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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

UNIDAD TICOMAN

TEMA:

“CONSTRUCCION Y PERFORACION DE POZOS GEOTERMICOS EN EL AREA DE CERRO PRIETO MEXICALI,

BAJA CALIFORNIA”

PRESENTA:

PAULINO MORGADO RUIZ

TESIS QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO PETROLERO

MEXICO, DF. AGOSTO DE 2009

AGRADECIMIENTOS

A MIS PADRES:

Paulino Morgado García y Piedad Ruiz Fuentes. Gracias a ustedes por el apoyo y su confianza por hacer todo lo posible hasta lo imposible por enviarme a estudiar a el Instituto Politécnico Nacional ya que gracias a ustedes hoy he cumplido con un sueño, en verdad se los agradezco, se que algunas veces tuvieron que sufrir mucho pero sin embargo siempre me enviaron su apoyo económico y pues se que es la mejor herencia que uno como hijo puede recibir, por sus consejos y por todo el amor brindado en los momentos difíciles, gracias a ustedes logre salir adelante en esta etapa de mi vida, les dedico este trabajo como muestra de mi gratitud.

A MIS HERMANOS:

NIMBE Y SAID por ser y estar, por compartir los momentos más significativos de mi vida, gracias a ustedes pro estar presentes.

A MIS TIOS:

Porque sin su ayuda no hubiera podido empezar ni terminar la carrera, gracias por todo su cariño comprensión y apoyo, en especial a mi tía Maribel Ruiz ya que gracias a ella y por su ayuda puedo cumplir un sueño hecho realidad, por sus consejos, a mi tío Nicolás Ruiz por su apoyo incondicional en la escuela gracias a él puedo realizarme como un profesionista.

A el Instituto Politécnico Nacional por haberme proporcionado un espacio en donde me pude desarrollar como un profesionista y adquirir los conocimientos para ejercer como tal, por ser el lugar donde adquirí en sus aulas una gran experiencia.

A NUESTROS PROFESORES:

Por habernos forjado como profesionistas y proporcionarnos las herramientas necesarias para enfrentarnos con responsabilidad a las diferentes circunstancias que se presenten en el ambiente laboral y a sus consejos brindados en las aulas a sus vivencias y experiencias, gracias a todo eso aprendimos a forjar un carácter y una visión hacia el ámbito laboral con respecto a nuestra vida profesional.

A la compañía CPLatina por haberme brindado la oportunidad de haber tenido la oportunidad de participar con ellos en su empresa; al superintendente de perforación Ing. Guillermo Benítez Figueroa por haberme brindado su apoyo para la elaboración de esta tesis ya que gracias a él pude obtener información relevante del campo Cerro Prieto en la CFE y a la perforación de los pozos geotérmicos. A mis compañeros de trabajo en la compañía por haberme brindado un poco de su conocimiento y su experiencia, gracias a todos ellos puedo concluir con este trabajo.

Agradezco también a dios por haberme brindado la oportunidad de poder concluir con una meta más en mi vida.

“CONSTRUCCION Y PERFORACION DE POZOS GEOTERMICOS EN EL AREA DE CERRO PRIETO MEXICALI, BAJA CALIFORNIA”

1

OBJETIVO

En la presente tesis quiero dar a conocer la perforación de pozos geotérmicos en al

área de Cerro Prieto, Mexicali, Baja California, así como los equipos utilizados por la compañía

CPLatina, la forma de perforación direccional, su geología, ubicación, historia del mismo campo,

diferentes tipos, técnicas de desviación, programa de corridas de tubería así como también un

programa para cementación de tuberías, programas de barrenas. Que son y para que nos sirven

los pozos geotérmicos actualmente y hacia donde nos dirigimos con ellos, lo cuál es el futuro de la

geotermia en México.


2

RESUMEN

El capítulo I trata de la introducción en donde a simples rasgos menciono una breve descripción del campo geotérmico de cerro prieto, su ubicación, estructura geológica, la historia del mismo, y el diseño de los pozos. En el Capítulo II se muestra la perforación de pozos geotérmicos como es el equipo utilizado, los sistemas de funcionamiento de un equipo de perforación, las herramientas implementadas para una perforación direccional, que es la perforación direccional, la herramienta MWD simplificada y sus técnicas de medición, técnicas de desviación y motores de fondo. En el capítulo III menciono las diferentes técnicas de cementación, que son los tapones de cemento y su clasificación, tipos de revestidores, técnicas de cementación implementadas en una perforación direccional y horizontal. Capítulo IV nos muestra que es la geotermia, hacia donde se dirige y cuál es el futuro de la misma en México y cómo funciona la geotermia. Capitulo V presento en este un ejemplo de aplicación real de una perforación del pozo 229D.


3

ABSTRACT Chapter I deals with the introduction where a mere mention features a brief description of the Cerro Prieto geothermal field, their location, geological structure, the history of it and the design of the wells. In Chapter II shows the drilling of geothermal wells, as is the equipment used, systems of operation of a drilling equipment, tools implemented for a directional drilling, the Directional Drilling, MWD tools and simplified measurement techniques, and engines of substance misuse. In Chapter III described the various techniques of cementing, which are the cement plugs and their classification, cementing techniques implemented in a directional and horizontal drilling. Chapter IV shows that geothermal energy is, where they go and what the future of the same in Mexico and how geothermal energy. Chapter V in this example of an actual implementation of a drilling hole 229D.


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INDICE

OBJETIVO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 1

RESUMEN ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 2

CAP. I.‐ INTRODUCCION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 7

I.I HISTORIA DEL CAMPO GEOTERMICO DE CERRO PRIETO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 7

I.II TIPO DE ESTRUCTURA GEOLOGICA DEL CAMPO GEOTERMICO ‐‐‐‐ 9

I.III UBICACIÓN DEL CAMPO GEOTERMICO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 11

I.IV PERFORACION DE POZOS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 11

CAP. II.‐ PERFORACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 13

II.I ¿QUE ES LA PERFORACION DIRECCIONAL Y COMO SE UTILIZA EN EL CAMPO GEOTERMICO DE CERRO PRIETO? ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 17

II.I.I ¿POR QUE TOMAR REGISTROS DIRECCIONALES? ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 17

II.I.II SISTEMA DE DIVISION TERRESTRE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 17

II.I.III CUADRICULADO UNIVERSAL (UTM) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 18

II.I.IV PROYECCION CONICA DE LAMBERT ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 20

II.I.V DECLINACION MAGNETICA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 20

II.II MAPAS DE DIVISION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 21

II.II.I SISTEMAS DE MEDICION Y EVALUACION DE MWD ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 23

II.II.II INCLINACION EN MWD ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 23

II.III ¿POR QUE PERFORAR DIRECCIONALMENTE? ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 24

II.III.I TECNICAS DE DESVIACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 24

II.III.II CUCHARAS DE DESVIACION (WHIPSTOCK) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 25


5

II.III.III PROPULSION (JETTING) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 25

