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1

Fundamentos

en

Ingeniería

de

Perforación

Prep:

Ing. Jairo C. Molero

2

Fundamentos de la Ingeniería de Perforación

1. Principios de Geología y Yacimientos

2. Sistemas y Componentes

Sistemas de Circulación

Sistemas de Rotación

Sistemas de Rotación y Levantamiento

Sistema de Seguridad

Sistema de Portencia

Tipos de Taladros

3. Fases y Procesos de la Perforación

Fases de la Perforación

Procesos de la Perforación

Proceso Perforar

Proceso Circular

Proceso viajar

Proceso Revestir

Proceso Cementar

Proceso Registrar

Proceso Completar

Proceso Cañonear

Planificacion General

Actividades Complementaria

4. Planificación de la Perforación de un Pozo

Selección de un Taladro

Contratos

5. Tópico Especial

Perforación Direccional, Horizontal y Multilateral

3

Fundamentos en Ingeniería de Perforación

OBJETIVO

Analizar y describir en forma general

los aspectos básicos presentes

en las Operaciones e Ingeniería de

Perforación, así como todo lo relativo

a su proceso, con el fin de fortalecer

el conocimiento sobre las actividades

asociadas en la construcción y la

producción de los pozos de petróleo

y/o gas

4


CONTENIDO

Fundamentos en

Ingeniería

de Perforación

Geología

y Yacimiento

Sistemas

y Componentes

Fases

y Procesos

Planificación de

la Perforación

5

Principios

de

Geología

y

Yacimiento

6


Lutitas, arcillas y limolitas

Areniscas

Carbonatos, yeso y dolomitas

Domo de sal

GEOLOGÍA Y YACIMIENTO

El propósito de este Módulo es dar a conocer algunos de

las teorías asociadas a la Geología y el Yacimiento, que

permitan un mejor entendimiento de la materia en

discusión

Litología de la formación Parte de la Geología que estudia las diferentes

formaciones que se encuentran en la litosfera o

envoltura rocosa que constituye la corteza del globo

terrestre:

7



Edades y Formaciones de una área

FM.TIPO D

FM.TIPO E

EOCENOMEDIO

Lutitas dePaují

Arena BasalA-9/A-10

Lutitas Fosilíferasgrises a negruzcas

Areniscas con intercalaciones lutíticas

Arenas( B0-B1-B2 Y

B3)

Areniscas cuarzosasde color gris claro

intercaladascon lutitas negras y

limolitas grises

FMTIPO B

MIOCENO

FMTIPO C

FMTIPO A

EDAD FORMACION MIEMBRO LITOLOGIA DESCRIPCION

PLEISTOCENO Arenas y gravas macizas

Lutitas de color gris claro, areniscas de color variable

Lutitas de color verdosoconglomerados macizos

8



Teoría Orgánica Descomposición y transformación de restos

de animal y vegetal, depositados y enterrados

durante tiempos geológicos milenarios

Estos bajo la acción de un proceso de

sedimentación y compactación de los estratos,

sometidos a presión y temperatura en el

subsuelo a determinadas profundidades

Fuentes como estas contribuyen a la

generación del gas natural y/o petróleo

9



Origen de un yacimiento petrolífero Los yacimientos petrolíferos se consideran tienen

origen orgánico. Se requieren de tres condiciones

básicas para su formación

Un medio rico en contenido orgánico (pantanos,

delta de los ríos, planicies inundadas)

Proceso de sedimentación rápido a fin de evitar la

descomposición total de la vida (antes de ser

enterrados los elementos orgánicos)

Trampa de hidrocarburos estructural (ej; fallas,

domo de sal) o estratigráfica (ej: lentes de arena,

arrecifes, canales de ríos y lechos de arena)

10



• Procesos

• Deposición

• Compactación

• Equilibrio

Hidrostático

Origen de la Presión del Yacimiento

11



Muchos de estos procesos geológicos ya mencionados, son

responsables de las presiones a la cual están sometidos los

fluidos en el subsuelo, los mismos se definen de la siguiente

manera:

Deposición: Material detrítico llevado por los ríos hacia el mar, el

cual sale de la suspensión y se deposita

Sedimentos no consolidados, ni compactados, teniendo

así un relativa alta “porosidad” (espacio donde el líquido

puede alojarse) y “permeabilidad” (interconexión de los

espacios porosos de una roca o sea porosidad efectiva)

A través del espacio entre los granos, el agua de mar

mezclada con estos sedimentos se mantiene comunicada,

generando una presión de formación o yacimiento igual a

la columna hidrostática del agua

12



Compactación: Una deposición sucesiva y continua de los sedimentos, hace que

exista una aumento en la profundidad de asentamiento

Los granos de las rocas previamente depositados van a estar

sujetos a través de los puntos de contacto grano a grano de una

mayor carga.

Esto causa un reacondicionamiento de los mismos en un

espacio más estrecho, resultando en un sedimento mas compacto

y de menor porosidad

Equilibrio Hidrostático: El proceso de compactación en forma continua, hace que el

agua se expele de su espacio poroso, el equilibrio hidrostático se

mantendrá siempre que exista una trayectoria de flujo

relativamente permeable hacia la superficie, el gradiente de flujo

que se requiere para poder expeler el agua de compactación será

muy pequeño hacia arriba

13

Presiones existentes en un Pozo

Ph: Presión Hidrostática

Pyac: Presión del Yacimiento

Pfract: Presión de Fractura

Psc: Presión de Sobrecarga

Pcirc: Presión de Circulación

Ph

Pyac

Pfrac

Psc

Pcirc



14

TIPOS RANGO (psi/pie)

Sub-Normal < 0.433

Normal 0.433 ≤ Normal ≤ 0.465

Anormal > 0.465



Presión Hidrostática (Ph) Presión ejercida por una columna hidrostática de fluido en

cualquier parte del hoyo, depende directamente de la

densidad o peso del fluido en uso y de la columna

vertical verdadera de dicho fluido

Presión del Yacimiento (Pyac) Presión a la cual se encuentran los fluidos confinados

dentro de la formación, dichos fluidos pueden ser agua, gas

o petróleo. Existen tres tipos de Pyacimiento:

15

Origen de las Presiones Anormales Compactación:

Migración de los fluidos a zonas de menor

esfuerzos, interrupción del proceso (capa

impermeable) fluidos entrampados los cuales

originan presiones anormales

Diagénesis: Alteración química de la roca debido a procesos

geológicos (arcilla bentonítica a arcilla ilítica debido

a su deshidratación)

Levantamiento Tectónico: Asociados a procesos geológicos, disminución del

relieve por plegamiento, deformación plástica,

fallamiento, erosión, etc.



