guía de diseño para el diseño de direccional_final

1. Objetivo

Actualmente la mayoría de los pozos perforados son direccionales. Por lo tanto, el objetivo de la presente guía es proporcionar los criterios básicos de diseño que permitirán al ingeniero optimizar la trayectoria del pozo para alcanzar el objetivo del mismo, en tiempo y forma, y a un costo mínimo.

2. Introducción

La ubicación natural de los yacimientos petroleros es generalmente muy caprichosa. En la mayoría de los casos, éstos se encuentran por debajo de áreas inaccesibles verticalmente (zonas urbanas, zonas restringidas ecológicamente como lagunas, ríos o pantanos y zonas montañosas). Consecuentemente, la forma más económica para explotar estos yacimientos es a través de pozos direccionales dirigidos desde una localización generalmente ubicada cientos de metros alejada del yacimiento. Por otro lado, el desarrollo de yacimientos marinos resultaría incosteable si no fuese posible perforar varios pozos direccionales desde una misma plataforma. Adicionalmente, solución de problemas mecánicos severos durante la perforación (pescados, colapsos de TRs, etc.) y reubicación de objetivos son económicamente factibles con la perforación direccional.

3. Conceptos Generales

Actualmente la perforación direccional es una práctica común utilizada para explotar yacimientos petroleros. Sin embargo, el conocimiento de esta técnica de perforación esta concentrado en muy pocos ingenieros de nuestras áreas de diseño y operación. Por lo tanto, es fundamental iniciar con el entendimiento de los conceptos básicos que sustentan esta práctica de perforación, los cuales

se describen a continuación y se muestran esquemáticamente en la Figura 1.

Un pozo direccional es aquel que se perfora a lo largo de una trayectoria planeada para atravesar el yacimiento en una posición predeterminada (objetivo), localizada a determinada distancia lateral de la localización superficial del equipo de perforación. Para alcanzar el objetivo es necesario tener control del ángulo y de la dirección del pozo, las cuales son referidas a los planos vertical (plano de inclinación) y horizontal (plano direccional), respectivamente.

Figura 1 Pozo direccional.Otros conceptos específicos son: Profundidad desarrollada (PD), que es la distancia medida a lo largo de la trayectoria real del pozo, desde el punto de referencia en la superficie, hasta el punto de registros direccionales. Esta profundidad siempre

Guía Práctica para el Diseño de la Perforación Direccional y Control de la Desviación

N

S

EW

ObjetivoPlano direccional

Plano de inclinación

Pro

fun

did

ad

Ve

rtic

al

(PV

)

Ángulo deinclinación

Ángulo dedirección

Trayectoria del pozo o

profundidad medida (PM)

KOP

Yacimiento

N

S

EW

ObjetivoPlano direccional

Plano de inclinación

Pro

fun

did

ad

Ve

rtic

al

(PV

)

Ángulo deinclinación

Ángulo dedirección

Trayectoria del pozo o

profundidad medida (PM)

KOP

Yacimiento

Guía Práctica para el Diseño de la Perforación Direccional 2

se conoce, ya sea contando la tubería o por el contador de profundidad de la línea de acero. La Profundidad vertical verdadera (PVV), es la distancia vertical desde el nivel de referencia de profundidad, hasta un punto en la trayectoria del pozo. Este es normalmente un valor calculado. Inclinación, es el ángulo (en grados) entre la vertical local, dada por el vector local de gravedad como lo indica una plomada, y la tangente al eje del pozo en un punto determinado. Por convención, 0° corresponde a la vertical y 90° a la horizontal. Desplazamiento Horizontal (HD), es la distancia total y lineal, en el plano horizontal, del conductor del pozo al objetivo del mismo.Azimuth (Dirección del pozo), el azimuth de un pozo en un punto determinado, es la dirección del pozo sobre el plano horizontal, medido como un ángulo en sentido de las manecillas del reloj, a partir del Norte de referencia. Esta referencia puede ser el Norte Verdadero, el Magnético o el de Mapa. Pata de perro (Dog leg), es la curvatura total del pozo (la combinación de cambios en inclinación y dirección) entre dos estaciones de registros direccionales. La pata de perro se mide en grados. Severidad de la pata de perro, es la magnitud de la pata de perro, referida a un intervalo estándar (por convención se ha establecido de 100 piés o 30 metros). La severidad se reporta en grados por cada 100 pies o grados por cada 30 metros. Es conveniente mantener las severidades tan bajas como sea posible en la perforación convencional (menos de 3 o 4°/100 pies). Las severidades altas pueden provocar problemas en el pozo tales como ojos de llave, atrapamientos de tubería o desgaste de la misma o de la tubería de revestimiento.Norte magnético, Es la dirección de la componente horizontal del campo magnético terrestre en un punto seleccionado sobre la superficie de la Tierra.Lado alto del pozo, es el lado del pozo directamente opuesto a la fuerza de gravedad. El punto que representa el lado alto es importante para la orientación de la cara de la herramienta. Es importante notar que a una inclinación de 0° no existe lado alto. En este caso, los lados del pozo o de la herramienta de registros direccionales son paralelos al vector de gravedad y no existe un punto de intersección desde el cual se pueda definir un lado alto. Otro concepto importante es que sin inclinación (0°), el pozo no tiene dirección horizontal. Es decir, el eje del pozo se representaría como un punto y no como una línea sobre el plano horizontal.

Herramienta (de fondo), cualquier elemento o dispositivo que se incluya en el aparejo de perforación y se corra dentro del pozo. Los motores de fondo, las camisas MWD, las herramientas de registros direccionales, etc., son ejemplos de herramientas de fondo.

Cara de la herramienta (Toolface), el término se usa en relación a las herramientas desviadoras o a los motores dirigibles y se puede expresar en dos formas: Física. El lugar sobre una herramienta

desviadora, señalado comúnmente con una línea de marca, que se posiciona hacia una orientación determinada mientras se perfora, para determinar el curso futuro del pozo.

Conceptual. En el pozo, el término “cara de la herramienta (toolface)” es a menudo utilizado como frase corta para referirse a la orientación de la misma (orientation toolface). Por ejemplo, “cara de la herramienta (toolface)” puede ser la orientación del sustituto de navegación de un motor dirigible, expresada como una dirección desde el Norte o desde la boca del pozo.