II.III.IV PERFORACION ROTARIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 25

II.III.V MOTORES ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 26

II.III.VI CONTROL DIRECCIONAL CON SISTEMAS ROTARIOS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 26

II.IV PRINCIPIO DE PENDULO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 27

II.V PRINCIPIO DE ESTABILIZACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 27

II. VI PRINCIPIO DE FULCRUM ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 27

II.VII CONTROL DIRECCIONAL CON MOTORES DE FONDO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 27

II.VIII EQUIPOS UTILIZADOS EN PERFORACION DE POZOS GEOTERMICOS EN EL AREA DE CERRO PRIETO, MEXICALI, BAJA CALIFORNIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 28

CAP. III.‐ CEMENTACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 34

III.I CLASIFICACION DE LAS CEMENTACIONES ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 35

III.II CEMENTACION PRIMARIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 35

III.II.I OBJETIVO DE LA CEMENTACION PRIMARIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 36

III.III CEMENTACION FORZADA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 37

III.III.I OBJETIVO DE LA CEMENTACION FORZADA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 37

III.IV TAPONES DE CEMENTO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 38

III.VI.I OBJETIVO DE LOS TAPONES DE CEMENTO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 38

III.IV.II TIPOS DE TAPON DE CEMENTO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 39

III.V TIPOS DE REVESTIDORES ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 43

III.V.I CONDUCTOR ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 44

III.V.II CEMENTACION ATRAVES DE LA TUBERIA DE PERFORACION (STAB – IN) ‐ 45

III.V.III CEMENTACION EXTERNA (TOP JOB) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 46

III.VI REVESTIDOR DE SUPERFICIE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 47


6

III.VII REVESTIDOR(ES) INTERMEDIO(S) ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 48

III.VIII CEMENTACION EN DOS ETAPAS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 49

III.IX REVESTIDOR DE PRODUCCION O LINER ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 50

III.X CEMENTACION DE POZOS DIRECCIONALES Y HORIZONTALES ‐‐‐‐‐‐‐‐ 51

CAP. IV.‐ ¿QUE SON LOS POZOS GEOTERMICOS? ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 54

IV.I ¿COMO FUNCIONAN LOS SISTEMAS GEOTERMICOS? ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 54

IV.II ¿QUE ES LA GEOTERMIA? ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 55

IV.III PROPOSITO DE EXPLORACION DE UNA ZONA GEOTERMICA ‐‐‐‐‐‐‐ 55

IV.IV POSIBILIDADES DE LA GEOTERMIA (¿HACIA DONDE NOS DIRIGIMOS? ‐‐‐‐ 55

NORMAS DE LA GEOTERMIA‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 55

V.EJEMPLO DE APLICACIÓN DE UN PROGRAMA DE PERFORACION‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 58

V.I ETAPA DE 26” ø ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ ‐ 58

V.II ETAPA DE 17 ½”ø ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 59

V.III ETAPA DE 12 ¼” ø ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 61

V.IV ETAPA DE 8 ½” ø ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 64

V.V TERMINACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 65

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONE‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 67

BIBLIOGRAFIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 69

ANEXO A. INDICE DE FIGURAS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 70

ANEXO B. CONCEPTOS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 72

ANEXO C. GLOSARIO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 73


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I.INTRODUCCION

La energía geotérmica es la energía calórica contenida en el interior de la tierra, es un recurso

parcialmente renovable y de alta disponibilidad. Está ligada al origen y evolución de nuestro

planeta; no es solamente una esperanza para el futuro, hoy en día tiene usos y propósitos

múltiples; es capaz de generar electricidad, puede enfriar o calentar el espacio habitable, producir

materias primas, participar en agricultura, floricultura, hidroponía, acuicultura, en procesos

industriales y de manufactura.

En México, el uso práctico consiste en aprovechar una fracción de la energía del agua caliente del

subsuelo para transformarla en electricidad, actualmente inicia su empleo directamente en usos

no eléctricos.

En nuestro país inicia en 1954, cuando se perforo el primer pozo geotérmico en la zona

hidrotermal llamada Pathé El Grande en Tzipathé, Hidalgo, integrándose en mayo de 1955 la

comisión de energía geotérmica. Logrando en enero de 1956 que fluyera por primera vez en

nuestro país vapor proveniente del pozo Pathé 1.En noviembre de 1959, opero la primera planta

de generación comercial en América Latina con 3.5 MW de capacidad instalada, aunque debido a

la insuficiente extracción de vapor, la planta nunca opero a toda su capacidad durante sus 14 años

de vida.

Actualmente existen 4 campos geotérmicos identificados en México, los cuales se encuentran en

explotación con una capacidad de 953 MW, lo que representa el 3 % de la capacidad eléctrica

total del país operado por la CFE y Luz y Fuerza del Centro.

I.I HISTORIA DEL CAMPO CERRO PRIETO

Se remontan de 6 a 4 millones de años, desde que la Península de Baja California empezó a

separarse de México continental debido al desarrollo de un protogolfo. Esto permitió a través de


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un sistema de fallas hoy llamado San Andrés, el ascenso del material caliente del manto hasta las

zonas de menor profundidad. El primer conocimiento histórico de esta zona geotérmica ocurrió

con las expediciones de Hernán Cortes en el año de 1535 al descubrirse la península de Baja

California; posteriormente otros exploradores como Melchor Díaz en 1540, se adelantaron a la

parte baja del Delta del Rio Colorado y continuando su marcha hacia el Noroeste, llegaron a la

zona de Cerro Prieto. Quedando asombrados por la gran cantidad de emanaciones sulfurosas y de

vapores existentes.

La potencia geotérmica de la región de Cerro Prieto se evidencia en 1852, en el que se tiene

registro de un fuerte evento sísmico clasificado como terremoto en la zona del Valle de Mexicali y

Yuma. Los primeros reconocimientos exploratorios se iniciaron en 1958, se implementaron

diversos estudios geológicos, geofísicos y geoquímicos dando como resultado la construcción de

tres pozos someros (750 mts.), de los cuales uno de ellos resulto ser productor de agua y vapor de

baja entalpia. En 1964, ya con mayor conocimiento de la zona y del subsuelo, dio inicio la

perforación de 4 pozos exploratorios profundos, los cuales arrojaron buenos resultados al registrar

temperaturas del orden de 300 ; dando pie a la perforación de 14 pozos adicionales en 1967 para

la primera central denominada Cerro Prieto I, la cual entro en operación comercial en mayo de

1973.

Se continua con trabajos exploratorios al sur de esta zona con la perforación del pozo M‐51,

obteniendo buenos resultados y se decide ampliar la capacidad a 150 MW en 1979 y

posteriormente para 1981 a 180 MW. Se perforo el pozo M‐53 con una profundidad de 2000 m,

mostrando una producción de 100 t/h de vapor y una temperatura de fondo de 340 ,

descubriéndose con esto las zonas Cerro Prieto II y III.