16



Densidad diferencial: Fluidos contenidos en los poros con densidad menor

que la menor densidad de los fluidos del área

Migración de Fluidos: Flujo hacia arriba a una formación somera de los

fluidos de un yacimiento más profundo, esto puede ser

natural o inducida por fugas en el Rev. de Producción,

técnicas incorrectas de cementación o completación,

proceso de inyección, abandono incorrecto de pozos

Fallas Redistribución de Sedimentos y Yuxtaposición de zonas

permeables a zonas impermeables, inhibición de flujo de

fluidos a regiones de equilibrio hidrostático

17



Osmosis: Flujo espontáneo de una formación más concentrada

(recargada) a otra separada por una membrana

Técnicas de Detección La detección de las presiones anormales pueden

considerarse esencial en la perforación de pozos

profundos, dentro de sus ventajas principales podemos

mencionar:

Mejores ROP (uso de densidades de menor valor)

Mejor selección de los puntos de asentamiento

Mínimos problemas de pérdidas o de arremetidas

Reducción de tiempos de perforación y costos

operacionales involucrados

18



LechoMarino o de río

Formaciónpermeable

PresiónNormal

Presiónanormalmentepresurizada

Estratos Geológicos

19



Métodos de Detección Existen varios Métodos para determinar zonas de

Presiones Anormales, a continuación se mencionan

algunos de ellos:

Antes de la Perforación Métodos Sísmicos, Porosidad de las lutitas

Durante la Perforación Incremento de: ROP, cloruros, temperatura de

retorno y disminución de: densidad de las lutitas,

Exp “dc”, densidad del lodo por corte por gas

Después de la Perforación Métodos Sónicos, Resistividad y Conductividad

20



Presión de Fractura (Pfrac) Presión que resiste la formación a ser inyectada ó

fracturada, generalmente a nivel de la zapata

Presión de Sobrecarga (Psc) Presión ejercida por la masa de fluidos y sólidos

existentes en los diferentes estratos atravesados, depende

de la gravedad especifica de los fluidos y de los sólidos,

así como del volumen poroso

Presión de Circulación (Pcirc) Presión necesaria para vencer las pérdidas por fricción

existentes en las diferentes áreas por donde el fluido

circula. Un porcentaje de este valor influye durante la

perforación directamente sobre la presión del yacimiento

21

Ph

Pyac

Pfrac

Psc

Pcirc



Relación entre las presiones

Ph > Pyac

Ph < Psc

Ph < Pfrac

Pyac < Psc

% Pcirc + Ph > Pyac

% Pcirc + Ph < Pfrac ó Psc

22



CURVA TÍPICA DE PRESIONES

presiones de lodo y formación

b a jo

b a lan ce

p o ro

frac tu ra

Sobre

balance

23



Riesgos involucrados Arremetida

Entrada de fluido del yacimiento al pozo el cual

puede ser controlable

Se presenta cuando la Pyac se hace mayor por

cualquier motivo a la Ph.

Reventón No pudiendo controlarse la Arremetida sucede el

Reventón, el cual es un flujo descontrolado que sale

del pozo hacia la superficie

Esto pudiese llegar a ocasionar daño a vidas,

ambiente y equipos y por supuesto la pérdida del pozo

24



Sustitución de un Preventor en un Reventón

25



Reventón de un pozo Costa Afuera

26



Pozo de alivio y Reventón cercano

27



Pega de la tubería Proceso en la cual la tubería se adhiere a las paredes

de la formación, esto puede suceder por un diferencial de

presión alto entre la Ph y la del Pyac, o quizás por

problemas en la geometría del hoyo

Derrumbe del pozo Atascamiento de la tubería que sucede cuando las

paredes de la formación caen por encima de la mecha o

barrena de perforación y los tubulares presentes

Pérdida de circulación Traslado de fluido del perforación desde el pozo hacía

el yacimiento, produciendo un inminente daño a la

formación, así como otras contingencias

28

Sistemas

y

Componentes

(Tipos de Taladros)

29


SISTEMAS Y COMPONENTES

Sistemas Es todo grupo de equipos y/o componentes necesarios

para lograr el objetivo de finalizar un trabajo en el menor

tiempo posible y con los mejores índices de seguridad

Sistema de Levantamiento

Sistema de Circulación

Sistema de Rotación


Sistema de Potencia

Componentes Es todo parte o pieza requerida que de manera integral

ponen en funcionamiento los diferentes equipos de cada

uno de los sistemas

30

Sistema de Levantamiento Componentes:

Estructura (Torre o Cabria) y Sub-estructura

Bloque viajero y Bloque corona

Gancho

Cable o Guaya de Perforación

Malacate y Accesorios

Elevadores, cuñas y accesorios

Llaves de esfuerzos

Consola del Perforador con sus Intrumentos

Encuelladero

Winches auxiliares

Rampa



31


Torre

ò Cabria

Subestructura

Guaya

Bloque viajero

Gancho

Bloque corona

Dog HouseMalacate

Encuelladero

Rampa



32




33

Sistema de Circulación Componentes:

Fluidos de perforación

Tanques generales de fluidos

Bombas principales y auxiliares

Tubo Vertical (Stand pipe)

Manguera de Circulación

Linea de Flujo o retorno (Flow Line)

Equipos de Control de Sólidos

Fosas de asentamiento

Desgasificadores y Separadores de Gas



34




Bombas y tanques del fluido

35

MECHA 12 ¼”

Mud

Pump

Swivel

Kelly or Topdrive

Annulus

Rotary Hose

Standpipe

Drillpipe

Wellbore

12 ¼” Bit

Drill Collars

Rig Floor

Flow

Line

Formations

Casing

BOP

Drilling Mud

Shakers

Mud Pits

Oil/Gas

Standpipe or

Circulating

Pressure





36



Zaranza (cortes) Desarenador (arena)

Equipos de Control de Sólidos


37



Desgasificador

Separador de gas


38



Sistema de Rotación Componentes:

Mesa Rotaria y accesorios

Tubería de perforación (drill pipe)

Barras (drill collars)

Tubería pesada (hevi-wate)

Mecha o barrena

Cuadrante (kelly) y accesorios

Top Drive

Unión giratoria (swivel)

Herramientas especiales de fondo

Motores de fondo

Turbinas

39



MesaBuje Maestro

Buje del Cuadrante


40



Top Drive

41

SISTEMA DE ROTACION Y LEVANTAMIENTO

ANTIRESBALANTES

HOYO RATON

CUÑAS

MALACATE

LLAVES

SPINNER DE

LA TUBERIA

CUÑAS DE

LAS

BARRAS

MESA

ROTARIA

TUB. DE PERF.

LINEA DE

LAS LLAVES

CARRETO

DE LA

GUAYA

CROWN-O-MATIC



42



PARADA DE PORTAMECHAS

(BARRAS O BOTELLAS)

Sistema de Rotación y Levantamiento

PARADAS DE TUBERIA DE PERFOR.VIAJE CON TUBERÌA CON EL

PERSONAL DEL PISO DEL

TALADRO

LLAVES DE LAS TUBERÌAS

ARREGLO DEL WINCHE ENTRE

EL PERSONAL

43



Sistema de Seguridad Componentes:

Válvulas preventoras (BOP´s)

Anular o Esférico

Arietes o Rams de Tubería

Arietes o Rams Ciego (Blind Rams)

Arietes o Rams de Cizalla (Shear Rams)

Unidad acumuladora de presión

Múltiple de estranguladores (kill manifold)

Estrangulador manual o remoto (super-choke)

Línea de matar (kill line)

Línea del estrangulador (choke line)

Válvula de descarga (HCR o portón)

Válvulas auxiliares (kelly cock, preventor

interno)

44




Arreglo de BOP´s

45



BOP´s Esférico

Shaffer

BOP´s de Arietes

Cameron Tipo “U”


46




Unidad Acumuladora de Presión

47




Unidad Acumuladora

48




Estrangulador (Choke) Remoto

49



Sistema de Potencia

Componentes Motores primarios

Generadores

Trasmisión de Potencia

50



Sistema de Potencia Motores Primarios:

Generalmente son de combustión interna, siendo

el combustible más utilizado el Gas Oil.