Orientación de la cara de la herramienta, como ya se mencionó, es la medida angular de la cara de una herramienta flexionada con respecto al lado alto del pozo o al Norte.

4. Metodología práctica de diseño de la perforación direccional

La metodología propuesta en esta guía establece que, una vez que se cuenta con la información necesaria, se debe realizar el diseño, y posteriormente la evaluación de la trayectoria direccional del pozo. Esto quiere decir que no se debe concretar únicamente a diseñar las trayectorias dentro del proceso de planeación de la perforación de un pozo, sino que además, debe verificar durante la perforación del pozo, la trayectoria diseñada, y en su caso, si es necesario, corregirla. Además una vez perforado el pozo, se debe realizar un análisis para obtener la trayectoria real del pozo perforado, y utilizar esta información como retroalimentación para el desarrollo de futuros pozos.Por tanto, la metodología se resume en los siguientes puntos:

1. Recopilación de Información2. Determinación de la Trayectoria3. Evaluación de la Trayectoria


4. Control de la Trayectoria

4.1 Recopilación de InformaciónLa información es fundamental para la planeación y diseño de la perforación de pozos. En este punto hay necesidad de recurrir a las diferentes fuentes para conseguir los datos necesarios para aplicar los procedimientos de diseño. Básicamente, la información se obtiene: del programa inicial de perforación, de propuestas de compañías, de programas de ingeniería y expedientes de pozos. En los siguientes puntos se definen los datos necesarios1 para aplicar el proceso de determinación y evaluación de la trayectoria de un pozo:

Localización del equipo. Coordenadas del objetivo. Columna geológica programada. Características de la formación. Dirección del mínimo esfuerzo en la

formación. Desplazamiento horizontal que existe

desde el equipo hasta el objetivo. Profundidad de inicio de desviación. Profundidad vertical del objetivo. Ritmo de incremento de ángulo

(severidad). Tipo de trayectoria. Columna geológica a atravesar

dependiendo del tipo de trayectoria. Programas de cómputo con que se

cuenta para la simulación.

4.2 Determinación de la TrayectoriaEl primer paso en la planeación de cualquier pozo direccional es determinar la trayectoria del pozo que permita intersectar el, o los objetivos programados2. Para este caso es importante tener en consideración las restricciones geológicas y económicas del pozo a ser perforado.Por lo tanto 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.

A continuación se describen los pasos generales a seguir para el diseño de la trayectoria, el cual involucra pozos exploratorios y de desarrollo.

a) Determinar la trayectoria del pozo en el plano horizontal.

b) Determinar la trayectoria del pozo en el plano vertical.

c) Para pozos ubicados en una plataforma marina ó en una macropera, realizar una análisis anticolisión entre el pozo en planeación y los pozos cercanos.

d) Obtener Trayectoria VS. Profundidad

En la siguiente sección se describen los tipos de trayectorias que se pueden seleccionar para el diseño de un pozo direccional.

4.2.1 Trayectoria Incrementar-Mantener (Slant)

La trayectoria tipo “Slant” consta de una sección vertical, seguida de una sección curva donde el ángulo de inclinación se incrementa hasta alcanzar el valor deseado, el cual es mantenido (sección tangente o sección de mantener) hasta alcanzar el objetivo. La trayectoria tipo “Slant” se ilustra en la Figura 2.

Figura 2. Trayectoria Incrementar-Mantener (tipo “Slant”).

En el Apéndice B.1 se muestran los cálculos correspondientes para el diseño de la trayectoria tipo “Slant”.

4.2.2 Trayectoria Incrementar-Mantener-Disminuir (Tipo S)La trayectoria tipo “S” esta formada por una sección vertical, seguida por un ángulo de inclinación que se incrementa hasta alcanzar el valor deseado, luego se tiene una sección recta (sección tangente o sección de mantener) y por último se tiene una sección en la que se disminuye el ángulo para entrar verticalmente al objetivo. Esta trayectoria se ilustra en la Figura 3.


Figura 3 Trayectoria Incrementar-Mantener-Disminuir (tipo “S”).

En el Apéndice B.2 se muestran los cálculos correspondientes para el diseño de la trayectoria tipo “S”.

4.2.3 Trayectoria Incrementar-Mantener-Disminuir y/o Mantener (Tipo “S” modificada)La trayectoria tipo “S” modificada esta conformada por una sección vertical, un ángulo de inclinación que se incrementa hasta alcanzar el valor deseado, a continuación se tiene una sección recta (sección tangente o sección de mantener), seguida de una sección en la que se disminuye el ángulo parcialmente (menor al ángulo de incrementar) y por último se tiene una sección tangente o sección de mantener con cual se logra entrar de forma inclinada al objetivo. Esta trayectoria se ilustra en la Figura 4.

Figura 4 Trayectoria Incrementar-Mantener-Disminuir y/o Mantener (tipo “S” modificada).

En el Apéndice B.3 se presentan los cálculos correspondientes para el diseño de la trayectoria tipo “S” modificada.

4.2.4 Trayectoria de Incremento continuoLa trayectoria de incremento continuo consiste de una sección vertical, continúa con un ángulo de inclinación el cual se incrementa hasta alcanzar el objetivo. La trayectoria de incremento continuo se ilustra en la Figura 5.

D1

x2

I1

R1

2 D

OBJETIVO

Figura 5 Trayectoria de Incremento continuo.

Finalmente, en el Apéndice B.4 se muestran los cálculos correspondientes para el diseño de la trayectoria de incremento continuo.

En la siguiente tabla se resumen las principales características de cada trayectoria descrita.

