herramientas p d vite

Universidad Tecnológica de Gutiérrez Zamora.

CAMPUS POZA RICA605 “B”

TEMA: HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA P.D.INTEGRANTES DE EQUIPO.

Benjamín Casas Duarte.Carlos David Cruz García.Daniel Antonia Cedillo.Higinio Fleury Vicencio.Edgar Rales Hernández.

Perforación Direccional. Definición

La perforación direccional controlada es el arte de dirigir un hoyo a lo largo de un curso predeterminado a un objetivo ubicado a una distancia dada de la línea vertical. Los principios de aplicación son básicamente los mismos, independientemente, si se utiliza para mantener el hoyo tan cerca como sea posible a la línea vertical, o desviarla deliberadamente de ésta.

Herramientas utilizadas en la

Perforación Direccional

BARRENAS

ELEMENTO CORTANTE O HERRAMIENTA QUE PERFORA EL HOYO EN LAS OPERACIONES DE PERFORACIÓN.

PDCDE DIENTES IMPREGNADASDE INSERTOS

Barrenas Direccionales

Top Drive

Es un equipo que posee un motor eléctrico para transmitir rotación a un eje inferior a través de un sistema planetario de engranaje, y tiene además en su parte superior una unión giratoria que permite circular lodo hacia el interior del eje en rotación. La velocidad de rotación puede ser controlada desde un panel de regulación de potencia eléctrica.

TUBERIA DE PERFORACIÓN

TUBERIA PESADA

BARRAS DE PERFORACIÓN

ESTABILIZADORES

CROSSOVER

MECHA

ES EL COMPONENTE DE LA SARTA QUE CONECTA EL ENSAMBLAJE DE FONDO CON LA SUPERFICIE

DEFINICIÓN

TUBERIA DE PERFORACIÓN

TUBERIA DE PERFORACIÓN

FUNCIONES

SERVIR COMO CANAL DE FLUJO PARA TRANSPORTAR LOS FLUIDOS A ALTA PRESIÓN.

TRANSMITIR LA POTENCIA GENERADA POR LOS EQUIPOS DE ROTACIÓN A LA BARRENA

PERMITIR QUE LA SARTA ALCANCE LA PROFUNDIDAD DESEADA

TUBERIA DE PERFORACIÓN

CARACTERÍSTICAS

CADA TUBO DE PERFORACIÓN TIENE TRES (3) PARTES PRINCIPALES:

CUERPO

CAJA PIN

CUERPOPINCAJA

TUBERIA DE PERFORACIÓN

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

DiametroNominal(pulg)

4 1/2 13,75 0,271 3,958 16,60 0,337 3,826 20,00 0,430 3,640 22,82 0,500 3,500

5 16,25 0,296 4,408 19,50 0,362 4,276 25,60 0,500 4,000

PesoNominal(lbs/pie)

Espesor de Pared(pulg)

DiametroInterno(pulg)

TUBERIA DE PERFORACIÓN

CONDICIÓN TIPO

CASI NUEVO CLASE PREMIUM POCO USO CLASE 2 MAYOR USO CLASE 3

EXGS

PUNTO CEDENCIA (lbs/pulg2)

MINIMO

GRADOS SIMBOLOS

E75X95G105S135

MAXIMO

75.00095.000105.000135.000

105.000125.000135.000165.000

RANGO PIES

1 18 - 22 2 27 - 30

3 38 - 45

CLASIFICACIÓN

SEGUN LA LONGITUD SEGUN LA CONDICIÓN

SEGUN EL GRADO DEL ACERO

TUBERIA DE PERFORACIÓN

74.100

RESISTENCIATORSIÓNlbs-pie

PROPIEDADES FISICAS ESPECIFICACIONES API

5” (19,5 lbs/pie)

RESISTENCIATENSIÓNlbs

RESISTENCIACOLAPSOlppc

RESISTENCIAESTALLIDOlppc

NUEVA

PREMIUM

CLASE 2

58.113

50.356

712.070

560.764

486.778

15.672

10.029

7.079

17.105

15.638

13.634

TUBERIA DE PERFORACIÓN

• TUBERÍA EXTRA-PESADA (HEAVY WEIGHT)

Es un componente de peso intermedio entre la tubería y los lastrabarrenas para la sarta de perforación. Son tubos de pared gruesa unidos entre si por juntas extra largas, para facilitar su manejo tiene las mismas dimensiones de la tubería de perforación corriente, debido a su peso y forma, esta tubería puede mantenerse en compresión, salvo en pozos verticales de diámetro grande.

