORROS / CODO DESVIADOR

COLUMNAS PARA BAJAR O DISMINUIR LA INCLINACION DEL POZO

• Utiliza un estabilizador en la broca.• Se debe utilizar con bajo peso sobre la broca y

alta rotacion

COLUMNAS PARA AUMENTAR LA INCLINACION DEL POZO

• Caracterizadas por tener un estabilizador encima de la broca y otro por encima del primero.

• Debe tener alto peso sobre el trépano y baja rotación

• El calibre del primer estabilizador debe ser igual al de la broca

• El calibre del segundo puede ser más pequeño.

COLUMNA DE DISMINUCION Y AUMENTO DE LOS POZOS

GRACIAS X SU ATENCION¡¡¡