Tipo de Trayectoria

Características principales

Observaciones

AIncrementar y mantener

(Slant)

Atraviesa el objetivo a un

ángulo igual al máximo

desarrollado

Requiere el menor ángulo de inclinación

para alcanzar el objetivo

B

Incrementar, mantener y disminuir (tipo S)

Atraviesa el objetivo en

forma vertical

Requiere mas ángulo que A y

C

C Incrementar-mantener,

disminuir y/o

Atraviesa el objetivo a un

ángulo menor al

Requiere mas ángulo que A

D1

D2

D3

D4

x2

x3

x4

R1 + R2 < x4

D1

D 2

D3

D4

x2

x3

x4

R1

R1 + R2 > x4

R1

OBJETIVO

R2

OBJETIVO

R2

R1 + R2 < x5

OBJETIVO

D1

D2D3D5

D4

D6

x2

x3

x4

x5

x6

R2

´

´

´

OBJETIVO

D1

D2

D3D5

D4D6

x2

x3

x4

x5

x6

R2

´

R1 + R2 > x5

´

R1

R1


mantener (Tipo S

modificada)

máximo desarrollado

DIncremento

continuo

El ángulo continua

incrementando al atravesar el

objetivo

Requiere más ángulo que A,

B y C para alcanzar el

objetivo

Tabla 1. Tipo y características de trayectorias.4.2.5 Selección de la TrayectoriaPara la planeación de un pozo direccional se requiere conocer con anticipación: la profundidad vertical total (PVT), las dimensiones del objetivo y el desplazamiento horizontal (dh). Adicionalmente, se debe considerar un ritmo de inclinación (ri) y la profundidad del inicio de la desviación KOP (kickoff point) recomendados. En base a esta información y a las características geológicas de las formaciones a ser atravesadas, se selecciona la trayectoria optima que permita alcanzar el objetivo en tiempo y forma. Para esto se propone seguir el siguiente procedimiento, el cual se ilustra en la Figura 6:

1.- Obtener las coordenadas del equipo, coordenadas del objetivo, columna geológica programada y características de la formación.2.- Si se tiene definido el punto de inicio de desviación (KOP), continuar en 3, sino:

2.1.- Ubicar el KOP entre 15 y 50 m por debajo de la tubería de revestimiento superficial.2.2.- Si la formación donde se ubicó el KOP es de dureza media, continuar en 3, sino:2.2.1.- Profundizar hasta encontrar una formación de dureza media y ubicar en esa formación el KOP.

Figura 6 Procedimiento para Selección de la Trayectoria

INICIO

NO

NO NO

SI

SI

NO

SI

SI

NO

FIN

NO

SI

SI SI

NO

OBTENER COORD. EQUIPO

COOR. OBJETIV O CO. GEOL. PROG.

CARACT. FORMACIÓN

SE TIENE DEFINIDO

EL KOP

UBICAR EL KOP, ENTRE 15 Y 50 m

POR DEBAJO DE LA T.R. SUPERFICIAL

FORMACIÓN ES DE DUREZA

MEDIA

CONSIDERAR LA COLUMNA GEOLOGICA E INICIAR LA

DEVIACIÓN HASTA ENCONTRAR UNA FORMACIÓN DE DUREZA

MEDIA

EL KOP ES PROFUNDO

(>300 m)

DEFINIDO ÁNGULO

DE ENTRADA AL OBJETIVO

CONSIDERAR ÁNGULO DE ENTRADA A OBJETIVO EN BAE DE LA

FORMACIÓN,ESPESOR Y CAPACIDAD DE HTTA. DE DESVIACIÓN, OBTENIDAS A

PARTIR DE DATOS DE POZOS DE CORRRELACIÓN.

DESPLAZAMIENTO LATERAL ES

CORTO (<500 m)

ES MAYOR A 15°

DESPLAZAMIENTO ES LARGO

(<500 m)

UTILIZAR TRAYECTORIA INCREMENTO

CONTINUO

UTILIZAR TRAYECTORIA INCREMENTAR

MANTENER (SLANT)

UTILIZAR TRAYECTORIA INCREMENTAR-

MANTENER- DISMINUIR (“S”)

UTILIZAR TRAYECTORIA INCREMENTAR-

MANTENER- DISMINUIR PARCIALMENTE MANTENER (“S” MODIFICADA)

TRAYECTORIA DEL POZO


3.- Si el KOP es profundo (mayor de 3000 m), continuar en 4, sino, evaluar:

3.1.- Si se tiene definido el ángulo de entrada al objetivo, continuar en 3.2, sino:3.1.1.- Considerar el ángulo de entrada al objetivo de acuerdo a características y espesor de la formación, y capacidad de herramientas de desviación, obtenidas a partir de pozos de correlación.3.2.- Si el ángulo de entrada al objetivo es mayor de 15°, continuar en 3.5, sino, evaluar:3.3.- Si el desplazamiento es largo (D3<X3<2D3), continuar en el punto 3.4, sino:3.3.1.- Utilizar trayectoria Incrementar-Mantener-Disminuir Parcialmente-Mantener (Proceso 1.2.4) y continuar en el punto 6.3.4.- Utilizar trayectoria Incrementar-Mantener-Disminuir y continuar en 6.3.5.- Utilizar la trayectoria de Incrementar-Mantener y continuar en 6.

4.- Si el desplazamiento lateral es corto (menor de 500 m), continuar en 5, sino:

4.1.- Utilizar la trayectoria de Incrementar-Mantener y continuar en 6.

5.- Utilizar la trayectoria de Incremento Continuo.6.- Obtener la trayectoria vertical del pozo.

Una vez seleccionada la trayectoria se debe calcular el máximo ángulo de inclinación () y la profundidad total medida (PTM), como se indica en el Apéndice B, para los diferentes tipos de trayectorias descritos. El ritmo de inclinación y la profundidad del inicio de la desviación se debe modificar hasta obtener una inclinación máxima recomendada.

4.3 Evaluación de la Trayectoria2

4.3.1. Datos e información requeridaPara elaborar el cálculo del proyecto direccional se deberá contar con los siguientes datos:

Coordenadas del conductor (Xc, Yc) Coordenadas del objetivo (Xo, Yo) Profundidad vertical del objetivo.

Con esta información preliminar es posible determinar las siguientes incógnitas:

Desplazamiento horizontal Rumbo Ángulo máximo.

4.3.2. Métodos de cálculoEl método normal para determinar la trayectoria de un pozo es establecer las coordenadas, utilizando algún tipo de instrumento de medición, para determinar la inclinación y la dirección a diferentes profundidades (estaciones) y con esto, calcular la trayectoria. Es muy importante saber que los valores de inclinación y dirección pueden ser obtenidos a profundidades preseleccionadas.

Figura 7 Vista tridimensional de un pozo mostrando las componentes X, Y y Z de la trayectoria.