ESPIRAL

ES UN TUBULAR DE ESPESOR DE PARED GRUESA SIMILAR A LAS BARRAS DE DIAMÉTRO PEQUEÑO, CUYA CONEXIÓN POSEE LAS MISMAS DIMENSIONES QUE LA TUBERIA DE PERFORACIÓN.

DEFINICIÓN DRILL PIPE

HEAVY WEIGHT

TUBERIA EXTRA PESADA DE PERFORACIÓN

TUBERÍA EXTRA PESADA

(HEAVY WEIGHT). POZOS VERTICALES

DAN RIGIDEZ AL ENSAMBLAJE EVITANDO LA FATIGA DE LAS CONEXIONES.

POZOS DIRECCIONALES

PROPORCIONAN PESO SOBRE LA BARRENA.

REPRESENTA LA ZONA DE TRANSICIÓN ENTRE LAS BARRAS Y LA TUBERÍA DE PERFORACIÓN, PARA MINIMIZAR LOS CAMBIOS DE RIGIDEZ ENTRE LOS COMPONENTES DE LA SARTA.

FUNCIONES

TUBERIA DE PERFORACIÓNTUBERIA EXTRA PESADA

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN

TUBERIA EXTRA PESADA DE PERFORACIÓN

TIPOS

CONVENCIONAL

NO TIENE SURCOS Y POSEE UN AMORTIGUADOR DE DESGASTE

ESPIRAL

POSEE SURCOS HELICOIDALES EN EL CUERPO Y NO TIENE AMORTIGUADOR DE DESGASTE

TUBERIA EXTRA PESADA DE PERFORACIÓN

AMORTIGUADOR DE DESGASTE

Reduce el deterioro en el cuerpo deltubo y lo mantiene alejado de la pared del pozo

AMORTIGUADORES DOBLES

TIPOS DE AMORTIGUADORES

Espesor de pared es mayor; y lasConexiones más largas

Mantiene la parte media del tubo alejado de la pared del pozo

TUBERIA EXTRA PESADA TUBERIA DE PERFORACIÓN

conexiones

TUBERIA EXTRA PESADA DE PERFORACIÓN

TABLA DE DIMENSIONES

MedidaTuberia(pulg.)

5 3 1 NC50 4 ½”IF 6 ½” 3 1/8” 50 4 1/2 2 3/4 0.875 NC46 4IF 6 1/4” 2 7/8” 42

Conex.

TUBERIA

Diametro Interno(pulg.)

Espesor de Pared(pulg.)

HERRAMIENTAS PESO

DIMENSIONES Rango II

OD ID lbs/pie

TUBERIA EXTRA PESADA DE PERFORACIÓN

ES UN CONJUNTO DE TUBOS DE ACERO O METAL NO MAGNÉTICOS DE ESPESORES SIGNIFICATIVOS, COLOCADOS EN EL FONDO DE LA SARTA DE PERFORACIÓN, ENCIMA DE LA BARRENA.

DEFINICIÓN

BARRAS DE PERFORACIÓN

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN

LASTRABARRENAS

PROPORCIONAN PESO SOBRE LA BARRENA (POZOS VERTICALES Y DIRECCIONALES).

PROPORCIONA LA RIGIDEZ Y PESO SUFICIENTE A LA BARRENA PARA PRODUCIR LA CARGA AXIAL REQUERIDA POR LA BARRENA PARA UNA PENETRACIÓN MÁS EFECTIVA DE LA FORMACIÓN.

FUNCIONES

PROPORCIONAN PESO SOBRE LA BARRENA

LA CANTIDAD DE LASTRABARRENAS EN UNA SARTA DEPENDE DEL PESO SOBRE LA BARRENA Y SE UTILIZAN EN POZOS DIRECCIONALES Y VERTICALES

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN

NORMAL

Los lastrabarrenas lisos son utilizados en circunstancias normales.

TIPOS

ESPIRALLos lastrabarrenas helicoidales previenen a la tuberia de adherirse a la pared de la formación, mediante la reducción del área de contacto de la superficie.

