Aprobado: Fecha: Consejo Técnico de la Facultad 25 de febrero, 4 y 17 de marzo, y 16 de junio de 2005

Consejo Académico del Área de las Ciencias 12 de agosto de 2005 Físico Matemáticas y de las Ingenierías

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ESTUDIO

INGENIERÍA DE PERFORACIÓN DE POZOS (L+) 1759 7° 10

Asignatura Clave Semestre Créditos

Ingeniería en Ciencias de la Tierra Explotación del Petróleo Ingeniería Petrolera División Departamento Carrera(s) en que se imparte

Asignatura: Horas: Total (horas):

Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 5.5

Optativa Prácticas 1.0 16 Semanas 88.0 Modalidad: Curso, laboratorio Seriación obligatoria antecedente: Elementos de Perforación de Pozos (L+) Seriación obligatoria consecuente: Terminación y Mantenimiento de Pozos (L+) (P) Objetivo(s) del curso: El alumno será capaz de elaborar el programa de perforación de un pozo petrolero tanto terrestre como marino, partiendo de la toma de información hasta la elaboración del programa de seguridad. Temario

NÚM. NOMBRE HORAS

1. Detección de geopresiones 17.5

2. Diseño de tuberías de revestimiento 16.0

3. Optimización de la perforación 11.5

4. Diseño de lechadas de cemento y operaciones de cementación de pozos 9.0

5. Control de pozos 9.0

6. Seguridad en los trabajos de perforación 4.5

7. Elaboración del programa de perforación 4.5

72.0

Prácticas de laboratorio 16.0

Total 88.0

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1 Detección de geopresiones

Objetivo: El alumno determinará presiones de formación y de fractura, partiendo de información de registros o de pozos de correlación, será capaz de determinar los asentamientos de tuberías de revestimiento y comprenderá su importancia Contenido:

1.1 Presiones de formación 1.1.1 Presiones de formación normales 1.1.2 Presiones e formación anormales 1.1.3 Esfuerzo de sobrecarga 1.1.4 Efecto de compactación 1.1.5 Efecto diagenético 1.1.6 Efecto de diferencia de densidades 1.1.7 Efecto de migración de fluidos 1.1.8 Métodos de determinación de la presión de formación

1.2 Presiones de fractura 1.2.1 Métodos predictivos 1.2.2 Métodos de verificación

1.3 Asentamiento de tuberías de revestimiento 1.3.1 Ventana operacional 1.3.2 Asentamiento de tubería explotación 1.3.3 Asentamiento de tubería intermedia 1.3.4 Efecto de brote 1.3.5 Asentamiento de tubería de conductora 1.3.6 Diferencia de densidades 1.3.7 Determinación de diámetros de barrenas 1.3.8 Optimización de sistemas de tuberías

2 Diseño de tuberías de revestimiento

Objetivo: El alumno diseñará bajo criterio uniaxial y biaxial las diferentes tuberías de revestimiento que constituyen un pozo petrolero y comprobará la viabilidad de sus diseños utilizando criterios de esfuerzos triaxiales. Contenido:

2.1 Propiedades de las tuberías 2.1.1 Grado 2.1.2 Esfuerzo de cedencia 2.1.3 Presión de colapso y presión interna 2.1.4 Tensión

2.2 Criterios de diseño de tuberías 2.2.1 Diseño uníaxial 2.2.2 Diseño biaxial

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2.2.3 Introducción al criterio triaxial 2.2.4 Diseño de tubería conductora 2.2.5 Diseño de tubería intermedia 2.2.6 Diseño de tubería de explotación

3 Optimización de la perforación

Objetivo: El alumno entenderá los fenómenos físicos que influyen en el aumento de la velocidad de perforación, podrá calcularlos y optimizarlos. Contenido:

3.1 Hidráulica de la perforación 3.1.1 Determinación de la hidráulica de perforación 3.1.2 Optimización de la hidráulica de perforación

3.2 Velocidad de penetración 3.2.1 Peso sobre barrena 3.2.2 Velocidad de rotación 3.2.3 Propiedades del fluido de perforación 3.2.4 Efectos combinados