Estos motores pueden estar acoplados

directamente con los equipos (Taladros Mecánicos)

o acoplados a Generadores encargados de suplir

potencia eléctrica (Taladros Eléctricos)

El movimiento de los equipos o componentes de los

sistemas, es proporcionado por motores secundarios

y estos pueden ser convertidos en combustión

interna o eléctricos

51



Motores Primarios

52



Generadores

Cambian la potencia mecánica

desarrollada por los motores primarios en

corriente eléctrica y generalmente son de

corriente alterna

Las bobinas de inducido del motor

generan un campo magnético al girar, esta

corriente inducida es tomada de las bobinas

del estator mediante conexiones directas

53



54



Transmisión de Potencia

La potencia generada por los motores primarios,

debe transmitirse a los equipos para proporcionarle

el movimiento

Si el Taladro es Mecánico, esta potencia se

transmite directamente del motor primario al

equipo

Si el Taladro es Eléctrico, la potencia mecánica

del motor se transforma en potencia eléctrica con

los generadores, luego, esta potencia eléctrica se

transmite a los motores eléctricos acoplados a los

equipos, logrando su movimiento

55



Taladros Mecánicos Taladros Eléctricos

56



Tipos de Taladro Existen varios tipos de Taladros, tanto para tierra como

para agua. Los Taladros de tierra se clasifican en:

Taladros para perforar pozos someros o pozos profundos.

Los mismos, pueden ser desde un Camión con el Mástil

incorporado hasta un Taladro de mayor potencia

Así mismo, estos Taladros pueden ser verticales

convencionales o inclinados. Los Taladros modernos

poseen la facilidad de auto vestirse y auto desvestirse, lo

cual representa un ahorro considerable en cuanto a esta

actividad

Para el caso de los Taladros de agua la variedad si es

más compleja, ya que estos taladros poseen diferentes

formas y nombres, anexo podemos ver algunos de ellos en

sus distintas versiones

57



Taladros de Tierra

58



Taladros de Agua

CANTILEVER

SEMI SUMERGIBLE BARCO DE PERF, JACK UP PLATAFORMA

59

Fases

y

Procesos

de la

Perforación

60


Fases de la Perforación Son todas aquellas etapas necesarias para poder

alcanzar la zona productora de hidrocarburos

seleccionada. Dependiendo de ciertas características del

yacimiento algunos pozos se perforan en dos o más fases

Fases más comunes en pozos profundos

Fase I Hoyo Piloto 36”

Fase II Hoyo Conductor 26”

Fase III Hoyo Superficial 17 ½”

Fase IV Hoyo Intermedio 12 ¼”

Fase V Hoyo Producción 8 ½”

FASES Y PROCESOS

61


26”

17 1/2”

12 1/4”

8 1/2”

Hoyo

Conductor

Hoyo de

Superficie

Hoyo

Intermedio

Hoyo de

producción

Fases más comunes

FASES Y PROCESOS

62


Procesos de la Perforación El proceso de Perforación de un Pozo, posee una

serie de pasos los cuales se repiten de manera similar

para cada unos de los proyectos de construcción, a

saber:

Perforar

Circular

Viajar

Revestir

Cementar

Registrar

Completar

Cañonear

Planificación general

Actividades Complem.

FASES Y PROCESOS

63


FASES Y PROCESOS

Proceso: Perforar Este proceso es la esencia en la construcción de un

pozo, de él se inicia todo los elementos que formarán

finalmente el proyecto y que culminaría con la

producción de las arenas seleccionadas

Mechas Herramienta básica del proceso de perforación,

conocida igualmente con el nombre de Barrena,

Broca ó Trepano

Se utiliza para cortar y penetrar las distintas

formaciones que se encuentran en la envoltura

rocosa que constituye la corteza terrestre

64


Lutitas, arcillas y limolitas

Areniscas

Carbonatos, yeso y dolomitas

Domo de sal

Su selección dependerá de ese tipo de formación a penetrar

en sus distintas fases, tal que la misma pueda atravesarlas en

el mejor tiempo posible, garantizando la optimización de su

velocidad de penetración (ROP)

FASES Y PROCESOS

65


Tipos de Mechas o Barrenas Mechas de Conos: Maquinadas e Insertos

Mecha de Diamantes Policristalinos (PDC)

Mechas de Diamantes Naturales

Mechas para Toma de Núcleos

FASES Y PROCESOS

66


FASES Y PROCESOS

Mechas o Barrenas de Conos

Maquinados ó de Insertos CT

67


FASES Y PROCESOS

Mechas o Barrenas de ConosCojinete de Fricción y Canal de lubricidad interna

68


FASES Y PROCESOS

Mecha de Insertos de Carburo de Tungsteno

(Tricónica)

Mecanismo: Trituración

69


FASES Y PROCESOS

Mecha de Diamantes

Policristalinos (PDC)

Mecha de

Diamante Natural

70


FASES Y PROCESOS

Mecha P.D.C

Mecanismo: Cizallamiento

71


FASES Y PROCESOS

Mecha de Diamante Natural

Mecanismo: Fricción ó Abrasión

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FASES Y PROCESOS

Proceso: Perforar Sarta de Perforación

La sarta de perforacióm son componentes metálicos

armados en forma secuencial que conforman el

ensamblaje de fondo (BHA) y la tubería de

perforación, a fin de cumplir las siguientes funciones:

Proporcionar peso sobre la mecha o barrena (PSM)

Prueba de perforabilidad (Drill off test)

Conducir del fluido en su ciclo de circulación

Darle verticalidad o direccionalidad al hoyo

Proteger la tubería del pandeo y de la torsión

Reducir patas de perro, llaveteros y escalonamiento

Asegurar la bajada del revestidor

Reducir daño por vibración al equipo de perforación

Servir como herramienta complementaria de pesca

Construir un hoyo en calibre

Darle profundidad al pozo

73


FASES Y PROCESOS

Componentes: Barras ó botellas de perforación (drill collars)

Tubería de transición (hevi-wate)

Tubería de perforación (drill pipe)

Herramientas especiales

Substitutos

Cross-over

Estabilizadores

Martillos

Motores de fondo

Turbinas

Camisas desviadas (bent housing)

MWD / LWD

Otras herramientas (cesta, ampliadores, etc)

74


FASES Y PROCESOS

Barras o Botellas Tubería de Transición Tubería de Perforación

75

• Estabilizadores


FASES Y PROCESOS

76


FASES Y PROCESOS

Martillo Mecánico Martillo Hidráulico

77


FASES Y PROCESOS

Motor de fondoEstator

Rotor

78


FASES Y PROCESOS

Turbina de fondo

Álabes

79


FASES Y PROCESOS

DP (5”)

HW

(5”)

DC (8”)

MECHA

12-1/4” MECHA

12.1/4”

MWD + LWD

BARRAS

(6-3/4”)

HW

(5”)MARTILLO

(6-1/2”)

HW

(5”)

DP (5”)

MOTOR/ BH

2 1/2°

Sarta Vertical Sarta Direccional

80


FASES Y PROCESOS

Aspectos mecánicos Conocidas las diferentes formaciones a penetrar, es

necesario considerar los factores mecánicos que

permitan optimizar la velocidad de penetración (ROP).

Dichos factores mecánicos son:

Peso sobre la mecha o barrena (P.S.M)

Revoluciones por minuto (R.P.M)

Las variables involucradas para seleccionar los

factores mecánicos son:

Esfuerzo de la matriz de la roca

Tamaño y tipo de mecha

Tipo de pozo

Tipo de herramientas de fondo

81


FASES Y PROCESOS

?