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN

DIMENSIONES

Rango de Diámetros3-12 pulgadasRango de Peso650 a 11.500 libras

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN

PIN

CAJA

ConexionesAprox. 30-31 pie

LONGITUD

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN

DIAMETROS RECOMENDADOS

DIAMÉTRO MINIMO DE LOS LASTRABARRENAS RECOMENDADO EN OPERACIONES DE PERFORACIÓN

DiametroHoyo(pulg)

17 1/2 9 - 12

12 1/4 8 - 10

8 1/2 6 1/2 - 6 3/4

Diametro LastrabarrenasUso Común(pulg)

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN

ESPECIFICACIONES API

PESO POR PIE (API)

ESPESOR DE PARED CONSIDERABLE

MASA POR UNIDAD DE LONGITUD MAYOR A OTROS TUBULARES USADOS EN OPERCIONES DE PERFORACIÓN

lbs/pie = 2,67 (OD2 - ID2)

lbs/pie: Peso de los lastrabarrenas(lbs/pie) OD: Diámetro Externo (pulg.) ID : Diámetro Interno (pulg.) 2,67: Constante 2,57: Constante

ECUACIÓN

lbs/pie = 2,57 (OD2 - ID2)

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN

CROSS OVER

CROSS OVER

ROSCA PIN

ROSCA CAJA

ROSCA PIN

CROSS OVER

CROSS OVERCROSS OVER

CAJA LASTRABARRENA DE PERFORACIÓN

PINTUBERIA DEPERFORACIÓN

CROSS OVER

CROSS OVER

SECUENCIA DE LA SARTA DE PERFORACIÓN

CROSS OVER

CROSS OVER

CROSS OVER

• ESTABILIZADORES

En la perforación direccional se hace uso de los estabilizadores para controlar o modificar el ángulo de inclinación del pozo de acuerdo a lo deseado. Los estabilizadores se instalan en la sarta de perforación de acuerdo a la necesidad; aumentar, reducir, mantener el ángulo. Aunque existen varios tipos de estabilizadores para la perforación direccional básicamente son utilizados dos tipos.

ESTABILIZADORES

• ESTABILIZADOR TIPO CAMISAEs aquel donde solamente es necesario cambiar la camisa, cada vez que se necesite un estabilizador de diferente diámetro o cuando haya desgaste de sus aletas.

• ESTABILIZADOR TIPO INTEGRALEs aquel donde se tiene que cambiarlo completamente cada vez que se requiere un estabilizador de diferente diámetro.

ESTABILIZADORES

CONTRIBUYEN A REDUCIR LA FATIGA

EN LAS CONEXIONES.

PERMITEN REDUCIR LA PEGA DE LA

SARTA.

PREVIENE CAMBIOS BRUSCOS DE

ÁNGULO.

AYUDAN A MANTENER LOS

LASTRABARRENAS CENTRADOS.

AMPLIADORES.

PROPORCIONAR UNA BUENA ÁREA DE CONTACTO CON EL PROPÓSITO DE CENTRALIZAR LA BARRENA Y LOS LASTRABARRENAS.

FUNCIONES

LA DISPOSICIÓN DE ESTOS EN EL BHA DEPENDE DE LA TRAYECTORIA QUE SE QUIERA TRAZAR EN EL HOYO.

ESTABILIZADOR

NEAR BIT

ESTABILIZADORES

CORTO

ROTATORIO

ESPIRAL RECTO

LARGO CORTO LARGO

NO ROTATORIO ESCARIADORES

ESTABILIZADORES

ESTABILIZADORES

RASPADORES

ESTABILIZADORES

REAMER

cortadores

Estabilizadores

ESCARIADORES

MANTIENEN EL HOYO EN PLENO CALIBRE.

SE EMPLEA COMO ENSANCHADOR CUANDO SE

PERFORA EN FORMACIONES DURAS.

LIMPIEZA DEL HOYO.

MARTILLO

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN(SOBRE)

MARTILLO DE PERFORACIÓN

LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN(DEBAJO)

HERRAMIENTAS ESPECIALES

MARTILLOS

HERRAMIENTA COLOCADA EN LA SARTA DE PERFORACIÓN PARA SER UTILIZADA EN CASO ATASCAMIENTO DE TUBERÍA.

CARACTERÍSTICAS: MECÁNICAS, HIDRÁULICAS E HIDROMECÁNICAS.

PERMANECEN EN EL POZO DURANTE UN LARGO PERIODO DE

PERFORACIÓN CONTINUA, AÚN EN CONDICIONES DIFÍCILES.