La Figura 7 muestra parte de una trayectoria en la cual se han tomado registros direccionales en las estaciones A2, A3 y A4. En cada estación se miden los ángulos de inclinación y de dirección, así como la distancia entre estaciones.

M2 M3 M2

Coordenada Este Total

Coordenada Sur

Total

L4L3

L2

A1

Tramo o Sección

DM

2D3

Angulo de InclinaciónEn A2

A2

Dirección del

Objetivo

Angulo deDesv iación

A1

Angulo de inclinación en A4

Desplazamiento Total

D4

A3

DM

4

Angulo de Inclinación A3

Angulo de Dirección en A4

DM

42D2



N

EO

S

M2 M3 M2


Coordenada Sur

Total

L4L3

L2

A1

Tramo o Sección

DM

2D3


A2

Dirección del

Objetivo


A1



D4

A3

DM

4



DM

42D2



N

EO

S

M2 M3 M2


Coordenada Sur

Total

L4L3

L2

A1

Tramo o Sección

DM

2D3


A2

Dirección del

Objetivo


A1



D4

A3

DM

4



DM

42D2



N

EO

S

N

EO

S


Existen diversos métodos de cálculo para determinar la trayectoria del agujero, de entre los cuales tenemos:

1. Método Tangencial.- Considera líneas rectas entre estaciones.

2. Método de Angulo Promedio.- Considera un promedio de líneas para diferentes ángulos, que unen a las estaciones.

3. Método de Radio de Curvatura.- Considera una línea curva suavizada para unir a las estaciones.

4. Método de Mínima Curvatura.- Considera una línea curva suavizada con un factor de severidad a la desviación, o conocido también como factor a la “pata de perro”.

La principal diferencia entre dichos métodos es que un grupo utiliza aproximaciones de línea recta y el otro supone que el pozo es una curva y se aproxima con segmentos de curvas. De estos cuatro métodos, el de Radio de curvatura y el de Mínima Curvatura, han mostrado ser los más precisos, y por tanto, los que han sido utilizados con mayor frecuencia.

4.3.2.1 Método de Radio de Curvatura3

En el método del radio de curvatura se utilizan los ángulos medidos en las dos estaciones de registro consecutivas, generando una curva espacial con la cual se representa la trayectoria que describe el pozo. Se asume que el curso del agujero representa la trayectoria de una curva suave que pasa a través de las estaciones de registro, representada por una serie de segmentos circulares o esféricos. El procedimiento que se aplica en este caso es:

a) Obtener los ángulos medidos en las dos estaciones de registro.

b) Para cada punto de interés (No. de estaciones), obtener:

b.1) El radio de curvatura vertical (RCV) del segmento, en (m), con la ecuación 1.

(1)

Donde DMi es la distancia perforada del segmento i, en (m); i es el ángulo de inclinación en la estación i, (º), y i-1 es el ángulo de inclinación en la estación i-1, en (º).

b.2) El radio de curvatura horizontal (RCH) del segmento, en (m), con la ecuación 2.

(2)

(2a)

b.3) El desplazamiento coordenado Norte/Sur (Li, en (m)) al final del segmento con las siguientes ecuaciones:

(3)

b.4) El desplazamiento coordenado Este/Oeste (Mi, en (m)) al final del segmento con las ecuación 4:

(4)

b.5) La profundidad vertical del segmento (Di, en (m)) con:

(5)

c) Tomar otra estación y repetir la secuencia de cálculos.

d) Obtener la trayectoria real VS. Profundidad, a partir de las siguientes expresiones:

(6)

(7)

(8)

4.3.2.2 Método de Curvatura MínimaEl método de curvatura mínima utiliza los ángulos en A1 y A2, y supone un pozo curvado sobre el tramo o sección D2 y no en línea recta, tal como se muestra en la Figura 8. El método de la mínima curvatura utiliza los ángulos obtenidos en dos estaciones de registro consecutivas. El método considera un plano oblicuo, con el cual describe una trayectoria de arco circular suave con el cual se representa el curso del pozo.

Q

O

/2

/2

1

B

A1

A2

Q

O

/2

/2

1

B

A1

A2

Q

O

/2

/2

1

B

A1

A2


Figura 8 Representación del factor de relación de mínima curvatura, F.

De esta manera se asume que la trayectoria del pozo queda conformada por arcos circulares suaves que unen a cada una de las estaciones de registro. El método considera un plano oblicuo, con el cual describe una trayectoria de arco circular suave con el cual se representa el curso del pozo. El procedimiento a seguir se enuncia a continuación:

a) Obtener los ángulos obtenidos en las dos estaciones de registro consecutivas.

b) Para cada punto de interés (No. de estaciones), obtener:

b.1) El ángulo máximo de desviación del segmento

(9)

Donde i es el ángulo máximo de desviación del segmento i, (º).

b.2) El factor de relación entre la sección recta y la sección curva (Fi (adim)).

(10)

b.3) El desplazamiento coordenado Norte/Sur al final del segmento.

(11)

b.4) El desplazamiento coordenado Este/Oeste al final del segmento con la ecuación 12 :

(12)

b.5) La profundidad vertical del segmento, con la siguiente expresión:

(13)

c) Tomar otra estación y repetir la secuencia de cálculos.

d) Obtener la trayectoria real VS. Profundidad, con las siguientes expresiones:

(14)

(15)

(16)

4.4 Control de la Trayectoria3

En esta sección se describen los dispositivos para medición de la trayectoria, las herramientas y/o equipo para la desviación, y los aparejos de fondo recomendados para el control de la desviación.

4.4.1 Dispositivos para medición de la trayectoria.La trayectoria real de un pozo se determina midiendo la inclinación y la dirección a varias profundidades, y aplicando posteriormente esta información a uno de los métodos de cálculo presentados en la sección anterior. Esto se realiza principalmente para orientar de manera adecuada el equipo desviador, ya sea una cuchara, la tobera de una barrena de chorro, un estabilizador con excentricidad, un codo desviador o un bent housing.Anteriormente, la inclinación y dirección se determinaban con herramientas magnéticas y giroscópicas (single o multishot).Debido al desarrollo de la tecnología de telemetría, actualmente existen otras maneras de medir la dirección, la inclinación y la cara de la herramienta, tales como arreglos de magnetómetros y acelerómetros. La energía puede ser proporcionada por baterías, cable conductor o por un generador accionado por el fluido de perforación. Si la herramienta de medición es colocada en el aparejo de fondo, cerca de la barrena, y las mediciones son tomadas durante la perforación, a ésta se le llama: herramienta de medición durante la perforación o MWD (Measurement While Drilling). Los instrumentos más utilizados en la actualidad para obtener la inclinación y el rumbo de un pozo son: Instrumentos giroscópicos Herramienta de orientación direccional Sistemas MWD.