Factores Mecánicos

82


FASES Y PROCESOS

Proceso: Circular El control primario de un pozo recae sobre el fluido de

perforación, el cual es el principal componente en un

sistema de circulación

Fluido Es toda sustancia que se deforma al aplicarle un

esfuerzo por muy pequeño que el mismo sea

Tipos de Fluidos Newtoniano: Fluido que se deforma inmediatamente al

aplicar un esfuerzo por muy pequeño que este sea, ej: el

agua

No Newtoniano: Fluido que requiere de un esfuerzo de

corte inicial para comenzar a deformarse, ej: el fluido de

perforación

83


FASES Y PROCESOS

Funciones del Fluido de Perforación Remover y transportar los cortes del hoyo

Proveer presión hidrostática – control del pozo

Transmitir potencia hidráulica a la mecha

Refrigerar y lubricar la sarta de perforación

Refrigerar y lubricar la mecha o barrena

Mantener los sólidos o cortes en suspensión

Proveer de una torta o revoque a la pared del pozo.

Proveer información sobre el pozo

Prevenir la corrosión

Proveer transmisión de datos para herramientas y

motores de fondo

Brindar seguridad al personal y medio ambiente

C U L P A

84


FASES Y PROCESOS

Reología de los Fluidos Ciencia de la fluidez de la materia que describe el

comportamiento del flujo de fluidos

Regimenes de Flujo Es el comportamiento del fluido en movimiento, o sea

asociado a la velocidad del fluido durante el proceso de

circulación en el hoyo

Tipos de Regímenes de Flujo Laminar: Prevalece a bajas velocidades y la relación del

esfuerzo de corte y la tasa de deformación esta gobernada por

las propiedades viscosas del fluido en movimiento

Turbulento: Prevalece a altas velocidades y la relación antes

mencionada depende de la propiedades de inercia del fluido en

movimiento

85


FASES Y PROCESOS

Tipos de Fluidos más utilizados Fluidos gaseosos

Aire comprimido

Espuma

Nitrógeno

Fluidos base agua Base agua fresca

Base agua salada

Fluidos base aceite Base aceite

Base diesel

Aceites diesel refinados

Aceites sintéticos

86


FASES Y PROCESOS

Propiedades de los Fluidos Densidad

Medida del peso de un fluido (lodo) con relación a un

determinado volumen (lbs/gal)

Viscosidad

Resistencia de un fluido a fluir que depende de la

cantidad de sólidos inertes contenidos en el fluido (que no

reaccionan con él)

Punto cedente

Resistencia de un fluido a fluir debido a su intercambio

molecular. Medida de la Tensión superficial dinámica

Resistencia Gel

Capacidad de fluido de mantener los sólidos en

suspensión. Medida de la tensión superficial estática

87


FASES Y PROCESOS

Equipos de medición de las propiedades

88


FASES Y PROCESOS

Hidráulica de Perforación

Función del fluido de perforación que bajo selección

adecuada de sus Métodos y Diseño óptimo resulta en

mejoramiento de la velocidad de penetración

Métodos Hidráulicos

Método de Máximo Impacto Hidráulico

Impacto que se produce al salir los fluidos de

la mecha o barrena. Utilizado para formaciones

poco consolidadas

Método de Máxima Potencia Hidráulica

Maximizando la Potencia al salir los fluidos

de la mecha. Utilizado para formaciones

consolidadas

89


FASES Y PROCESOS

Factores Limitantes Caudal mínimo

Garantiza la limpieza de los cortes del fondo del pozo

Caudal máximo Limitado por las características de la bomba del taladro

Caudal crítico Para evitar problemas de cavernas o lavado del hoyo

Presión máxima Depende de las características de la bomba del taladro

Caudal óptimo Garantiza la pérdida de presión óptima en la mecha de

acuerdo al Método Hidráulico seleccionado

90


FASES Y PROCESOS

Factores Hidráulicos

R.O.P opt.

Hidráulica(Q, Área, Presión)

91


FASES Y PROCESOS

Proceso: Viajar Etapa del proceso general donde intervienen varios de

los Sistemas del Taladro, pero principalmente el personal

que conforman las cuadrillas de perforación

Razones para el viaje: Profundidad planificada y alcanzada (total o de la fase)

Desgaste de la mecha y sustitución de la misma

Cambio de la sarta o de algunos de sus componentes

Problemas con el fluido de perforación

Margen de viaje: Valor adicional agregado a la densidad del fluido, a fin

de garantizar que durante viaje no se presente debido a un

condición estática una contingencia de arremetida

92


FASES Y PROCESOS

Conectando y Apretando

Herramienta

Conectando Tubería

Apretando Tubería

93


FASES Y PROCESOS

Existen dos efectos que están relacionados con la

actividad de viajar y que directamente involucra a las

cuadrillas de perforación y a su proceso

Cualquier presencia de estos eventos pueden causar

problemas en el pozo, tales como: Arremetidas, Pérdidas de

circulación, Daño a la formación.

Estos efectos son:

Efecto de succión: Conocido con el nombre de Suabeo (swabbing),

el cual es aligerar la columna del fluido de

perforación disminuyendo por ende su Presión

Hidrostática

94


FASES Y PROCESOS

Efecto de surgencia: Conocido con el nombre de efecto pistón, es producido

por una inapropiada forma de viaje hacia el fondo del

pozo.

Estos efectos dependen de varios factores, a saber:

Velocidad de viaje

Velocidad de viaje nunca menor de 15 seg/tubo

Reología de los fluidos

Menor viscosidad y gelatinosidad posible

Espacio anular existente

Debe existir la suficiente luz entre el hoyo y las

barras o botellas de perforación para que el

fluido pase libremente a ese espacio anular

95


FASES Y PROCESOS

Análisis de los Efectos de Suabeo y Surgencia

96


FASES Y PROCESOS

Proceso: Revestir Una vez finalizada la perforación del hoyo en cada una

de las fases, es necesario recubrir y fijar una tubería que

permita continuar con las próximas fases

Esta tubería se denomina Revestidor (Casing), la cual

es colocada en un Punto ó Profundidad de Asentamiento

previamente planificada siguiendo criterios de selección,

a saber:

Presión del Yacimiento

Densidad del fluido a utilizar

Presión de Fractura de la formación

De nuevo la relación de las presiones juega un papel

preponderante al momento de seleccionar la profundidad

97


FASES Y PROCESOS

Objetivo de los Revestidores Algunos de los objetivos generales de los revestidores

que conformarían las Fases antes mencionadas son:

Piloto: Es una tuberia hincada o pilote marino (percusiòn).