DIFERENTES DIÁMETROS.

SE AJUSTAN EN LA SUPERFICIE O EN EL POZO.

PUEDEN GOLPEAR HACIA ARRIBA O ABAJO.

CALIBRACIÓN MODIFICABLE.

UNIÓN FLEXIBLE (ARTICULACIÓN LIMITADA).

HERRAMIENTAS ESPECIALES

MARTILLO

OPERACIÓN DE PERFORACIÓN

HWDP

MARTILLO DE PERFORACIÓN

LASTRABARRENA

LASTRABARRENA

ESTABILIZADORES

BARRENA

OPERACIÓN DE PERFORACIÓN

AMORTIGUADORES

CONTRIBUYEN A REDUCIR LA FATIGA Y LAS FALLAS EN LAS CONEXIONES DE LOS LASTRABARRENAS.

AYUDAN A INCREMENTAR LA VIDA ÚTIL DE LA BARRENA DEBIDO A LA REDUCCIÓN DE LAS FUERZAS ACTUANTES SOBRE ELLA, PROTEGIENDO LA ESTRUCTURA DE CORTE Y LOS COJINETES.

REDUCEN POSIBLES DAÑOS A LOS EQUIPOS EN SUPERFICIE.

AMORTIGUADOR

Herramientas

Herramientas Desviadoras o Deflectoras

Un requisito primordial para la perforación direccional es tener las herramientas desviadoras apropiadas, junto con barrenas y otras herramientas auxiliares. Una herramienta deflectora es un dispositivo mecánico que se coloca en el hoyo para hacer que se desvíe de su curso. La selección de esta herramienta depende de varios factores pero principalmente del tipo de formación en el punto de inicio de la desviación del hoyo.

Antes de empezar cualquier desviación, el lodo debe acondicionarse y el hoyo debe estar limpio de ripios. Generalmente, pasan varias horas desde el momento que se saca la columna de lodo desde el fondo del hoyo hasta que se mete la herramienta de desviación y se fija en su posición.

HERRAMIENTAS ESPECIALES

MOTOR DE FONDO

ESTATOR

MOTOR DE FONDO

ROTOR

Herramientas

• MOTOR

El motor se mueve con el flujo del lodo de perforación por la sarta, eliminando así la necesidad de girar la sarta. Posee un estator que tiene una cavidad en espiral recubierta de un elastómero con una sección transversal elíptica a través de toda su longitud. El rotor, que es un elemento de acero, sinusoidal que corre dentro del estator

Estator

Rotor

Rotor

Estator

MOTORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

REDUCE EL DESGASTE O DAÑO DE

LA UNIÓN GIRATORIA, CUADRANTE

Y ROTARIA.

DISMINUYE EL DESGASTE EXTERNO

DE LA SARTA DE PERFORACIÓN.

DISMINUYE EL DESGASTE INTERNO

DEL REVESTIDOR.

UN MOTOR DE FONDO COLOCADO

CON LA BARRENA ADECUADA

PROPORCIONA UNA MAYOR TASA

DE PENETRACIÓN.

Herramientas

Una vez que se ha introducido la herramienta al hoyo y se ha orientado, se pone a funcionar el motor con la torsión del fluido de perforación, entonces la barrena se asienta en el fondo. Como la herramienta es un motor de desplazamiento positivo, la torsión de perforación es proporcional a la pérdida de presión a través de la herramienta. La presión en la superficie aumentará a medida que se le aplica más peso a la barrena. Un peso excesivo puede atascar el motor; por lo tanto, la perforación con el motor helicoidal es función de coordinar la presión disponible de la bomba con el peso sobre la mecha.

Motor de Fondo

Motor

ROTORESTATOR

HERRAMIENTASMOTOR

FUNCIONAMIENTOÖ

VENTAJASÖ

DESVENTAJASÖ

Cuenta con vida útil y potencia muy limitada.

Significativamente afectado por alta Temperatura (300 F).

Revolución directamente proporcional a la tasa de flujo.

Suficientemente lento para utilizar tricónicas.

Herramientas

TURBINALa turbina contiene rotores y estatores en forma de aspas. Los estatores están conectados al casco de la herramienta y se mantienen estacionarios. Para hacerlo funcionar, el fluido de perforación comienza a circular por la sarta de perforación. Las aspas en cada uno de los estatores estacionarios guían el lodo hacia las aspas de los rotores a un ánguloEl flujo del lodo hace que los rotores, y por ende el eje de transmisión, giren hacia la derecha

Sección Motora de una Turbina

Rotor y Estator de una Turbina

TURBINA

UNIDAD AXIAL MULTIETAPA.