4 Diseño de lechadas de cemento y operaciones de cementación de pozos

Objetivo: El alumno diseñará las lechadas de cemento y las operaciones de cementación de las tuberías de revestimiento. Determinará el mejor diseño a realizar en función de las presiones de formación y fractura. Contenido:

4.1 Preparación de lechadas de cemento 4.1.1 Propiedades físicas del cemento 4.1.2 Manufactura y clasificación de cemento 4.1.3 Aditivos utilizados en el cemento

4.2 Pruebas de laboratorio y preparación de lechadas 4.2.1 Preparación de lechadas de diferentes densidades 4.2.2 Medición de propiedades físicas de las lechadas 4.2.3 Contaminación de lechadas de cemento

4.3 Operaciones de cementación de pozos 4.3.1 Funciones de las cementaciones de tuberías 4.3.2 Cementación primaria 4.3.3 Cementación por etapas 4.3.4 Cementación de linner 4.3.5 Cementaciones especiales 4.3.6 Centralización de tuberías

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5 Control de pozos

Objetivo: El alumno entenderá los fenómenos físicos que intervienen en los brotes y descontroles de pozos, será capaz de calcularlos y controlarlos. Contenido:

5.1 Control de pozos 5.1.1 Fenómenos físicos que intervienen en un brote 5.1.2 Pozos descontrolados y sus causas

5.2 Métodos de control de pozos 5.2.1 Método del perforador 5.2.2 Método del ingeniero 5.2.3 Método dinámico de control 5.2.4 Estudio del caso ( descontrol real)

6 Seguridad en los trabajos de perforación

Objetivo: El alumno entenderá y tomará conciencia de la importancia de la seguridad en los trabajos de perforación. Contenido:

6.1 Seguridad en el personal 6.1.1 Equipo de protección personal 6.1.2 Equipo de seguridad en el equipo de perforación

6.2 Seguridad en los trabajos de perforación 6.2.1 Seguridad durante la perforación 6.2.2 Seguridad en operaciones especiales 6.2.3 Sistema de administración de la seguridad SIASPA

7 Elaboración del programa de perforación

Objetivo: El alumno con los conocimientos adquiridos en esta materia, elaborará un programa de perforación de un pozo real, siguiendo las normas que tienen establecidas las compañías petroleras. Contenido:

7.1 Elaboración del programa 7.1.1 Equipo de perforación a utilizar 7.1.2 Determinación de geopresiones 7.1.3 Determinación de las etapas, diámetros y del asentamiento de tuberías 7.1.4 Diseño de las tuberías de revestimiento a asentar. 7.1.5 Diseño de las cementaciones de cada etapa del pozo 7.1.6 Fluidos de perforación a utilizar en cada etapa 7.1.7 Programa hidráulico por etapa. 7.1.8 Equipo y medidas de seguridad a utilizar en en los trabajos de perforación

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Bibliografía básica: ADAM T. Bourgoyne Jr, et al. Applied Drilling Engineering SPE textbook seriess, Vol 2 LARRY T. Watters & Shari Dunn-Norman Petroleum Well Construction LEÓN LOYA, M.C. Juan Gilberto Optimización de la perforación. Factores que afectan la velocidad de la perforación Colegio de Ingenieros Petroleros de México A.C., 1993 DWIGHT K. Amith Cementing Monograph Volume 4 SPE Un siglo de la Perforación en México Capítulos; Tuberías , Control de brotes, Seguridad Industrial CHARRIER, Adams Drilling Engineering Bibliografía complementaria: Un siglo de la perforación en México Capítulos; Registros Geofísicos Drilling data handbook Instutud Francais du petrole Programa Básico de Seguridad Manual del Alumno Rig Pass ( IADC) Perforación y Mantenimiento de Pozos

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Sugerencias didácticas:

Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo X Seminarios Otras

Forma de evaluar:

Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula X Otras

Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura Ingeniero Petrolero con experiencia comprobable en trabajos de perforación de cuando menos siete años, con conocimientos de perforación tanto terrestre como marina.