Conductor: Evita erosión de los sedimentos superficiales

Superficial: Evita contaminación de los yacimientos de agua

dulce. Soporte para la instalación de los BOP´s

Intermedio: Aisla zonas de presiones anormales y

problemáticas

Producción: Aisla las formaciones a ser producidos

Liner: Su utilización dependerá de los objetivos trazados

98


FASES Y PROCESOS

N

S

EO

99


FASES Y PROCESOS

20”

13 3/8”

9 5/8”

7”

Conductor

Superficial

Intermedio

Liner

Sarta de Revestimiento más común

100

CURSOS HRS


FASES Y PROCESOS

Hoyo de 12 1/4”. REV.- 9 5/8” @ 15455’ MDKOP a 12400’

Nar-1

Nar-2

Nar-3

Hoyo 8 3/8”. Rev. 7 5/8” @ 65°,15938’ MD)

KB

Nar-4

Nar-5

KP

Fondo 19625’ MD 75° Desp. Horiz. = 4400’

Hoyo de 17 1/2”. Rev.- 13 3/8” @ 6450’

Hoyo de 26”. Rev.- 20” @ 1000’

101


FASES Y PROCESOS

Proceso: Revestir Características de los Revestidores

Diámetros externos e internos

Drift Diameter

Peso y Grado de acero

Conexión

Resistencia al Colapso

Resistencia al Estallido

Resistencia a la Tensión (cuerpo y conexión)

Cuello Flotador: Herramienta que impide el retorno de los fluidos al

interior del revestidor

Zapata: Guía del revestidor a fin de bajarlo sin dificultad

102

FASES Y PROCESOS


103


FASES Y PROCESOS

Proceso: Cementación Función

La función principal la fijación del revestidor a las

paredes del hoyo para garantizar la perforación de la

próxima fase, cumpliendo algunas de las siguientes

razones:

Proteger y asegurar la tubería en el hoyo

Aislar zonas de agua superficial y evitar

contaminación de las mismas

Aislar zonas indeseables y zonas de diferentes fluidos

Evitar o resolver problemas de pérdidas de

circulación, pegas de tubería, abandono de zonas no

productoras

Tipos de Cementación Primaria

Secundaria

104


FASES Y PROCESOS

Proceso: Cementación Primaria

Una vez bajado los diferentes revestidores se realiza una

Cementación convencional, utilizando para ello un

procedimiento que involucra: tapones, espaciadores,

lechadas (barrido o cola), aditivos generales de acuerdo al

tipo de pozo, fluido de desplazamiento

Secundaria Este tipo de Cementación se puede describir como el

proceso de forzamiento de lechadas de cemento, debido a un

defecto de la Cementación primaria o por sellar, abandonar

o proteger la migración de fluidos

Este tipo de Cementación, conlleva a unos procedimientos

más especializado para la solución de problemas existentes

Anexo un Procedimiento y el Proceso Global

105


FASES Y PROCESOS

2.010’

PR

EF

LU

JO

Cementación y Top Job

SUP.

1.000’

106


FASES Y PROCESOS

Cementación de las Fases

Lechada de Barrido:

Cemento clase “H”

Volumen: 408 BLS

Densidad: 98 lbs/pc (13.1 lbs/gal)

Lechada de Anclaje:

Cemento clase “H”

Volumen: 154 BLS


Lechada de Anclaje:

Cemento clase “H”+Aditivos

Volumen: 204 BLS


Lechada de Anclaje:

Cemento clase “H”+Aditivos

Volumen: 68 BLS


107


FASES Y PROCESOS

Lodo base aceite

Espaciador base aceite

Lechada de cemento

p1 > p2 > p3 > p4 > p5p4 Pc4

Pc1 > Pc2 > Pc3 > Pc4> Pc5

LODO p = Densidad

Pc = Punto Cedente

p3Pc3

p2 Pc2

Espaciador base agua

Lavador base aceite

p5Pc5

p1 Pc1

Cementación del Pozo

108


FASES Y PROCESOS

POZO

Fabrica de cemento

TANQUE DE

MEZCLADO

ALMACEN

DE ADITIVOSLABORATORIO

TOLVAS DE

CEMENTO,

SILICA,

BENTONITA...

FILTRO

COMPRESOR

BALANZA

ADITIVOS

RECOLECTOR

DE POLVO

AIRE

PRUEBA

DE

TANQUE

PRUEBA

PILOTO

PROCESO GLOBAL DE CEMENTACIÓN

109


FASES Y PROCESOS

Proceso: Registrar El proceso de Registrar las distintas arenas

prospectivas en un pozo, se basa en las

siguientes razones:

La localización y evaluación de los yacimientos de

hidrocarburos

Suministrar información necesaria para elaborar

un mapa estructural del subsuelo, así como litología,

identificación, profundidad y espesor de las zonas

productoras

Informar sobre la interpretación cuantitativa y

cualitativa de las características del yacimiento y de

los fluidos que contiene

110


FASES Y PROCESOS

Proceso: Registrar Tipos de Registros

Registros de litología Identificación litológica a partir de la cual se

interpreta los diferentes tipos de formación, ej: SP/GR

Registros de Resistividad Identificación de las propiedades físicas de la roca,

su medición se usa en los cálculos de saturación de

agua y por consiguiente de hidrocarburos, ej:

eléctricos, inducción doble, de contacto, etc

Registros de Porosidad Determinar el volumen en los poros, ej: densidad,

newtrón, velocidad acústica

111


FASES Y PROCESOS

Muestra de Registros Eléctricos

112


FASES Y PROCESOS

Registros durante la Perforación del Pozo

113

CURSOS HRS


FASES Y PROCESOS

REGISTROS

ELÉCTRICOS

(IND-GR)

Tomado con LWD

PEGA DIFERENCIAL @ 16154’

114


FASES Y PROCESOS

Proceso: Completar Mecanismo de Producción

Es el mecanismo natural o artificial que permitirá la

producción de las arenas seleccionadas en forma individual

o conjunta. Su producción dependerá de las características

de dichas arenas, así como su presión de yacimiento

Tipos de Completación (Terminaciones) Mecánicas

Sencilla

Selectiva

Térmica

Doble

Especiales Profundo, desviados u horizontales, para inyección e

vapor, agua y/o gas, pozos con crudo ácidos (H2S, CO2)

115


FASES Y PROCESOS

Completaciones Mecánicas

116


FASES Y PROCESOS

Completación Doble

117


FASES Y PROCESOS

Tecnología aplicada en áreas

donde se requiere optimizar los

procesos de producción

Completaciones Monobore

118


FASES Y PROCESOS

Profundos / cretáceos

Altamente desviados / Horizontales

Para inyección de vapor

Para inyección de agua y/o gas

Pozos con crudos ácidos ( H2S, CO2)

Completaciones Especiales

119


FASES Y PROCESOS

119

Halliburton

Flow Meter

Completaciones Inteligentes

120


FASES Y PROCESOS

Proceso: Completar Aspectos a considerar:

Revestimiento del Hoyo

Referida a la forma de proteger el hoyo con la

tubería de revestimiento, de acuerdo con la

profundidad y tipos de formaciones productoras

Disposición del Equipo de Producción

Diseño de los equipos de tuberías, empacaduras,

niples etc., conectadas entre sì a fin de permitir la

producción de las zonas con hidrocarburos

Número de zonas productoras

Cantidad de lentes productivos, los cuales dependen

de su potencial y su profundidad

121


FASES Y PROCESOS

Proceso: Completar Consideraciones para el Diseño

Factores Ambientales Aquellos que influyen en el sistema o lo limitan, pero

acerca de los cuales no puede hacerse nada., tales

como: ubicación del pozo, profundidad, presión,

temperatura, configuración, mecanismo de producción

Restricciones del entorno

Factores que impiden que el sistema funcione todo el

tiempo, tales como: cementación primaria, daño,

conificación, corrosión

Recursos disponibles

Elementos que ayudan a que el sistema logre sus

objetivos, tales como: tasa de producción, estimulación,

reparaciones futuras, posible inyección de fluidos,

seguridad

122


FASES Y PROCESOS

Proceso: Completar Equipos utilizados en una Completación

Tubería de producción

Empacaduras

Mangas o camisas de circulación

Niple de asiento

Válvulas de Gas Lift

Acoples de flujo

Sensores de fondo

Válvulas de seguridad

Equipos utilizados para la Producción Árbol de navidad (Flujo Natural)

Balancin (Bombeo Mécanico)

Bomba Electro Sumergible (B.E.S)