ALTA RPM IDEAL PARA FORMACIONES DURAS APROPIADO PARA BARRENAS IMPREGNADAS DE DIAMANTES.

HERRAMIENTASTURBINA

FUNCIONAMIENTOÖ

VENTAJASÖ

DESVENTAJASÖ

Alta potencia

Muy larga vida

Excelente resistencia al calor

No tiene aplicación con mecha tricónicas

Alta potencia a expensa del flujo

CostosasSeccion MotoraCuerpo

Turbina

Eje de laTurbina

Rotor Estator

HERRAMIENTAS

ESTABILIZADORESÖ

BENT HOUSINGÖ

MWDEs un complejo sistema de telemetría pozo abajo, llamado Measuremnt While Drilling. Algunos de los beneficios del control direccional con el MWD son:

• Mejora el control y determinación de la posición real de la barrena.

• Reduce el tiempo de registros.• Reduce el riesgo de atascamiento por presión

diferencial.• Reduce las patas de perros.• Algunas compañías que fabrican estos equipos

incluyen a sus servicios, registros de Rayos Gamma, Resistividad, Temperatura anular, además en superficie se obtienen los valores de Inclinación, Azimuth, posición de la cara de la herramienta (tool face) y los parámetros de perforación que ayudan a la eficiencia de la perforación como son, peso sobre la barrena, torque, velocidad de penetración, presión de bomba, RPM, etc.

• Sistema de superficie.

MWD

• Sistema de SuperficieEl sistema de superficie decodifica la señal llegada desde la herramienta en el fondo del pozo y la entrega al operador en un sistema métrico decimal, a través del terminal de computación; está compuesto de los siguientes elementos.

• Transductor• Panel visual del ángulo de

inclinación, azimuth y cara de la herramienta

• Computadora

HERRAMIENTAS ESPECIALES

MEDICIÓN MIENTRAS SE PERFORA (MWD)

PROPIEDADES DE LA ROCA

DIRECCION EN QUE PERFORAN

POTENCIA DE TORSION

PESO EN LA BARRENA

LWD (Logging While Drilling)

El LWD incluye sensores que miden la velocidad acústica y provee imágenes eléctricas del buzamiento de la formación, colocados en lastrabarrenas antimagnéticos. Las cadenas de sensores comunes incluyen combinaciones Gamma Ray, Resistividad y Densidad - Neutrón.

Registro emitido por LWD

HERRAMIENTASLWD

• MONEL

El lastrabarrena o lastrabarrena k-monel tiene las mismas características físicas de los otros lastrabarrenas, solamente que es un lastrabarrena no magnético de acero inoxidable, cuya función es eliminar los efectos magnéticos que puedan influir en la lectura de un registro de dirección.

VÁLVULA FLOTADORA

ES UNA VÁLVULA TIPO “CHECK” QUE IMPIDE EL CONTRAFLUJO DEL LODO DE PERFORACIÓN.

ENSAMBLAJE DE FONDO DIRECCIONAL

HWDPX/O

X/O

X/O

X/O

DCS

DCS

VÁLVULA FLOTADORA MWD

MONEL

MOTOR DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

ESTAB.

LOS CROSS OVER (X/0) PUEDEN SER REEMPLAZADOS POR ESTAB(S).

MARTILLO

MECHA

Etapas

Previo a la construcción de un pozo direccional es necesario conocer cierta información que permita realizar una planificación confiable, dentro de los que se tienen:– Perfil de Pozo y Aplicación.– Condiciones del Yacimiento– Requisitos de la Completación

* Completación del hoyo iniciado o revestido* Ubicación del equipo de Completación* Requisitos del Tamaño del HoyoRestricciones del Objetivo

* Ubicación* Tamaño

* Forma* Presencia o ausencia de marcadores geológicos

Tamaño del Hoyo y RevestidorPuntos de Asentamiento de los Revestidores.