Se inicia la construcción de las centrales geotermoelèctricas CPII y CPIII en 1981, con 2 unidades

de 110 MW cada una, entrando en operación comercial 3 unidades en 1986 y 1 en 1987,

ampliando la capacidad instalada a 620 MW. Con el conocimiento que se tiene del yacimiento

hacia el noreste y la zona actualmente explotada y la demanda de energía por el crecimiento

demográfico, la Comisión Federal de Electricidad (CFE)en 1998 inicio la construcción de la central

Cerro prieto IV, que consiste en 4 unidades de 25 MW cada una, entrando en operación comercial

en el año 2000.


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FIG. 1 MODELO CONCEPTUAL DEL YACIMIENTO GEOTERMICO DE CERRO PRIETO

Con esto México dio un gran paso al desarrollo actual del campo, ya que alcanzo el 3er. Lugar a

nivel mundial con una capacidad de 953 MW de los cuales 720 MW pertenecen a Cerro Prieto.

I.II TIPO DE ESTRUCTURA GEOLOGICA DEL CAMPO

Geológicamente la zona se encuentra ubicada en el sistema tectónico de San Andrés, que incluye

las fallas de Cerro Prieto e Imperial. La tectónica extensional que origino la provincia de cuencas y

cordilleras del oeste de Estados Unidos y noroeste de México durante el terciario superior.

Estratigráficamente y partiendo de la formación más antigua se pueden definir las siguientes

unidades: el basamento ígneo metamórfico está representado por granitos, gneisses y esquistos

formando un solo complejo que aflora en la sierra de Cucapah y Juárez.

Estas rocas en algunos sitios intrusionan calizas del Cretácico Inferior por lo que se les ha asignado

una edad del Cretácico Superior, edad que además fue comprobada con estudios radiométricos.

Los estudios sísmicos de refracción, revelan que el basamento está afectado por fuertes

accidentes estructurales que consisten básicamente en una serie de fallas que descienden al

oriente, para hundirse al este de Cerro Prieto, formando ahí el borde occidental de un gran

graben. Descansando directa y discordantemente sobre estas rocas se encuentran aluviones con


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espesores de más de 2500 m, constituidos por arenisca, grava, limo y arcilla.

FIG. 2 MAPA DE LOCALIZACION DE LA ZONA GEOTERMICA


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Sobreyacen los aluviones rocas basálticas, provenientes del volcán de Cerro Prieto, del Cuaternario

Superior. Estas emisiones descansan concordantemente sobre los aluviones y únicamente se

localizan sobre los alrededores del volcán, los trabajos de geofísica y las perforaciones efectuadas

a algunos cientos de metros al sur de Cerro Prieto, confirmaron que no existen lavas laterales a

profundidad.

Hacia el sur de la zona geotérmica y cerca de la sierra de Cucapah, se observan otros

afloramientos volcánicos cuaternarios de composición acida, lavas vítreas y pómez, los que

posiblemente sean posteriores al de Cerro Prieto, ya que sus formas han sufrido una menor

erosión; interestratificados con los aluviones se observan abanicos y depósitos de talud de edad

reciente, que provienen de la desintegración de las rocas que constituyen la sierra de Cucapah.

La sección estratigráfica aquí descrita es comparada con la estudiada en el Valle Imperial en

Estados Unidos. Los sedimentos perforados en el pozo M‐3 y M‐6, se correlacionan con las

formaciones Ocotillo, Borrego y Palm Spring de California, esto fue confirmado al encontrarse

Ostrácodos del Pleistoceno en los análisis practicados en las muestras.

I.III UBICACIÓN DE CAMPO GEOTERMICO

La zona geotérmica de Cerro Prieto se encuentra ubicada en la planicie aluvial del valle de

Mexicali, 30 km al sureste de la ciudad de Mexicali, Baja California, entre los meridianos 115°12´ y

115°18´ longitud oeste y los paralelos 32°22´ y 32°26´ de latitud norte destacando como rasgo

geográfico el volcán de Cerro Prieto que alcanza una elevación de 260 msnm.

El campo de explotación cubre una superficie de aproximadamente 15 .La región es árida

con clima extremoso, variando su temperatura de 2°C en invierno a 47°C en verano, siendo las

lluvias muy escasas con una precipitación media anual de 80 mm, según registros climatológicos

de los últimos 30 años.

I.IV PERFORACION DE POZOS

A través de 43 años que han transcurrido desde las primeras perforaciones realizadas en Cerro

Prieto, utilizado en aquel entonces herramientas implementadas y completamente rusticas,


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actualmente se cuenta con tecnología propia para la geotermia, la cual se baso inicialmente en

técnicas petroleras, pero presentando algunas diferencias para adaptarse a las características de

los fluidos geotérmicos entre ellas:

• Necesidad de enfriamiento de los lodos de perforación.

• Tubería de producción de mayor diámetro.

• Cemento con aditivos especiales.

Las técnicas y procedimientos han evolucionando debido a que la profundidad promedio de los

pozos se ha ido incrementando y las temperaturas son cada vez mayores. El diseño tipo telescopio

varía de acuerdo a la profundidad de los pozos, diámetro de tuberías, fracturamiento de la zona y

potencia de fluido a explotar. La terminación de cada pozo se determina en base a la información

de pozos aledaños en base a los registros de temperatura‐presión, presencia de minerales de alta

temperatura, aspectos litológicos, perdidas de circulación y estabilidad de la formación. El tipo de

terminación con tubería ranurada ha sido el más usual; sin embargo en otros se ha aplicado la

terminación en agujero descubierto, siempre y cuando la estabilidad y consolidación del agujero

lo permitan.

Hasta diciembre de 2005, se han perforado 350 pozos profundos, de los cuales 164 se

encuentran en operación, 32 se utilizan como pozos exploratorios (de monitoreo); 71 han sido

abandonados (cerrados definitivamente); 16 se utilizan como pozos reinyectores con una

capacidad de inyección promedio anual de 0.952 ⁄ , el resto de los pozos se encuentran en

reparación o proceso de integración.


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II.PERFORACION

El objetivo de la perforación es construir un pozo útil con un conducto del yacimiento a la

superficie, que permita su explotación racional en forma segura y al menor costo posible.

La etapa de perforación se inicia acondicionando el terreno mediante la construcción de peras y

caminos de acceso, puesto que el equipo de perforación moviliza herramientas y vehículos

voluminosos y pesados. Hay diversas formas de efectuar la perforación, pero el modo más

eficiente y moderno es la perforación rotatoria.

Fig. 3 Equipo de perforación, terminación o reparación

operando las 24 horas del día, durante 365 días del año.


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El equipo de perforación consiste de un sistema mecánico o electromecánico, compuesto por una

torre de unos veinte o treinta metros de altura, que soporta un aparejo diferencial: juntos

conforman un sistema que permite el movimiento de tuberías con sus respectivas herramientas,

que es accionado por una transmisión energizada por motores diesel o eléctricos. Este mismo

conjunto impulsa simultánea o alternativamente una mesa de rotación que contiene al vástago

(kelly), tope de la columna perforadora y transmisor del giro a la tubería. Paralelamente el equipo

de perforación cuenta con elementos auxiliares, tales como tuberías, bombas, tanques, sistema de

seguridad que consiste en válvulas de cierre del pozo para su control u operaciones de rutina,

generadores eléctricos de distinta capacidad según el tipo de equipo, etc.