El intervalo de registro se ha estandarizado, considerándose que es recomendable registrar a cada 30 metros de agujero desviado.


4.4.1.1 Instrumentos GiroscópicosEstos instrumentos no requieren del uso de un lastrabarrenas antimagnético, ya que un giroscopio toma el lugar de la brújula magnética.Ya sea desde superficie o mediante un sistema de encendido automático, el giroscopio se pone en funcionamiento a unas 40,000 o 60,000 rpm. Esta operación genera un campo magnético que elimina el efecto del campo magnético terrestre, permitiendo registrar el norte verdadero.Para la interpretación del registro se utiliza un lector que amplifica la fotografía; la pantalla del visor puede ser colocada de tal manera que la línea norte-sur pueda ponerse sobre la manecilla indicadora del norte en la fotografía. De esta manera, es posible leer directamente el rumbo verdadero en la circunferencia del lector e inspeccionar en forma precisa el grado de inclinación del agujero.

4.4.1.2 Herramientas de orientación direccionalEste tipo de herramientas fueron utilizadas ampliamente en Petróleos Mexicanos en años pasados. Constan de una probeta con equipo electrónico, la cual se adapta a una varilla con “pata de mula”, la cual se asienta en la base correspondiente del orientador.

4.4.1.3 Sistemas MWDDesde hace algunas décadas, las compañías buscaron la manera de registrar las formaciones durante la perforación, aunque tecnológicamente era muy difícil fabricar herramientas que pudieran contrarrestar las difíciles condiciones de fondo y transmitir información confiable. Diferentes métodos de transmisión fueron utilizados: electromagnéticos, acústicos, de pulsos, de modulación de pulsos, o cable y tubería. De todos los métodos de transmisión, los de pulsos de presión y los de modulación de pulsos han evolucionado a sistemas comerciales actualmente utilizados por la comunidad de perforación direccional. Los dos sistemas MWD más comunes son el sistema de pulsos de presión y el de transmisión de pulsos modulados de presión. El sistema MWD utiliza pulsos para transmitir la información de la herramienta a la superficie en forma digital (binaria). Estos pulsos son convertidos en energía eléctrica por medio de un transductor en superficie, los cuales son decodificados por una computadora.Existen diversas compañías que proporcionan este servicio a la industria petrolera en todo el mundo,

siendo los sistemas más utilizados en la actualidad para el control direccional de los pozos.

4.4.2 Herramientas y/o equipo de desviaciónPara la perforación direccional es sumamente importante contar con las herramientas desviadoras adecuadas, así como con las barrenas, herramientas auxiliares y la instrumentación apropiadas. Las herramientas desviadoras son el medio para iniciar o corregir la deflexión de la trayectoria del pozo. Podemos clasificar a las herramientas en tres grupos:

o Desviadores de paredo Barrenas de Chorroo Motor de Fondo

La apertura de la llamada ventana (KOP), resulta una etapa crítica durante la perforación de un pozo direccional, ya que un inicio correcto de la desviación dará la pauta para lograr un desarrollo satisfactorio de la trayectoria.La perforación direccional ha ido evolucionando, y con ello, las herramientas desviadoras han sufrido cambios en su diseño. Actualmente, en la perforación de pozos direccionales las herramientas más utilizadas son los motores de fondo dirigibles o geonavegables.A continuación se presentan las principales características de estas herramientas.

4.4.2.1 Desviador de paredActualmente estas herramientas son utilizadas comúnmente en pozos multilaterales y pueden ser de tipo recuperable o permanente.Desviador de pared recuperable. Constan de una cuña larga invertida de acero, cóncava, con el lado interior acanalado para guiar la barrena hacia el rumbo de inicio de desviación. Los ángulos para los cuales están diseñados estos desviadores, varían entre 1 y 5 grados; en su parte inferior tienen una especie de punta de cincel para evitar que giren cuando la barrena está trabajando. En la parte superior de la barrena, se instala un lastrabarrena o porta barrena, el cual permite recuperar el desviador (Figura 9).Desviador de pared permanente. Estos desviadores se colocan en agujeros ademados (donde existan obstrucciones por colapso de la T.R.) o en agujeros descubiertos que contengan un medio donde asentarlo (un tapón de apoyo 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.

Figura 9 Desviador de pared

4.4.2.2 Barrena de chorroEste barrena era utilizada para desviar en formaciones suaves, aunque con resultados erráticos y generando patas de perro severas. Una barrena convencional puede ser utilizada para desviar pozos en el tipo de formaciones mencionado. Esto se logra taponando dos de las toberas y dejando las tercera sin tobera o con una de diámetro muy grande. Esta última se orienta en la dirección a la cual se desea desviar, después se ponen en funcionamiento las bombas, moviendo hacia arriba y hacia abajo la tubería de perforación; la acción del chorro deslava materialmente a la formación. Una vez fijado el curso apropiado, se gira la sarta y la barrena tiende a seguir el camino de menor resistencia formado por la sección deslavada (Figura 10).

Figura 10 Barrena de chorro4.4.2.3 Motores de fondoLos motores de fondo constituyen el desarrollo más avanzado en herramientas desviadoras. Son operados hidráulicamente por medio del lodo de perforación bombeado desde la superficie a través de la tubería de perforación. Entre las principales ventajas proporcionadas por el empleo de los motores de fondo podemos mencionar las siguientes: Proporcionan un mejor control de la desviación. Posibilidad de desviar en cualquier punto de la

trayectoria de un pozo. Ayudan a reducir la fatiga de la tubería de

perforación. Pueden proporcionar mayor velocidad de

rotación en la barrena. Generan arcos de curvatura suaves durante la

perforación. Se pueden obtener mejores ritmos de

penetración.