Bomba de Capacidad Progresiva (B.C.P)

123


FASES Y PROCESOS

B.E.SB.C.P

Bombeo

Mecánico

124


FASES Y PROCESOS

Actividades Complementarias Cañoneo

Próposito Crear aberturas a través de la tubería de

revestimiento y del cemento, para establecer

comunicación entre el hoyo y las formaciones

seleccionadas

Tipos de cañones Tipo Chorro

Tipo Bala

Tipo Hidráulico

125


FASES Y PROCESOS

Actividades Complementarias Mètodos de Cañoneo:

Se clasifican en tres grupos, a saber:

Cañoneo por tuberìa (Tubing Gun)

.- Se baja utilizando una empacadura de

prueba

Cañoneo por revestidor (Casing Gun)

.- Se baja por dentro del revestidor

utilizando un taladro o equipo con guaya

Cañoneo transportados por tuberìa (TCP)

.- Se transporta en el extremo inferior de la

tuberìa

126


FASES Y PROCESOS

Métodos de Cañoneo

Por tubería Por revestidor Transportado

127


FASES Y PROCESOS

Métodos de Cañoneo

Ph <Py

128


FASES Y PROCESOS

Actividades Complementarias

Pesca Actividad no deseada durante el proceso de

Perforación, pero en el proceso de Reparación de

Pozos es un mecanismo convencional de trabajos

especiales

Su aplicación esta condicionada a las operación de

tratar de recuperar cualquier equipo o herramienta

que se encuentran en el pozo y la cual no permite

realizar trabajo de fondo en areas de interés

Tipos de Pesca Interna

Externa

129


FASES Y PROCESOS

BLOQUE DE IMPRESIÓNPESCANTES TIPO SPEAR

ARPONES

PESCANTE MAGNÉTICO

TAPER TAP

Pescantes Internos

130


FASES Y PROCESOS

PESCANTES TIPO OVERSHOT DIE COLLAR

Pescantes Externos

131


FASES Y PROCESOS

ZAPATAS FRESADORAS

JUNK MILL’s

Herramientas Fresadoras

132


FASES Y PROCESOS

…! Y si no se recupera el pez, ya sabes lo que te espera !!!!

Utilizar nuestro Super Pescante Maracucho….!

133


FASES Y PROCESOS

Actividades Complementarias Núcleos

Prueba de Integridad de Presión

Estimulación de Pozos Acidificación

Fracturamiento Hidráulico

Inyección cíclica o alternada de vapor

Operaciones con Guaya

Coiled Tubing / Snubbing Unit

134

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 20 40 60 80 100TIEMPO (DIAS)

PR

OF

UN

DID

AD

(P

IES

)

TIEMPO ESTIMADO

TIEMPO REAL

Planificación

de la

Perforación

de un Pozo

135


Planificación de la Perforación El Ingeniero de Planificación inicia la elaboración de

un Programa de Perforación sobre la plataforma de

Front End Loading, es decir:

Visualización: Identificar y visualizar proyectos

Conceptualización: Selección, conceptos, análisis

de opciones y mejor estimado

Definición: Alcance y propuesta de ejecución con

presupuesto

PLANIFICACIÓN

136


Planificación de la Perforación Esta técnica permite involucrar todos los

elementos presentes en la Planificación y que

una vez estructurados los grupos o mesas de

trabajo en el área de Exploración & Producción

se coloquen de manifiesto iniciativas que

contribuyan a reducir costos específicos y

tiempos improductivos que generalmente son

atribuidos a una mala Planificación.

Anexo, se muestra de forma general los pasos

a ser implementados por el Ingeniero de Diseño

y Planificación

PLANIFICACIÓN

137


PLANIFICACIÓN

INGENIERIA

CONCEPTUAL

INGENIERIA

BASICA

INGENIERIA

DE DETALLE

ANALISIS

DE OPERACION

ANALISIS

DE MANTENIMIENTO

ANALISIS

DE CONSTRUCCION

ESTIMACION

DE COSTOS +10/-10

ANALISIS

DE

RENTABILIDAD

REQUERIMIENTOS

FUNCIONALES

PROGRAMA DE PERFORACION GENERAL

PROGRAMA DE PERFORACION ESPECIFICO

SISTEMA DE PRODUCCION

REHABILITACION Y REPARACION DE POZOS

PROGRAMA DE CONSTRUCCION DEL POZO

EJECUCION+-

POSTMORTEN

138


PLANIFICACIÓN

Así mismo, se debe considerar algunas de las

contingencias más comunes al momento de la Perforación

de un Pozo, las cuales deben ser prevenidas, detectadas y

solucionadas evitando así una gran interferencia en cuanto

a tiempo y costos operacionales planificados

Problemas comunes asociados al pozo y a los equipos:

Incremento o disminución inesperada en la ROP

Cambio de torque puntual o continuo

Fluctuaciones de la bomba

Cambio en las propiedades del fluido

Inestabilidad del hoyo

Gas de conexión

Variaciones del Peso sobre la mecha

Señales de Arremetidas (Kick)

Selección Métodos de Control

139


PLANIFICACIÓN

Finalizada la Ingeniería de Diseño del Pozo y de

Planificación de las actividades a ejecutar, nos disponemos

a determinar los Costos asociados de las Operaciones e

Ingeniería del pozo en su conjunto

Para realizar lo relativo a costos, es necesario

puntualizar los mismos por cada Sección de los hoyos a

perforar, para lo cual se recomienda un patrón de items

referenciales para el cálculo del costo final del proyecto

pozo

A continuación, se menciona lo que pudiese ser este

patrón o guía de items a ser considerados por el Ingeniero

de Diseño y/o Planificación.

140


PLANIFICACIÓN

Tabla guía a considerar en los costos del pozo

Mudanza. Transporte General. Misceláneos

Labor. Tasa diaria del Taladro.

Fluidos de perforación. Mantenimiento general

Mechas. Control direccional. Herramientas especiales

de fondo

Tubería de Revestimiento. Cementación. Tubería de

Completación y equipos involucrados

Registros Eléctricos. Cañoneo

Actividades complementarias (Núcleos, Pruebas, etc)

141


PLANIFICACIÓN

Existen varias modalidades de plasmar los costos

estimados del pozo, unos de ellos es un gráfico de barras y

otro un gráfico de torta, tal como los que se presentan a

continuación:

266,4

101,22

874,8

60,731

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Co

sto

s (

MM

Bs)

Costos Estimados LOC W-CJW-1

Tubería de producción,

Revestidores y Cementación

Cañoneo, Completación y

Perfiles

Equipo, Mudanza,

Transporte, Miscelaneos

Mechas, Control direccional,

Labor fac.

Fluidos

Perforar hoyo

desviado

(interm.)

21%

Bajar y

cementar

revestidor

intermedio

16%

Tapón de

cemento del

hoyo piloto

55%

Bajar forro

ranurado y

completación

8%

142


PLANIFICACIÓN

En cada una de las secciones del hoyo a perforar, el Ingeniero

de Diseño y/o Planificación debe estimar el tiempo de cada unas

de las actividades a cumplir en esa fase del pozo

Como reto, el Ingeniero debe tratar de mejorar el mejor tiempo

de los pozos vecinos, siempre y cuando ese tiempo no haya sido ya

considerado por la Gerencia como el tiempo óptimo de

operaciones.