Si a esto se agregan las casillas de distinto diseño para alojamiento del personal técnico,

depósito/s, taller, laboratorio, etc., Se está delante de un conjunto de elementos que convierten a

la perforación en una actividad y comunidad casi autosuficiente.

La barrena es la herramienta de corte que permite perforar. Es y ha sido permanentemente

modificada a lo largo del tiempo a fin de obtener la geometría y el material adecuado para vencer

las distintas formaciones complejas que se interponen entre la superficie y los hidrocarburos

(arenas, arcillas, yesos, calizas, basaltos), las que aumentan su consistencia en relación directa con

la profundidad a la que se encuentran.

fig. 4.‐Perforación de agujero de 17 ½” de diámetro


15

El conjunto de tuberías que se emplea para la perforación se denomina sarta de perforación, y

consiste de una serie de tubulares interconectados entre sí mediante uniones roscadas. Este

conjunto, además de transmitir sentido de rotación a la barrena, ubicado en el extremo inferior de

la sarta permite la circulación de los fluidos de perforación.

Durante la perforación de un pozo se realiza el entubado del mismo con tuberías de protección,

intermedias y/o de producción, y la posterior cementación de las mismas. Normalmente y con el

fin de asegurar el primer tramo de la perforación (entre los 0 y 500 m. Apróx.), donde las

formaciones no son consolidadas. Hay que proteger de acuíferos a el fluido de perforación para

evitar su contaminación; durante la perforación también se toman registros geofísicos que

ayudan a conocer los tipos de formación y sus características físicas como densidad, porosidad,

contenido de agua, petróleo y gas natural, en la geotermia se toman registros de desviación cada

100 mts. para ver la inclinación del pozo y se tiene un rango mínimo de desviación de 3° con

respecto a la vertical del pozo, también se toma un registro de presión‐temperatura, así como el

caliper para ver el diámetro del agujero y poder calcular el volumen real de cemento a inyectar.

Igualmente se extraen "muestras o núcleos" de la formación los que se analizan en laboratorio

para el conocimiento de las capas que se están atravesando. Con la información adquirida

durante la perforación del pozo se determina con bastante certeza aspectos que contribuyen al

éxito de una operación de terminación, tales como:

• Profundidad, espesor y propiedades petrofísicas de la zona de interés.

• Detección de posibles agentes perturbadores de la producción del pozo como el aporte de

arena.

• Identificación de capas con potencial para generar problemas (presencia de acuíferos,

capas con gases corrosivos, etc.).

Al finalizar la perforación el pozo queda entubado (revestido) desde superficie hasta el fondo, lo

que garantiza su consistencia y facilita posteriormente la extracción del petróleo en la etapa de

producción o de vapor de agua según sea el caso para la explotación de pozos geotérmicos.


16

Fig.‐5 Plataforma de perforación en un pozo vertical


17

II.I ¿QUE ES LA PERFORACION DIRECCIONAL Y COMO SE UTILIZA EN EL CAMPO GEOTERMICO DE CERRO PRIETO?

La perforación direccional es la ciencia de dirigir el pozo a través de una trayectoria predeterminada a un objetivo designado en el subsuelo. Actualmente la compañía CPLatina está perforando direccionalmente en el campo geotérmico de Cerro Prieto en conjunto con la compañía PERFOLAT de Villa Hermosa, Tabasco para generar vapor de agua y así satisfacer la demanda de energía en el sistema de Baja California y lograr exportar energía a los Estados Unidos de América. Hasta el año 2000 las centrales geotermoelectricas en Cerro Prieto producían 720 MW. Actualmente existen diferentes técnicas de desviación; la actual técnica utilizada en el campo geotérmico es por medio de motores de fondo y con la herramienta MWD proporcionar la dirección e inclinación del pozo.

II.I.I ¿POR QUE TOMAR REGISTROS DIRECCIONALES?

Datos precisos acerca de la posición del pozo perforado se requieren para monitorear y controlar

en donde se encuentra y hacia donde se direcciona el pozo debido a las siguientes razones:

∙ Alcanzar el objetivo geológico.

∙ Proveer una mayor definición de la geología y datos del yacimiento que permitan la

optimización durante la producción.

∙ Evitar la colisión con otros pozos.

∙ Definir el punto de descarga del pozo para planear la contingencia en caso de un reventón.

∙ Proveer datos precisos de la profundidad vertical con el propósito de control del pozo.

∙ Proveer datos para otras actividades operativas tales como la corrida y la cementación de

la tubería de revestimiento.

∙ Cumplir con los requerimientos de la legislación local.

II.I.II SISTEMAS DE DIVISION TERRESTRE Los sistemas de división son líneas que corren de Este‐Oeste y de Norte‐Sur para generar patrones

de cuadriculado. En un intento para sobreponer un sistema de cuadriculado en un mapa terrestre,

se presentan problemas al tratar de representar la superficie esférica de la tierra en dos

dimensiones sin incurrir en demasiada distorsión. El cartógrafo debe decidir las características que


18

desea mostrar con mayor precisión. Diferentes sistemas de cuadriculado se encuentran en uso el

día de hoy para proyectar la superficie de la tierra en una superficie plana y son clasificados

generalmente de acuerdo a su método de construcción: Cilíndrico (UTM) y Cónico (Lambert).

II.I.III CUADRICULADO UNIVERSAL TRANSVERSO (UTM) Este es el sistema comúnmente utilizado en el mundo y está basado en la proyección cilíndrica

desarrollada por Johanes Lambert en 1772. En esta proyección, el esferoide representando la

tierra es rodeada por un cilindro que toca la superficie del esferoide en una línea de longitud

específica. (Fig. 6).

Fig. 6 Mapa de Proyección Transversal Cilíndrica


19

El cuadriculado UTM divide el mundo en 60 zonas iguales los 80 Grados Norte y 80 Grados Sur y

cada uno tiene 6 Grados de amplitud siendo numerados del 1 al 60, Iniciando por la línea de fecha

Internacional (180 Grados Oeste) y leyendo hacia el este alrededor del globo. Cada zona es

achatada y cuadriculada. Cualquier punto puede ser referido con su número correspondiente de

zona, calculando su distancia en metros al ecuador y la distancia en metros al norte o sur de su

línea de referencia.

Para evitar números negativos, un valor arbitrario de 500,000 metros al Este es asignado al

meridiano central en cada zona. Los valores típicamente fluctúan entre los 200,000 metros a los

800,000 metros al ecuador. (Extendiéndose 3° al meridiano central en cualquier zona).

Para puntos al sur del Ecuador, este se asigna con un valor arbitrario de 10, 000,000 m y los

valores decrecen hacia el Sur.