Etapas

La construcción de un pozo direccional puede contar con dos o tres etapas, dependiendo de la configuración direccional propuesta para el pozo. Estas etapas son incremento de ángulo, mantenimiento de ángulo y disminución de ángulo; contándose con ensamblajes de fondo (BHA) especiales para cada etapa direccional:– Fulcro.– Pendular – Empacado

ETAPAS

INCREMENTO DE ÁNGULOÖ

MANTENIMIENTO DE ÁNGULOÖ

DISMINUCIÓN DE ÁNGULOÖ

Pandeo

Punto de Tangencia

Gravedad

Fuerza Lateral de la Mecha

Gravedad

Punto Pivote

Pandeo

Fuerza Lateral de la Mecha

Perforación Direccional.

Incremento de Ángulo del Pozo.

Las herramientas desviadoras se usan para perforar los primeros 20-30 pies de curvatura del hoyo. Esto se considera aplicable excepto al uso de los motores, que pueden usarse para perforar toda la sección curvada. Si se ve que el hoyo no está curvándose a una velocidad satisfactoria, probablemente se tendrán que colocar varias herramientas deflectoras. En muchos casos, sin embargo, sólo se necesita la colocación de una herramienta desviadora, después de lo cual una mayor curvatura se logra con la aplicación del principio de un estabilizador (que no gira insertado en la sarta de perforación encima de la barrena (Near Bit). Con la barrena girando en el fondo, se aplica suficiente peso para causar el doblez del ensamblaje del fondo, denominado FULCRO.

Estabilizadores

Incremento de Ángulo del Pozo.

En hoyos con 5° o más de inclinación, el doblez será hacia el lado inferior del hoyo. Este brazo de palanca hace que la mecha empuje fuertemente hacia el lado alto del hoyo resultando en un aumento del ángulo a medida que progresa la perforación.

La flexibilidad de la sarta de perforación encima del Near Bit y el peso aplicado determinan el incremento del ángulo por cada cien pies de hoyo. Entre más flexible sea esa porción de la sarta más rápido será el incremento del ángulo que se obtenga. Entre menor sea el diámetro de la tubería, mayor será el brazo de palanca que se puede aplicar a la barrena.

Gravedad

Punto Pivote

Pandeo

Fuerza Lateral de la Mecha

Incremento de Angulo

Incremento de Ángulo del Pozo.

La velocidad de incremento del ángulo, o pata de perro, es muy importante, el máximo ángulo confiable es de aproximadamente 5° por cada cien pies perforados. Los ángulos mayores de 5° por cada cien pies pueden causar dificultades, dependiendo de la profundidad a la cual ocurre la curvatura del hoyo. Si la velocidad de curvatura es alta, se pueden formar ojos de llave en el hoyo, o si la curva está revestida, el revestidor se puede desgastar completamente mientras se perfora la parte inferior del hoyo. Este desgaste se atribuye al hecho de que el peso combinado de la sarta de perforación y del lodo, debajo de la curva forza a la sarta contra la pared del hoyo. Por esta razón, la planificación de ángulos muy marcados en el diseño del pozo deberá realizarse sólo cuando se está próximo al objetivo o target. Durante el aumento del ángulo se deberán hacer inspecciones direccionales cada 20 a 30 pies para evitar perder el control del hoyo. Si el ángulo está aumentando muy rápido, una reducción del peso sobre la barrena, combinada con la reducción de la velocidad rotatoria disminuirá la tasa de incremento del ángulo. Si el ángulo no está aumentando según el diseño, se deberá aplicar más peso a la barrena e incrementar la velocidad rotatoria. En formaciones blandas, el incremento en el ángulo se puede lograr con la hidráulica de la mecha y con el uso de estabilizadores.

Mantenimiento del ángulo del hoyo

Cuando se ha aumentado el ángulo correcto del hoyo, se vuelve entonces un problema mantener ese ángulo hasta la profundidad total de un pozo direccional del tipo tangencial o mantener el ángulo hasta que el pozo este listo para volver a la vertical en el tipo “S”. Mantener el ángulo requiere un ensamblaje de fondo rígido o empacado de mantenimiento y prestarle atención estricta al peso sobre la barrena.

Un ensamblaje de fondo rígido típico tiene un estabilizador encima de la barrena (Near Bit) y otros estabilizadores colocados encima de un lastrabarrena. El estabilizador deberá tener un diámetro externo tan grande como sea posible en función del diámetro del hoyo y sin embargo, con un diámetro interno pequeño para poder pescarlo en caso de pega de tubería. Los estabilizadores de mayor diámetro y rígidos también ayudarán a evitar que el hoyo se desvíe a la derecha o a la izquierda del curso propuesto. La desviación generalmente, la causa la inclinación y rumbo del estrato.