Analizando las ventajas anteriores podemos concluir que el uso de motores de fondo, reduce los riesgos de pescados, optimiza la perforación y en consecuencia, disminuye los costos totales de perforación.Cabe aclarar que el motor de fondo no realiza la desviación por si solo, requiere del empleo de un codo desviador (bent sub). El ángulo del codo es el que determina la severidad en el cambio de ángulo (ver Figura 11).


Figura 11 Codo desviador – Motor rígido.

Los motores de fondo pueden trabajar (en la mayoría de los casos) con cualquier tipo de fluido de perforación (base agua o aceite), lodos con aditivos e incluso con materiales obturantes, aunque los fluidos con alto contenido de sólidos reducen en forma significativa la vida de la herramienta. El contenido de gas o aire en el fluido pueden provocar daños por cavitación en el hule del estator.El tipo y diámetro del motor a utilizar depende de los siguientes factores: Diámetro del agujero. Programa hidráulico. Ángulo del agujero al comenzar la operación de

desviación. Accesorios (estabilizadores, lastrabarrenas,

codos, etc.).La vida útil del motor depende en gran medida de las siguientes condiciones: Tipo de fluido. Altas temperaturas. Caídas de presión en el motor. Peso sobre barrena. Tipo de formación.Los motores de fondo pueden ser de turbina o helicoidales. En la Figura 12 se muestra un diagrama de un motor dirigible, el cual es la herramienta más utilizada para perforar pozos direccionales y se caracteriza por tener la versatilidad de poder perforar tanto en el modo rotatorio, como deslizando.

Figura 12 Arreglo de un motor dirigible.

Estos aparejos evitan la necesidad que se tenía en el pasado de realizar viajes con la tubería para cambiar los aparejos de fondo. En la Figura 13 se muestra una sección transversal de un motor de fondo. Ambos motores pueden dividirse en los siguientes componentes: conjunto de válvula de descarga o de paso, conjunto de etapas (rotor-estator, hélices parciales), conjunto de conexión, conjunto de cojinetes y flecha impulsora, unión sustituta de rotación para barrena.

4.4.2.4 Codos desviadores y Juntas articuladasEstos elementos se corren generalmente con un motor de fondo. Los codos desviadores se colocan en la parte superior de un motor de fondo y son elementos de tubería de doble piñón, el cual se conecta de manera normal a la sarta a través de su extremo superior y el extremo inferior está maquinado con un ángulo de desviación fuera del eje del cuerpo. Estos elementos le proporcionan un ángulo a la sarta para poder perforar, generalmente a bajos ritmos de incremento. Solo pueden ser utilizados en el modo sin rotar (deslizando).


Figura 13 Sección transversal de un motor de fondo

Respecto a la junta articulada, a esta se le conoce también como unión articulada o rodilla mecánica. Este conjunto se basa en el principio de la unión universal y la parte inferior puede girarse a un cierto ángulo de inclinación.

4.4.2.5 Perforación direccional con Motor de FondoPara la perforación direccional con motor de fondo se pueden utilizar básicamente dos tipos de arreglos :

o Sarta orientadao Sarta navegable

4.4.3. Aparejos de FondoLa tendencia de desviación de los pozos es función de las características de la formación, de las condiciones de operación, así como de las características de posición y construcción de estabilizadores y lastrabarrenas. Por esto la selección de los ensambles de fondo es de gran importancia para el éxito del proyecto direccional. Para comprender las bases del análisis de fuerzas que actúan en la perforación direccional, así como los arreglos de ensambles de fondo, comúnmente usados para incrementar, reducir o mantener el ángulo de inclinación, se puede consultar la “Guía Práctica para el Diseño de Sartas de Perforación”4.

5. Recomendaciones Prácticas

A continuación se enuncian algunas recomendaciones prácticas encaminadas a reducir los riesgos operativos durante la perforación de un proyecto direccional.

5.1 CostosComo regla de campo, el costo de un pozo direccional es de 1.5 a 1.75 veces el costo de un pozo vertical. Por lo que es recomendable una apropiada planeación y comunicación para reducir los costos. También es conveniente considerar grandes o diversos objetivos para reducir el costo total de la perforación de pozos5.

5.2 TorqueEn la perforación direccional el torque impuesto a la sarta de perforación se incrementará intrínsecamente debido a la severidad de la “pata

de perro”, la posible formación de ojos de llave y al probable embolamiento de los estabilizadores. Para esto se recomienda emplear tubería Extra-Pesada (HWDP), mantener al mínimo la severidad de la “pata de perro”, y mantener las propiedades del fluido de perforación (densidad y viscosidad, principalmente) 5.

5.3 ArrastreEl arrastre de la sarta de perforación se puede reducir al mínimo cuando se garantiza una limpieza apropiada del agujero.Se recomienda además, hacer viajes cortos de la sarta para reducir el arrastre total5.

5.4 Generación de “Ojos de Llave”Este problema se presenta principalmente en formaciones suaves, por lo que es conveniente mantener al mínimo las “patas de perro”, y emplear escariadores5.

5.5 Pegadura de paredGeneralmente se presenta cuando la sarta de perforación esta estacionaria durante la desviación del pozo y el motor de fondo trabajando. En este caso es conveniente adicionar un lubricante al sistema del lodo, así como utilizar HW, para reducir el área de contacto. Por otro lado en el programa de asentamientos de tuberías de revestimiento, se debe considerar reducir, en lo posible, la longitud de la sección de agujero descubierto, para disminuir el riesgo de pegaduras5.

5.6 HidráulicaDurante la construcción del ángulo se observa comúnmente, que la eficiencia de la limpieza de recortes se reduce, generando una cama de recortes en la parte inferior del agujero.Se recomienda rotar la sarta durante intervalos cortos de tiempo (si se perfora con motor de fondo), efectuar viajes cortos, y utilizar baches pesados de barrido. Para esta última recomendación es necesario asegurarse que la densidad equivalente de circulación (DEC) no rebase el gradiente de fractura6.Para mayor referencia sobre este punto, se sugiere consultar la “Guía de Diseño Práctico para la Hidráulica en la Perforación de Pozos”.