Fig.‐ 7 Cuadricula UTM.

Meridiano central

Ecuador

Zona noreste aproximación de los polos


20

II.I.IV PROYECCION CONICA DE LAMBERT Esta proyección fue primero descrita por Lambert en 1772 pero fue poco utilizada hasta la

Primer Guerra Mundial cuando Francia hizo uso de dibujos de los primeros mapas de guerra.

Este sistema utiliza un cono opuesto a un cilindro para cubrir el esferoide a ser considerado. Lo

que produce es una representación con líneas de longitud apareciendo como líneas convergentes

y líneas de latitud como arcos de círculos.

Fig.‐ 8 Mapa de proyección cónica.

II.I.V DECLINACION MAGNETICA La tierra posee un campo magnético debido a su núcleo relativamente rico en Hierro. Las líneas de

fuerza asociadas con este campo son horizontales en el ecuador mientras, en los polos, son

representados por líneas verticales. El ángulo de declinación, es el ángulo entre las líneas

horizontales y las líneas de fuerza magnética. Los polos de este campo magnético “cambian” con

el tiempo y la diferencia entre su posición norte magnético, y los polos geográficos norte real (los


21

ejes de rotación de la tierra) se conoce como Declinación Magnética. La distancia actualmente

medida es de 1000 millas. El ángulo de declinación es tomado como el ángulo entre el

componente horizontal del campo magnético de la tierra y las líneas de longitud. La fuerza del

campo magnético es medida en micro Tesla (mT) y varía de 30 mT en el ecuador a 60 mT en los

Polos.

Fig.‐ 9 Las líneas de flujo de la tierra

II.II MAPAS DE DIVISION

En tierra, las mediciones son corregidas con respecto al Norte Real en tanto que en operaciones

costa afuera, son corregidas respecto la Cuadriculado Norte Estándar. Un sistema cuadriculado es

Polo norte geográfico

Polo norte magnético

Eje geomagnético Rotación del eje

Núcleo

Superficie terrestre

Ecuador magnético


22

un sistema de coordenadas rectangulares esquematizada en un mapa. Un valor arbitrario de

latitud y longitud ha sido normalmente seleccionado y en este caso el Cuadriculado Norte coincide

con el Norte Real.

Fig.10 Norte cuadriculado y Norte geográfico

La evaluación es la ciencia de localizar con precisión un punto en el espacio. En la construcción de

un pozo esto significa apropiadamente localizar un punto en el agujero. Permite que la localización

del fondo del hueco sea determinada en forma relativa a un punto en la superficie a una

profundidad vertical dada. También provee información de las irregularidades en la trayectoria del

Red norte (oeste del norte verdadero)

Red de proyección

Red norte (este del norte verdadero)

Anillos de latitud

Meridiano central

Norte verdadero= red norte

Meridiano de longitud


23

pozo (patas de perro), tendencias durante la perforación y orientación de las herramientas

desviadoras.

II.II.I SISTEMAS DE MEDICION Y EVALUACION MWD Los sistemas de MWD de hoy utilizan sistemas transmisión mediante cables a superficie. La

energía es generada por una turbina dentro del agujero por la vía de una turbina de lodos o de

baterías. Los datos son transferidos por un pulso de presión vía la columna del fluido de

perforación (ya sea un pulso negativo o positivo). Estos sistemas fueron desarrollados en los años

70 Por Teleco, siendo la primera compañía en proveer comercialmente el servicio en 1978.

Estos tomaron parte en forma común durante los 80 y han continuado desarrollándose con

sensores adicionales, siendo ahora la norma como los sensores de Rayos Gama y de Resistividad.

Estos sistemas son, sin embargo, basados en mediciones magnéticas y deben ser compensados o

protegidos de interferencia magnética.

II.II.II INCLINACION EN MWD Ejemplos: “Teledrift” o “Anderdrift”

Estos sistemas se componen de un sistema de señales mecánicas capaz de detectar inclinaciones

en el agujero mayores a 10.5° (Anderdrift 5°, Teledrift 10.5°). La transmisión de la señal es una

serie de pulsos emitidos a través del lodo, los cuales son detectados por un transductor

usualmente colocado en la tubería vertical.

Una herramienta de medición magnética (brújula o magnetómetro) solo usa la componente

horizontal del campo magnético terrestre. Similarmente se influencia por la componente

horizontal de cualquier magnetismo inducido en la sarta de perforación. Cuando la sarta se

aproxime a mayores ángulos en los pozos desviados la fuerza de interferencia es mayor.


24

La dirección (azimutal) en la que la sarta se posiciona es un factor para la determinación del efecto

de la fuerza de interferencia en el sensor magnético. Cuando la dirección es Este u Oeste, el

efecto es mayor.

Para un pozo perforado en dirección Este, el sensor magnético lee un azimut menor al azimutal

real. Para un pozo perforado en dirección Oeste el sensor lee un azimut mayor al real.

II.III ¿POR QUE PERFORAR DIRECCIONALMENTE? Las aplicaciones más comunes de perforación direccional son:

∙ Perforación de pozos múltiples en estructuras costa afuera

∙ Inclinación controlada en pozos verticales

∙ Perforación Lateral (Ventana)

∙ Perforación de pozos de alivio

∙ Perforación horizontal o pozos multilaterales para mayor exposición en la formación productora

II.III.I TECNICAS DE DESVIACION

Las principales técnicas de desviación son:

∙ Cucharas de Desviación (Whipstock).

∙ Propulsión.

∙ Perforación Rotaria.

∙ Motores.


25

II.III.II CUCHARAS DE DESVIACION (Whipstock) Este fue el principal método de desviación de pozos utilizado entre 1930 – 1950. Fue reemplazado

por la introducción de los motores de fondo. Recientemente se ha visto un resurgimiento debido a

los pozos multilaterales y re‐perforaciones.

Existen dos variantes de esta herramienta, la recuperable y la cuchara permanente. Ambas

proveen los medios para orientar mediante una cuña cóncava de acero, la cual se usa para desviar

la sarta de perforación. Dependiendo del estilo de cuchara usada, el número de viajes para iniciar

a desviar el pozo, puede ser uno o varios. Mucho depende de cómo la cuchara se orienta en el

pozo y como se efectúa la molienda al inicio.

II.III.III PROPULSION (Jetting) La propulsión se usa para orientarse en formaciones suaves y esta utilizada en la parte superior del

agujero. El ensamblado consiste de una barrena tricónica modificada con una de las toberas (jets)

significativamente más grande que las otras dos o con una abierta y otras dos tapadas. En esencia,

la barrena se orienta hacia abajo y las bombas de lodos son puestas al gasto máximo por 5‐10 pies,

la mesa rotaria perfora los residuos y el monitoreo (survey) se considera en la superficie con un

giroscopio. Este procedimiento puede repetirse hasta alcanzar el ángulo deseado y así se obtiene

la desviación. Esta técnica puede utilizarse para construir ángulos mayores a los 15° y crear patas

de perro 3° / 100 pies.