Mantenimiento del ángulo del hoyo

Otro tipo de ensamblaje de fondo rígido consiste en un Near Bit, un lastrabarrena cuadrado y un estabilizador encima de ésta. La rigidez del lastrabarrena cuadrado permite mantener la dirección; forzando a perforar en una línea inclinada, pero recta. Sin embargo, los lastrabarrenas cuadrados se doblan si se aplica peso excesivo. Además, se coloca un estabilizador encima de la carcaza del motor.

Mientras se perfora hacia adelante, se usa una rotación muy lenta de la sarta que reduce el daño al revestidor y a la tubería de perforación, y los estabilizadores, por su parte, se encargan de mantener la dirección del hoyo.

HEAVY WEIGHT 5”

SUB

LASTRABARRENA 8 5/16”

ESTABILIZADOR 8 5/16”

LASTRABARRENA 8 5/16”

ESTABILIZADOR 8 5/16”

NEAR BIT 8 5/16”

BARRENA PDC CON VÁLVULA FLOTADORA

LASTRABARRENA 8 5/16”

ESTABILIZADOR 8 5/16”

SARTA EMPACADA

Disminución del Ángulo en el HoyoCuando es necesario disminuir el ángulo del hoyo en un pozo desviado tipo “S”, el efecto del péndulo se aplica al ensamblaje de fondo. Para aplicar el efecto tipo péndulo, el Near Bit se elimina de la sarta, pero se requiere un estabilizador superior, colocado encima del lastrabarrena que conecta la barrena. La fuerza de gravedad actúa sobre este lastrabarrena haciendo que la barrena tienda a perforar hacia el centro. La barrena es forzada contra el lado bajo del hoyo por el peso del estabilizador y como la barrena puede perforar a los lados así como hacia adelante, el ángulo disminuye cuando la barrena perfora hacia adelante. En otras palabras, el lastrabarrena y la barrena se comportan como un péndulo que busca la posición vertical

Pandeo

Punto de Tangencia

Gravedad

Fuerza Lateral de la Mecha

Disminución del Ángulo en el Hoyo

La distancia a la cual se coloca el estabilizador depende de la rigidez del lastrabarrena. Un lastrabarrena de menor diámetro es más flexible y se doblará más fácilmente que uno de diámetro mayor. Si se usa un lastrabarrena de menor diámetro, el estabilizador tendrá que colocarse más abajo en el ensamblaje para evitar que el lastrabarrena se doble entre la barrena y el estabilizador. En este caso, la tasa de penetración disminuye debido a que no se puede aplicar tanto peso en la barrena como en un lastrabarrena de mayor diámetro.

El peso aplicado a la barrena también influye sobre el efecto de péndulo. Un peso excesivo aplicado a la barrena hará que se doble el lastrabarrena de fondo y toque el lado bajo del hoyo anulando el efecto péndular, el ángulo del hoyo podría aumentarse. Como consecuencia, debe haber un equilibro entre la tasa de penetración y la velocidad de disminución del ángulo.

Disminución del Ángulo en el Hoyo

La velocidad de disminución, así como la velocidad de aumento del ángulo, no deberá ser mayor de 5° por 100 pies, aún cuando la curvatura del hoyo esté cerca de la profundidad total y no sea probable que se formen ojos de llave o que se dañe la sarta de perforación. Algunos limitan la velocidad de disminución a 2° por cada 100 pies. Si la disminución es menor de la esperada, se pueden usar herramientas deflectoras para regresar el hoyo a la vertical.

En un pozo tipo “S”, cuando existen dos curvas o “patas de perro”, el motor de fondo puede usarse para perforar el hoyo vertical. El hoyo se perfora con peso ligero y con bajas revoluciones por minuto del motor para ayudar a mantener la dirección vertical. La tubería de perforación se gira muy lentamente o no se gira. Una vez que el hoyo tipo “S” se ha regresado a la vertical, el hoyo se perfora de la manera convencional hasta la profundidad total.

LASTRABARRENA 9 ½”

ESTABILIZADOR 26”

LASTRABARRENA 9 ½”

HEAVY WEIGHT 5”

SUB

LASTRABARRENA 8”

ESTABILIZADOR 26”

VÁLVULA FLOTADORA

BARRENA TRICÓNICA DE DIENTES

SARTA PENDULAR