Nomenclatura

An =

Di= Profundidad vertical de segmento,

(m)


DMi= Distancia perforada del segmento

i, (m)Fi = Factor de relación entre sección

recta y sección curva,

Li= Desplazamiento coordenado

Norte/Sur, (m)

Ln= Coordenada total Norte/Sur, (m)

Mi= Desplazamiento coordenado

Este/Oeste, (m)

Mn= Coordenada total Este/Oeste, (m)

RCV = Radio de curvatura vertical del segmento, (m)

RCH = Radio de curvatura horizontal del segmento,(m).

Letras Griegas

i = Águlo de inclinación en la estación i, (°)

i= Ángulo de dirección en la estación

i, (°)

i –1= Ángulo de dirección en la estación

i-1, (°)i-1 = Águlo de inclinación en la

estación i-1, (º).i = Ángulo máximo de desviación del

segmento i, (°)

Referencias

1. Procedimientos para el Diseño de la Perforación de Pozos, 1a. Fase, Proyecto PEMEX-IMP, Diciembre, 1999.

2. Bourgoyne Jr., A. T., Chenevert, M. E., Millheim, K. K, y Young Jr., F. S. Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Series.

3. Libro “Cien Años de la Perforación en México”, UPMP-Pemex, Capítulo IX, 2001.

4. Guía Práctica para el Diseño de Sartas de Perforación, UPMP-Pemex, 2003.

5. Horizontal and Multialteral Wells, Manual de Curso, presentado por Danny Williams- NEXT, Octubre 2003.

6. Guía de Diseño Práctico para la Hidráulica en la Perforación de Pozos, UPMP-Pemex, 2003.


Apéndice A: Geometría Analítica Básica.Este apéndice contiene la geometría analítica básica para el diseño direccional.

Longitud de la circunferencia C en (m):

Longitud del arco de la circunferencia S en (m):

De la ecuación (A-2) se puede despejar el radio de curvatura r en (m):

Teorema de PitágorasEl teorema de Pitágoras establece que la suma del cuadrado de los lados opuestos de un triángulo rectángulo es igual al cuadrado de la hipotenusa. Además, la suma de los ángulos de un triángulo es igual a 180°.

Funciones trigonometriítas

Apéndice B: Cálculos para el Diseño de Trayectorias de Pozos Direccionales

B.1 Trayectoria Incrementar-Mantener (Slant)

La trayectoria tipo “Slant” consta de una sección vertical, seguida de una sección curva donde el ángulo de inclinación se incrementa hasta alcanzar el deseado, el cual es mantenido (sección tangente o sección de mantener) hasta alcanzar el objetivo.

Radio de curvatura:

(B.1)

Donde:R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).qv = Ritmo de incremento de ángulo o severidad, (°/ m).

Ángulo máximo de inclinación:Para R1 > x3

(B.2)

Para R1 < x3

(B.3)

Donde: = Ángulo máximo de inclinación, (°).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).qv = Ritmo de incremento de ángulo o severidad, (°/ m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).D2 = Profundidad vertical al final de la curva de incremento, (m).D3 = Profundidad vertical al objetivo, (m).x3 = Desplazamiento horizontal al objetivo, (m).

s

r

C (circunferencia)

s

r

C (circunferencia)

a

bc

90°

a

bc

90°

r

a

a

br

ar

b

tan

cos

sin

(A-5)br

a

a

br

ar

b

tan

cos

sin

(A-5)b


Longitud de arco:

(B.4)

Donde:LARC = Longitud de arco, (m).qv = Ritmo de incremento de ángulo o severidad, (°/ m).

Longitud del tramo tangente:

(B.5)

Para R1 > x3

(B.6)

Para R1 < x3

(B.7)

Donde: = Ángulo formado por la recta tangente y la recta que une al objetivo con el vértice del máximo ángulo de inclinación, (°).LTAN = Longitud de la sección tangente, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).x3 = Desplazamiento horizontal al objetivo, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).D2 = Profundidad vertical al final de la curva de incremento, (m).D3 = Profundidad vertical al objetivo, (m).

Profundidad total desarrollada:

(B.8)

Donde:DM = Profundidad total desarrollada, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).LARC = Longitud de arco, (m).LTAN = Longitud de la sección tangente, (m).

Profundidad vertical al final de la curva:

(B.9)

Donde:D2 = Profundidad vertical al final de la curva de incremento, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).

Desplazamiento horizontal al final de la curva:

(B.10)

Donde:x2 = Desplazamiento horizontal al final de la curva, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).

B.2 Trayectoria Incrementar-Mantener-Disminuir

La trayectoria tipo “S” esta formada por una sección vertical, seguida por un ángulo de inclinación que se incrementa hasta alcanzar el valor deseado, luego se tiene una sección recta (sección tangente o sección de mantener) y por último se tiene una sección en la que se disminuye el ángulo para entrar verticalmente al objetivo.

Radios de curvatura:

(B.11)

(B.12)

Donde:R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento, (m).qv1 = Ritmo de incremento de ángulo o severidad, (°/m).qv2 = Ritmo de decremento de ángulo, (°/m).

Angulo máximo de inclinación-declinación:

Para R1+R2>x4


(B.13)

Para R1+R2<x4

(B.14)

Donde:R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento, (m).x4 = Desplazamiento horizontal al objetivo, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).D4 = Profundidad vertical al objetivo, (m). = Máximo ángulo de inclinación-declinación, (°).

Longitud de los arcos:

(B.15)

(B.16)

Donde:LARC1 = Longitud del arco de incremento, (m).LARC2 = Longitud del arco de decremento, (m).qv1 = Ritmo de incremento de ángulo o severidad, (°/m).qv2 = Ritmo de decremento de ángulo, (°/m). = Máximo ángulo de inclinación-declinación, (°).

Profundidad vertical al final de la sección tangente:

(B.20)

Donde:D3 = Profundidad vertical al inicio de la sección de disminuir, (m).D4 = Profundidad vertical al objetivo, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento, (m).

Desplazamiento horizontal al final de la sección tangente:

(B.17)

Donde:x3 = Desplazamiento horizontal que existe desde el equipo hasta el final de la sección Tangente, (m).x4 = Desplazamiento horizontal al objetivo, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento, (m).