El método de propulsión es económico y facilita que el agujero sea rápidamente perforado sin

efectuar cambios en el ensamblado de la sarta. Permite que un pozo sea perforado con pequeños

cambios en la dirección en formaciones suaves en pocas horas de rotación y provee un medio de

dirección seguro en un pozo somero donde existen numerosos conductores de pozos adyacentes.

II.III.IV PERFORACION ROTARIA Históricamente, siempre ha sido posible controlar la inclinación de los pozos direccionales durante

la perforación rotaria mediante la corrección del diseño de ensamble y el uso de los parámetros de

perforación apropiados. El control azimutal siempre ha sido difícil.

Los factores que afectan el comportamiento de los ensambles rotatorios se discutirán

posteriormente.


26

II.III.V MOTORES

Los Motores (desplazamiento positivo o turbinas), están equipados con un dispositivo curvo o un

“bent housing”, para permitir que la barrena se oriente y perfore en la dirección seleccionada sin

ninguna rotación de la sarta de perforación. Esto permite un control total azimutal y de

inclinación.

Otros factores que afectan el desempeño de estos sistemas orientados se estudiaran

posteriormente.

II.III.VI CONTROL DIRECCIONAL CON SISTEMAS ROTATORIOS

Las tendencias direccionales se relacionan a la dirección de la fuerza resultante de la barrena. Al

respecto, el ángulo de inclinación de la barrena (ángulo entre el eje de la barrena y el eje del pozo)

se cree influye en su rendimiento. Esto se debe a que la barrena se diseña para perforar paralelo a

su eje. En ensambles giratorios con un estabilizador cercano a la barrena, el ángulo de inclinación

de la barrena es pequeño y la magnitud de la fuerza resultante es un factor clave.

La trayectoria se afecta por los siguientes parámetros:

∙ Calibre y localización de los estabilizadores.

∙ Diámetro y longitud de lastra barrenas.

∙ Peso en la barrena.

∙ Velocidad de Rotación.

∙ Tipo de Barrena.

∙ Anisotropía de la formación (variación horizontal/vertical en la formación) y ángulo de desviación

echado.

∙ Dureza de Formación.

∙ Gasto.

∙ Velocidad de Penetración.


27

II.IV PRINCIPIO DE PENDULO Este fue el primer sistema direccional desarrollado y se componía de un estabilizador menor al

calibre del pozo cerca de la barrena. La barrena experimenta una menor fuerza debido a la

gravedad. Reduciendo el peso en la barrena y manteniendo su posición se evita la caída que

puede incrementar el efecto. Si la barrena para el primer estabilizador es muy grande entonces, el

lastra barrenas puede reducir su contacto con la pared, disminuyendo su efectividad para que la

barrena se dirija hacia arriba. Manteniendo una velocidad de rotación (120 – 160 RPM) aunado a

un bajo peso en la barrena inicialmente inicia su caída. Una vez que la trayectoria ha empezado

más peso puede ser puesto para acelerar el proceso.

II.V PRINCIPIO DE ESTABILIZACION El principio usado es que tres o más estabilizadores en calibre cada uno separado por un cople

desviador. Incluyendo el cercano a la barrena, resisten cualquier efecto de deflexión y

preferentemente siguen una trayectoria recta. Estos ensambles se denominan ensambles

empacados y se usan en secciones tangenciales en conjunto con altas velocidades de rotación

(120 – 160 RPM).

II.VI PRINCIPIO FULCRUM Un ensamble con un pozo en calibre cerca de la barrena con un estabilizador y de 40 – 120 pies de

lastra barrenas antes de colocar el siguiente estabilizador para efectuar el ángulo cuando se

aplique peso.

El aplicar peso ocasiona que el lastra barrena se flexione cerca del estabilizador de la barrena se

crea un Fulcrum o punto de pivote. Esto crea una fuerza de oposición en la barrena la cual crea

una curvatura hacia arriba en el agujero hasta que el peso se reduce.

II.VII CONTROL DIRECCIONAL CON MOTORES DE FONDO Hay dos clases de motores – las turbinas y motores de desplazamiento positivo (PDM’s).


28

Los cuales ofrecen ventajas en relación directa a la transmisión de la fuerza motriz a la barrena

para su transmisión a superficie.

∙ Eliminación de vibración lateral.

∙ Reducción del desgaste en la sarta y tubería de revestimiento.

∙ Menor torque en sarta, especialmente en agujeros desviados.

∙ Fatiga de carga reducida en tubería de perforación.

∙ Puede correrse con poco peso a velocidades continuas.

∙ Habilidad para orientar y perforar hacia delante.

II.VIII EQUIPOS UTILIZADOS EN PERFORACION DE POZOS GEOTERMICOS EN EL AREA DE CERRO

PRIETO, MEXICALI, BAJA CALIFORNIA.

En mi experiencia laboral durante el campo geotérmico de Cerro Prieto pude constatar de que la

compañía CPLatina cuenta con equipos de perforación rotaria como son el SKy top, Ideco I y

Ideco II, National 80 B, oil well 36 y oil well 35; estos equipos desarrollan una importante labor,

actualmente solo hay 3 equipos trabajando en el proyecto PIF 013‐2008, con el cual se tienen

que perforar 20 pozos geotérmicos.

Estos equipos de perforación cuentan como todos los demás con los cinco sistemas básicos,

aunque la única diferencia con los pozos petroleros es que se manejan menores presiones y

mayor temperatura; así como también del sistema de prevención de reventones.

Los 5 sistemas más importantes en un equipo de perforación son:

• Sistema de Potencia.


29

• Sistema de Rotación.

• Sistema de Izamiento.

• Sistema de Circulación.

• Sistema de Prevención de Reventones (BOP).

Fig.‐11 Descripción de un equipo de perforación rotaria.


30

Fig.‐12 Sistema de izamiento y mástil utilizado en el equipo Ideco I.

Fig.‐13 Equipo en operación y apreciación del sistema de circulación.


31

Un equipo de perforación no puede operar sin una fuente de potencia. La función primaria de este

sistema es proporcionar a todos los accesorios la energía necesaria para operar.

El sistema de rotación es uno de los componentes más importantes en el equipo de perforación.

Su función principal es hacer rotar la sarta de perforación y la barrena.

El sistema de rotación tiene tres sub‐componentes principales:

1. La mesa rotaria y/o el top drive

2. La Sarta de Perforación

3. La Barrena

Fig.‐ 14

Mesa rotaria

Gancho

Manguera de lodos rotativa

Buje maestro

Ensamble de mesa rotaria

Acoplamiento giratorio


32

El Sistema de izaje provee el equipo y las áreas de trabajo para levantar, bajar o suspender el

equipo usado en el sistema de rotación.