Conocido por actividad y por sección este tiempo estimado, el

mismo debe mostrarse a través de un gráfico de Días vs

Profundidad, en el cual debe plotear diariamente el tiempo real

del pozo, a fin de hacer la comparación respectiva y poder realizar

las mejoras a que haya lugar

A continuación, se muestran gráficas de Tiempo Real (días) vs

Profundidad (pies) y de Tiempo Real y Tiempo Planificado (días)

vs Profundidad (pies)

143


PLANIFICACIÓN

Curva de Tiempo Estimado

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Días

Pro

fun

did

ad

(p

ies

)

B

A

C

D

EF

G H I J

A = Mudar y Vestir

B = Perforar hoyo 17 1/2” hasta 4500’

C = Bajar/Cementar Rev. 13 3/8”

D = Perforar hoyo 12 1/4” hasta 14585’

E = Bajar/Cementar Rev. 9 5/8”

F = Perforar hoyo 8 1/2” hasta 16345’

G = Registros

H = Bajar/Cementar Rev. 7”

I = Completación

J = Desvestir

Curva planificada de los Tiempos Reales por actividad

144


PLANIFICACIÓN

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

DÍAS

PR

OF

UN

DID

AD

ESTIMADO REAL

COMENTARIOS

1.- RETRASO DURANTE LA MUDANZA.

2.- FALLA EN EL KOOMEY.

PROBLEMAS CON LA SECCIÓN

"A".

3.- CAMBIO DE SARTA LISA A DIRECC.

INICIO KOP @ 5600'.

4.- PROBLEMAS CON SCR, BOMBAS.

5.- PROBLEMAS CON MWD.

6.- CAMBIO DE MECHA (TRIC. X PDC)

COMPLETACIÓN

REV. 9-5/8 @ 5600'

REV. 13-3/8 @ 1016'

1

2

3

4

56

MUDANZA

SECCIÓN

VERTICAL

KOP @ 5700

SECCIÓN DE

INCR. DE ÁNGULO

Comparación de Tiempo Real y Tiempo Planificado

145


PLANIFICACIÓN

Selección del Taladro Una vez realizada toda la Ingeniería de Diseño del

Pozo y la Planificación General del mismo, se procede

a seleccionar el taladro de acuerdo a las cargas a

manejar. así como otras consideraciones a tomar en

cuenta

Las empresas clasifican sus Taladros de acuerdo a

dichos parámetros y los mismos estarán adecuados a

realizar las operaciones y el manejo efectivo de todas la

equipos y herramientas, así como todo el diseño en

general del pozo

A continuación, se muestra una Tabla sobre los

diferentes Taladros existentes, así como una Tabla

referencial de los parámetros a considerar por el

Ingeniero de Planificación para una selección óptima

146

Clasificación de Taladros

Apoyados en el Fondo

Flotantes

Semisumergibles BarcosGabarras

autoportantes

PlataformasGabarras

sumergiblesJackups

AutocontenidosTender

(paquetes)

Convencionales Móviles

Ensamblables Autoportantes

InclinadosNormales

TierraAgua


PLANIFICACIÓN

147

TABLA DE CLASIFICACIÓN DE TALADROS

TIPOS A B C D E

PROFUNDIDAD (Pies)

CAPACIDAD CABRIA (Mlbs)

POTENCIA MALACATE (HP)

POTENCIA BOMBA (HP)

8000

500

400

800

< 500

5000

10000 - 12000

750

600 - 750

800 - 100

500 - 800

5000

CAPACIDAD TANQUE (Bls)

MÚLTIPLE ESTRANG. (LPC)

15000

1200

1500

1300

1200 - 1500

10000

20000

1600

2000

1500

1200 - 1500

10 - 15000

25000

2000

3000

1600

1200 - 1500

10000 - 15000

PLANIFICACIÓN


148


PLANIFICACIÓN

Contratos El marco de responsabilidad en el negocio de la

Perforación de un Pozo, involucra a terceros o empresas de

servicio que harán que durante la ejecución del pozo se

cumplan con todos los propósitos planificados

Para ello, existen modalidades de contratación a estas

empresas, las cuales generalmente aportan sus pericias

operacionales como elemento hacedor de las complejas y

riesgosas actividades

Con estas empresas, se conviene formalizar contratos de

servicios a través de modalidades que acuerdan cumplir con

cada una de las pautas allí plasmadas, a saber de alguna de

estas: servicio por pozo (taladro, personal y

mantenimiento), alianzas , llave en mano, servicio

integrado, etc

149

Tópico

Especial

(Perforación

Direccional, Horizontal

y Multilateral)

150


TÓPICO ESPECIAL

En el pasado la Perforación Direccional se utilizó para

solucionar problemas relacionados con herramientas o

equipos dejados dentro del hoyo, en mantener la

verticalidad del pozo o para la perforación de un pozo de

alivio.

Las técnicas de control direccional fueron mejorando y

hoy en día se cuenta con equipos especiales para

determinar con más exactitud los parámetros que requieren

de mayor vigilancia para lograr el objetivo propuesto

Además, se han desarrollado nuevas técnicas a fin de

atravesar el yacimiento en forma completamente horizontal

y dependiendo la configuración de las arenas en forma

multilateral

151


Podemos decir, que la perforación de un pozo desviado

soluciona varios problemas asociados a la superficie (ej:

edificaciones o lugares inaccesibles) y al subsuelo y

permite con excelente precisión llegar al target (objetivo)

planificado

TÓPICO ESPECIAL

152


La información a suministrar en esta fase del evento, la

clasificaremos por módulos y en él se mostrarán algunos

ejemplos:

Causas de la Perforación Desviada

Conceptos básicos

Herramientas utilizadas en la Perforación Direccional

Tipos de Pozos Direccionales

Métodos de Estudios Direccionales

Corrección Magnética

Diagrama de Vectores

Pozos Horizontales y Multilaterales

TÓPICO ESPECIAL

153


Causas de la Perforación Desviada Existen varias razones para perforar un pozo en

forma desviada, entre ellas se encuentran las siguientes:

Localizaciones inaccesibles

Domos de sal

Pozos de alivio (Relief well)

Side Track (Desviación corta)

Pozos con fallas

Pozos geotérmicos

Pozos de tierra a costa fuera

Pozos en forma agrupadas (clusters o

macollas)

Múltiples Pozos en una misma plataforma

Múltiplicidad de arenas

TÓPICO ESPECIAL

154


Domo de Sal

TÓPICO ESPECIAL

155


Formación con Falla

TÓPICO ESPECIAL

156


Conceptos Básicos Para un buen entendimiento de las operaciones desviadas, es

necesario tener un amplio conocimiento de los conceptos más

utilizados en esta actividad, a continuación algunos de ellos:

Punto de arranque (Kick off point)

Ángulo de inclinación o declinación

Profundidad Vertical Verdadera (TVD)

Profundidad Medida (MD)

Tasa de aumento y de disminución del ángulo

Sección de construcción, tangencial y de descenso

Desplazamiento horizontal

Coordenadas de superficie y de objetivo

Dirección del pozo

Rumbo y buzamiento de la estructura

Tolerancia del objetivo

Pata de perro (dog leg) y severidad del dog leg

Radio de curvatura

TÓPICO ESPECIAL

157


Pozo Desviado

TÓPICO ESPECIAL

158


SECTION DETAILS

Sec MD Inc Azi TVD +N/-S +E/-W DLeg TFace VSec Target

1 0.0 0.00 0.00 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.0 2 11510.0 0.00 0.00 11510.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.0 3 12471.5 25.00 57.38 12441.3 111.3 173.9 2.60 57.38 206.5 4 15576.1 25.00 57.38 15255.0 818.6 1279.0 0.00 57.38 1518.5 5 16274.5 50.00 57.38 15804.7 1045.9 1634.2 3.58 0.00 1940.3 6 17208.7 50.00 57.38 16405.0 1431.8 2237.2 0.00 0.00 2656.1 ENTRADA7 18227.8 50.00 57.38 17060.0 1852.6 2894.7 0.00 0.00 3436.8 FONDO