Longitud del tramo tangente:

(B.18)

(B.19)

Donde:LTAN = Longitud de la sección tangente, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m). = Ángulo formado por la recta tangente y la recta que une punto de inicio de la declinación con el vértice del máximo ángulo de inclinación, (°).x3 = Desplazamiento horizontal que existe desde el equipo hasta el final de la sección tangente, (m).D3 = Profundidad vertical al final de la sección tangente, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).

Profundidad total desarrollada:

(B.20)

Donde:DM = Profundidad total desarrollada, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).


LARC1 = Longitud del arco de incremento, (m).LTAN = Longitud de la sección tangente, (m).LARC2 = Longitud del arco de decremento, (m).

Profundidad vertical al final de la curva de incremento:

(B.21)

Donde:D2 = Profundidad vertical al final de la curva de incremento, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).

Desplazamiento horizontal al final de la curva de incremento:

(B.22)

Donde:x2 = Desplazamiento horizontal al final de la curva de incremento, (m).

R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).

B.3 Trayectoria Incrementar-Mantener-Disminuir Parcialmente-Mantener

La trayectoria tipo “S” modificada esta conformada por una sección vertical, un ángulo de inclinación que se incrementa hasta alcanzar el valor deseado, a continuación se tiene una sección recta (sección tangente o sección de mantener), seguida de una sección en la que se disminuye el ángulo parcialmente (menor al ángulo de incrementar) y por último se tiene una sección tangente o sección de mantener con cual se logra entrar de forma inclinada al objetivo. Esta trayectoria se ilustra en la figura A.1.4.

Radios de curvatura:

(B.23)

(B.24)

Donde:R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento parcial, (m).

qv1 = Ritmo de incremento de ángulo o severidad, (°/m).qv2 = Ritmo de decremento de ángulo o severidad, (°/m).

Angulo máximo de inclinación-declinación:

Para R1+R2>x5

(B.25)

Para R1+R2<x5

(B.26)

Donde:R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento parcial, (m).qv1 = Ritmo de incremento de ángulo o severidad, (°/m).qv2 = Ritmo de decremento de ángulo o severidad, (°/m). = Máximo ángulo de inclinación-declinación, (°).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).D4 = Profundidad vertical al final de la declinación total, (m).x4 = Desplazamiento horizontal que existe desde el equipo hasta el final de la declinación parcial, (m).

Longitud del arco de incremento:

(B.27)

Donde:LARC1 = Longitud del arco de incremento, (m).


= Máximo ángulo de inclinación-declinación, (°).qv2 = Ritmo de decremento, (°/m).

Longitud del primer tramo tangente:

(B.32)

(B.28)

Donde:D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).D2 = Profundidad vertical al final de la curva de incremento, (m).LTAN1 = Longitud de la primera sección tangente, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m). = Ángulo formado por la primera recta tangente y la recta que une al punto de inicio de la declinación con el vértice del máximo ángulo de inclinación, (°).x3 = Desplazamiento horizontal al final de la sección tangente, (m).D3 = Profundidad vertical al final de la sección tangente, (m).

Longitud del arco de decremento parcial:

(B.29)

Donde:LARC2 = Longitud del arco de decremento, (m).LARC1 = Longitud del arco de incremento, (m).LTAN2 = Longitud de la segunda sección tangente, (m).qv1 = Ritmo de incremento de ángulo o severidad, (°/m). = Ángulo de declinación para alcanzar el objetivo, (°).

Profundidad vertical al final de la curva de incremento:

(B.30)

Donde:D2 = Profundidad vertical al final de la curva de incremento, (m).

D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).

Desplazamiento horizontal al final de la curva de incremento:

(B.31)

Donde:R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).x2 = Desplazamiento horizontal al final de la curva de incremento, (m).

Profundidad vertical al final de la sección tangente:

(B.32)

Donde:D3 = Profundidad vertical a al inicio de la sección de disminuir, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).LTAN = Longitud de la sección tangente, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).

Desplazamiento horizontal al final de la sección tangente:

(B.33)

Donde:x3 = Desplazamiento horizontal al final de la sección tangente, (m).LTAN = Longitud de la sección tangente, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).

Profundidad vertical al final de la curva de decremento total:

(B.34)

Donde:D4 = Profundidad vertical al final de la declinación total, (m).D3 = Profundidad vertical al final de la sección tangente, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).

Desplazamiento horizontal al final de la curva de decremento parcial:


(B.35)

Donde:x4 = Desplazamiento horizontal que existe desde el equipo hasta el final de la declinación parcial, (m).x5 = Desplazamiento horizontal hasta el final de la declinación total, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento parcial, (m).

Profundidad vertical al final de la curva de decremento parcial:

(B.36)

Donde:D5 = Profundidad vertical al final de la declinación parcial, (m).D4 = Profundidad vertical al final de la declinación total, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento parcial, (m).

Desplazamiento horizontal al final de la curva de decremento total:

(B.37)

Donde:x5 = Desplazamiento horizontal hasta el final de la declinación total, (m).x3 = Desplazamiento horizontal al final de la sección tangente, (m).R2 = Radio de curvatura del decremento parcial, (m).

B.4 Trayectoria de Incremento continuo

La trayectoria de incremento continuo consiste de una sección vertical, continúa con un ángulo de inclinación el cual se incrementa hasta alcanzar el objetivo.

El radio de curvatura se calcula de igual forma que para la trayectoria incrementar-mantener.

Angulo máximo de inclinación:

(B.38)

Donde: = Máximo ángulo de inclinación, (°).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m)

x3 = Desplazamiento horizontal al objetivo, (m).

La longitud de arco se calcula de igual forma que para la trayectoria incrementar-mantener; ecuación A.1.4.

Profundidad total desarrollada

(B.39)

Donde:DM = Profundidad total desarrollada, (m).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).LARC = Longitud de arco, (m).

Ángulo al término de la curvatura:

(B.40)

Donde:2 = Ángulo con que se termina la curvatura, (º).D1 = Profundidad de inicio de desviación, (m).D2 = Profundidad vertical al final de la curva de incremento, (m).R1 = Radio de curvatura del incremento, (m).


TP grado E 16.6 lb/pie

9830 psi

0 5000 10000 15000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Presión de Estallamiento(psi)

MD

(m

)

PID

PI

guía de diseño para el diseño de direccional_final

Documents