El sistema de izaje está dividido en:

1. Estructura de soporte.

2. Equipo de izaje.

La estructura de soporte está dividida en:

1. La subestructura

2. La torre de perforación

3. El piso de perforación

Fig.‐15

Sistema

de izaje

Cable de línea de perforación

Block viajero

Línea muerta

Gancho deperforación

Freno de malacate

Ancla de línea muerta

Línea rápida

Corona del block

Carrete de suministro

Malacate


33

El sistema de circulación proveé el equipo, materiales y áreas para preparar, mantener y

acondicionar el fluído de perforación. El sistema de circulación tiene cuatro componentes

principales:

1. Fluido de perforación.

2. Área de preparación.

3. Equipo de circulación.

Fig.‐ 16 Sistema de circulación

Almacén de químicos

Bomba

Manguera de lodos

Cárcamo

Muro de tierraBarrena

Cuneta

Presa desucción

Descarga

Succión

Línea de retorno de lodos

Tanque de químicos

Temblorina

Formación o recortes

Espacio anular

Tubería de perforació

Agujero o pozo

Embudo mezclador

Presa de solución


34

4. Área de acondicionamiento.

Sistema de prevención de reventones: Ayuda a controlar uno de los mayores problemas que se

pueden encontrar durante la perforación de un pozo; un influjo que se puede transformar en un

reventón.

Un reventón es un flujo fuera de control de fluidos de formación en la superficie. Un reventón

comienza como un "Influjo”, que es una intrusión de fluidos de formación al pozo. Si la cuadrilla no

maneja el influjo inmediatamente, este se puede convertir en un reventón.

Para evitar que un “Influjo” se convierta en un reventón, si utiliza un sistema de válvulas

preventoras o BOP’s.

Los preventores tienen dos funciones principales:

1. Sellar el pozo cuando ocurre un “Influjo”.

2. Mantener suficiente contrapresión en el pozo para evitar que se siga introduciendo fluido

de formación mientras se realizan las medidas para devolver al pozo a una condición

balanceada.

Fig.‐17

Arreglo de

preventores.


35

III.CEMENTACION

Son las operaciones con cemento que se efectúan con fines específicos en los pozos petroleros o

geotérmicos. La introducción de un material cementante en el espacio anular entre revestidor y

pozo, se realiza con el objeto de:

– Aislar zonas.

– Soportar las cargas axiales de los revestidores a ser corridos posteriormente.

– Proveer soporte y protección al revestidor.

– Proteger el pozo.

Fig.‐ 18 Diseño de una cementación.


36

III.I CLASIFICACIÓN DE LAS CEMENTACIONES

Se clasifican de acuerdo en:

• Cementación primaria.

• Cementación forzada.

• Tapones de cemento.

III.II CEMENTACIÓN PRIMARIA

Es el proceso que consiste en colocar cemento en el espacio anular, entre tubería de

revestimiento y formación expuesta del agujero, asegurando un sello completo y permanente.

EL reto principal es obtener sellos hidráulicos efectivos en las zonas que manejan fluidos a presión.

III.II.I OBJETIVOS DE UNA CEMENTACIÓN PRIMARIA

• Aislar totalmente las zonas (Adherencia Hidráulica)

• Soportar las cargas axiales (Adherencia al esfuerzo axial)

• Proteger el revestidor

Fig.‐ 19

Cementación

primaria.


37

III.III CEMENTACIÓN FORZADA

Es el proceso que consiste en inyectar cemento a presión a través de disparos o ranuras en la

tubería de revestimiento al espacio anular. Esta es una medida correctiva a una cementación

primaria defectuosa.

III.III.I OBJETIVO DE LA CEMENTACION FORZADA

‐ Mejorar el sello hidráulico.

‐ Corregir la cementación primaria en boca de la tubería corta, o en la zapata de la tubería

cementada que manifieste ausencia de cemento en la prueba de goteo.

‐ Eliminar la intrusión de agua.

‐ Reducir la relación gas‐ aceite.

‐ Sellar un intervalo explotado.

‐ Sellar parcialmente un intervalo que se selecciono incorrectamente.

‐ Corregir una canalización en la cementación primaria.

‐ corregir una anomalía en la tubería de revestimiento.

fig. ‐20

CEMENTACION

FORZADA.

Empacador

Agujero

Nodos de cemento

Tubo


38

III.IV TAPONES DE CEMENTO

Es la técnica balanceada de colocación de un volumen relativamente pequeño de cemento a

través de una tubería de perforación, producción o con auxilio de herramientas especiales en una

zona determinada, en agujero descubierto o tubería de revestimiento. Su finalidad es proveer un

sello contra el flujo vertical de los fluidos o proporcionar una plataforma o soporte para el desvío

de la trayectoria del pozo.

III.IV.I OBJETIVO DE LOS TAPONES DE CEMENTO

Los tapones colocados dentro de tuberías entubadas se utilizan para:

‐ Abandonar intervalos.

‐ Proteger temporalmente el pozo.

‐ Establecer un sello y abandonar el pozo.

‐ Proveer un punto de desvío en ventanas.

Los tapones en agujero descubierto se colocan para:

‐ Abandonar la parte inferior del pozo.

‐ Aislar una zona para prueba de formaciones.

‐ Abandonar capas de formaciones indeseables.

‐ Sellar zonas de pérdida de circulación.

‐ Iniciar perforación direccional (ej. Desviación por pescado).

‐ Como obtener información del pozo que se va a intervenir.

Los datos necesarios para el diseño de un tapón por circulación son los siguientes:

‐ Geometría de agujero descubierto.

‐ Diámetro de la barrena.

‐ Registro de calibración del agujero.

‐ Porcentaje de exceso considerado.

‐ Profundidad.

‐ Datos del agujero.


39

‐ Presión de poro.

‐ Presión de fractura.

‐ Litología.

‐ Zonas de flujo o pérdidas.

‐ Temperatura de fondo estática.

‐ Temperatura de fondo circulante.

‐ Zonas problema.

‐ Perdida de circulación.

‐ Deslavadas.

‐ Flujo de agua.

‐ Alta presión de gas.

‐ Datos de tubería de revestimiento.

‐ Diámetro.

‐ Peso.

‐ Profundidad.

‐ Tubería anterior.

‐ Datos de desviación.

‐ Profundidad vertical real.

‐ Profundidad medida.

‐ Puntos de desvío.

‐ Orientación.

‐ Fluidos.

‐ Tipo de lodo.

‐ Densidad.

‐ Reologia.

III.IV.II TIPOS DE TAPON

‐ TAPON DE DESVIO

‐ TAPON DE ABANDONO

‐ TAPON PARA PERDIDA DE CIRCULACION

‐ TAPONES PARA PRUEBA DE FORMACION


40

FIG.‐ 21 TAPÓN DE DESVÍO

FIG.‐ 22 TAPÓN DE ABANDONO


41

FIG.‐ 23 TAPÓN DE PÉRDIDA DE CIRCULACIÓN

La perdida de fluido de perforación puede ser detenida si se coloca correctamente un tapón de

cemento frente a la zona de perdida. Aunque la lechada se puede perder, también puede

endurecer y consolidar la formación; también se puede colocar encima de una zona para prevenir

su fractura debido a presiones hidrostáticas que pueden desarrollarse durante la cementación de

una tubería de revestimiento. Las lechadas de cemento puro son efectivas para solucionar

perdidas menores y brindan esfuerzos compresivos muy altos.