Vertical Section at 57.38° [ft]

Tru

e V

erti

cal

Dep

th [

ft]

0 1913 3826 5739 7652 9565 11478

11478

13391

15304

17217

REV. 9-5/8" @ 15576'

LINER 7" @ 17599' (TOPE B-4.4)

LINER 4-1/2" @ 18228'

K.O.P @ 11510'

West(-)/East(+) [1000ft/in]

South

(-)/

Nort

h(+

) [1

000ft

/in]

0 750 1500 2250 30000

750

1500

2250

FONDO

ENTRADA

CAMPO: CEUTALOC: W-DQD-2

POZO ALTAMENTE INCLINADOPLAN DIRECCIONAL

PLAN DIRECCIONAL (W-DQD-2 )

Created By: MARCOS FERNANDEZ\Date: 12/09/2001

Pozo altamente inclinado

TÓPICO ESPECIAL

159


Herramientas utilizadas

Existen tres tipos de herramientas clasificadas de la

siguiente manera:

Herramientas de deflexión

Mechas

Cucharas (recuperables o permanentes)

Camisas desviadas y substitutos desviados

Herramientas de medición

Totco

Single y Multi Shot

Giroscopio

MWD / LWD

Herramientas auxiliares

Barras o drillcollars y barra K-monel

Estabilizadores

Motores de fondo ó Turbinas

TÓPICO ESPECIAL

160


TÓPICO ESPECIAL

161


TÓPICO ESPECIAL

162


Equipos Mecha

Camisa Desviada

Estabilizadores

Motor de fondo

Barras

Tipos de Sarta Direccional

TÓPICO ESPECIAL

163


Tipos de Pozos Direccionales

Los tipos de pozos direccionales dependerán de las

razón o causa por la cual se decidió perforar

direccionalmente y de algunas condiciones de las

formaciones a atravesar, entre ellos están:

Tipo Slant o Tangencial

Tipo “S”

Tipo “S” Especial

Pozos Horizontales ó Pozos Multilaterales

Pozos desviados con un taladro inclinado

TÓPICO ESPECIAL

164


Métodos de Estudios Direccional

Con el fin de plotear la trayectoria de un pozo en el

plano vertical (de inclinación) y horizontal (de dirección),

es necesario seleccionar un Método de Estudio

Direccional

El basamento, es utilizar la información suministrada

por las herramientas de medición las cuales debemos

transformar en valores para los gráficos elaborados, estos

métodos son:

Método Tangencial

Método de Radio de Curvatura

Método de Angulo Promedio

Método de Curvatura Mínima

TÓPICO ESPECIAL

165


Corrección o Declinación Magnética

Obtenidos los valores de la dirección del pozo de las

herramientas de medición, es necesario a fin de poder

incorporarlas a los Métodos de Estudios Direccionales

corregidas por Norte Magnético, esto debido a que los

planos elaborados son polares o cartesianos y debemos

trabajar en esos mismos planos

Estas correcciones pudiesen ser:

Por el Este o a la Derecha

Por el Oeste o sea a la Izquierda (Caso Venezuela)

Así mismo existen lugares donde el Norte

Magnético y el Norte Verdadero coinciden

TÓPICO ESPECIAL

166


N

O E

S

θ : Ángulo de corrección magnética de la zona

Norte

MagnéticoNorte Real

_

_

+

+

θ

Corrección por el Este (Derecha)

TÓPICO ESPECIAL

167


N

O E

S

θ : Ángulo de corrección magnética de la zona

Norte

Magnético Norte Real

_

_

+

+

θ

Corrección por el Oeste (Izquierda)

TÓPICO ESPECIAL

168


Diagrama de Vectores A fin de poder orientar la cara de la herramienta (tool

face), es necesario tener un conocimiento de la zona

donde se perfora ó tener un mecanismo de orientación de

dicha cara al lugar donde a través de un diagrama de

vectores se defina

Este mecanismo nos da cual debe ser la posición ideal

de la herramienta que nos permita obtener al posesionarla

los valores de inclinación y orientación del pozo, todo esto

asociado con el diseño original

Es importante que existan de ser necesario

correcciones por torque reactivo, a fin de asegurarse que

la cara de la herramienta quede en el óptimo lugar para

obtener valores deseados

TÓPICO ESPECIAL

169


Pozos Horizontales La perforación horizontal, ha tomado un impresionante auge

en los últimos años en regiones productoras de todo el mundo

petrolero. En campos en Costafuera de Australia, del

Mediterráneo y del Mar del Norte, en Alaska y desde hace

algunos años en los países de Sur América

Bajo cierta condiciones favorables, la perforación horizontal

puede incrementar drásticamente la producción de yacimientos

heterogéneos verticalmente fracturados. Más aún, el índice de

recuperación aumenta tanto que ya es considerada por los

expertos como un medio de recuperación secundaria

Su inicio fue para los años de 1929, para los años de 1980

empresas trasnacionales como Texaco y Esso en Canadá, así

como la ELF de Francia, desarrollaron grandes progresos en

este tipo de tecnología. Para ese entonces, existían dificultades

en cuanto a: efectuar registros eléctricos, cortar núcleos, entre

otros

TÓPICO ESPECIAL

170


TIPO

DE POZO

TASA DE

AUMENTO

RADIO DE

CURVATURA

ALCANCE

HORIZONTAL

DIAMETRO

DEL HOYO

LARGO 2º a 6º/100` 1.000` 3.000` 3.281` 8 ½” - 12 ¼”

MEDIO 6º a 29º/100` 200`- 1.000´ 1.641` 6” – 8 ½”

CORTO 29 a 286º/100` 20`- 200` 656` 6”

Pozos Horizontales En la tabla anexa, se muestran los cuatro tipos de Pozos

Horizontales Básicos, los cuales su clasificación esta relacionada

con la tasa de aumento de ángulo, su radio de curvatura y con el

alcance horizontal, así mismo se muestra la recomendación del

tamaño de hoyo para su implementación:

TÓPICO ESPECIAL

171


Radio

Largo

Radio

Medio

Radio

Intermedio

Radio

Corto

2º - 6º / 100´

3000´ - 1000´ Rc

6 – 40º / 100´

1000´ - 140´ Rc

40º - 70º / 100´

140´ - 82´ Rc

70º - 150º / 100´

82´ - 40´ Rc

1500´- 4000´

2000´- 6000´

300´ - 3000´

300´- 1000´

Tipos de Pozos Horizontales

TÓPICO ESPECIAL

172


Pozos Multilaterales Esta técnica es una de las que representa

mayor complejidad en la Ingeniería de Diseño de

pozos desviados.

La experiencia en Venezuela a crecido con el

transcurso de los años con pozos que van de lo

menos a lo más complejos. Una de las empresas

con mayor valor agregado en estas prácticas

operacionales está en el Oriente del país

TÓPICO ESPECIAL

173

“ En tiempos de cambiosaquellos que aprenden continuamente heredan el futuro...

Los que consideranque ya todo lo han aprendido

se encontrarán equipadospara vivir en un mundo

que ya no existe ”

Eric Hoffer

Muchas Gracias

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