42

FIG.‐ 24 TAPÓN PARA PRUEBA DE INTERVALOS

Cuando se programa una prueba de formación, y bajo el intervalo por probar existe una formación suave o débil, a la prueba de fluidos indeseables, se colocan tapones de cemento para aislar la formación por probar, siempre y cuando sea impráctico o imposible colocar un ancla de pared. Esto permite evitar el fracturamiento de la zona débil.


43

III.V TIPOS DE REVESTIDORES

• Conductor.

• Superficie.

• Intermedio.

• Revestidores de producción o “Liners”.

FIG.25 TIPOS DE REVESTIDORES


44

III.V.I CONDUCTOR • Propósito:

– Previene “wash outs”.

– Proveer elevación al niple de flujo.

• Problemas:

– Flujo de aguas superficiales.

– Bajas Temperaturas (Costa Afuera).

– Perforación a través de hidratos gaseosos bajo condiciones de aguas profundas (Costa afuera).

• Otros:

– Se consideran grandes excesos.

– Cementación tipo Stab‐in es común.

– Lechadas de cemento neto aceleradas.

FIG.‐ 26 REVESTIMIENTO DE TUBO CONDUCTOR


45

III.V.II CEMENTACIÓN A TRAVÉS DE LA TUBERÍA DE PERFORACIÓN (STAB‐IN) Puntos Claves:

– Menor contaminación del cemento

– Menor canalización

– Menor Desplazamiento

– Bombear hasta que el cemento llegue a superficie

– Tiempo de trabajo menor (Tiempo de barrena)

– Menos cemento

FIG.‐ 27 CEMENTACION TIPO STAB‐IN


46

III.V.III CEMENTACIÓN EXTERNA (TOP JOB) Puntos Claves:

– Traer el cemento hasta la superficie

– Se usan Tubos No‐API

– Max. profundidad 250‐300 ft

– Presiones muy altas debido a la fricción

– Conexiones No‐standards

FIG. 28 CEMENTACION EXTERNA


47

III.VI REVESTIDOR DE SUPERFICIE • Propósitos:

– Proteger las formaciones de agua potable

– Revestir zonas inconsolidadas o zonas de pérdidas

– Proveer soporte mecánico para las operaciones posteriores (BOP, etc.)

• Problemas:

– Flujo de aguas superficiales

– Perforación a través de hidratos gaseosos (Costa Afuera)

• Otros:

– Lechadas ligera y de cola

– Grandes excesos ( 50 ‐ 150 %)

FIG.‐ 29 REVESTIMIENTO DE SUPERFICIE

Agujero de 20”

Agujero de 17 ½”


48

III.VII REVESTIDOR(ES) INTERMEDIO(S)

Propósito:

– Aislamiento del agujero en secciones de trabajo.

Problemas:

– Zonas de sobre‐presión, pérdidas, formaciones salinas, lutitas deleznables.

– Rango entre la presión de poro y la presión de fractura muy cercana.

FIG.‐30

REVESTIMIENTO INTERMEDIO


49

III.VIII CEMENTACIÓN EN DOS ETAPAS

Puntos Claves:

– Aislamiento de Zonas (Separación).

– Reducción de la presión hidrostática.

– Dejar zonas en el anular sin cementar.

(Cemento a TD y en superficie).

FIG.‐31 CEMENTACION EN DOS ETAPAS


50

III.IX REVESTIDOR DE PRODUCCIÓN O LINER Propósitos:

‐ Aislar la zona productiva de otras formaciones y fluidos en esta.

‐ Servir de protección al equipo de producción.

‐ Levantamiento artificial.

‐ Rejillas para control de arena.

‐ Cubrir revestidores intermedios dañados o bajo fatiga.

FIG.‐32 REVESTIDORES DE PRODUCCION O LINER


51

III.X CEMENTACION DE POZOS DIRECCIONALES Y HORIZONTALES

Una de las finalidades de cementar pozos horizontales es el de evitar la inestabilidad mecánica y

fisicoquímica del pozo, además de aislar zonas para que no haya comunicación de fluidos.

En pozos horizontales, uno de los problemas que afectan las operaciones de las cementaciones

es el depósito de los recortes del lodo de perforación en la parte baja del pozo. Esto se puede

evitar haciendo un buen diseño del lodo, específicamente en el punto de cedencia. Para lograr una

buena cementación es importante colocar uniformemente la lechada de cemento en el espacio

anular, y que en el diseño de la lechada de cemento no haya agua libre y no se asienten

partículas.

III.XI ¿COMO SE APLICA LAS CEMENTACION EN EL CAMPO GEOTERMICO DE CERRO PRIETO,

MEXICALI, BAJA CALIFORNIA?

En el campo geotérmico de Cerro Prieto la cementación es utilizada para las pérdidas de

circulación en donde se implementan tapones de cemento o agregando obturante para aislar el

intervalo; también para la cementación de la tubería de revestimiento, desde superficie que se

hace por un método rustico hasta la cementación de liners o camisas según sea el caso del

yacimiento a intervenir; la cementación de la tubería de 13 3/8” se hace en dos etapas en

conjunto con un empacador y un cople múltiple de cemento, en la primer etapa de cementación

se da un tiempo de fraguado de 12 hrs. , esta es desde el fondo del agujero de 17 ½” hasta

donde se encuentra el CMC(cople múltiple de cemento) y en la segunda etapa 24 hrs. de fraguado

desde donde se quedo la primera etapa hasta la superficie. Este tipo de cementación se da por

medio de la tubería de perforación y es tipo stab‐in. La compañía CPLatina cuenta con su equipo

de cementación propio de tipo Halliburton como se muestra en la figura, así como también de

sus silos de cemento propio, cuenta con un laboratorio en donde se hace el analisis de los

cementos y prueba de los mismos para ver su rendimiento a altas temperaturas y bajas presiones.


52

FIG.‐ 33 UNIDAD CEMENTADORA

FIG.34 CEMENTACION DE TR 13 3/8”Ø


53

FIG.35 DIAGRAMA DE UN TRABAJO DE CEMENTACION

EN AGUJERO DESCUBIERTO

Cabeza de cementación

Tubería superficial

Tubería de producción

Desplazamiento de fluido

Cople flotador

Zapata guía

Tapón de goma (superior y botón)

Centralizador

Cemento


54

IV.‐ ¿QUE SON LOS POZOS GEOTERMICOS?

Es la perforación de agujeros en zonas de alta energía termal acumulada en el subsuelo,

consistente en perforar rocas secas y calientes situadas bajo sistemas volcánicos en reposo para

luego introducir agua superficial que regresa como vapor muy enfriado. La energía geotérmica

tiene un gran potencial, la necesidad de reducir las emisiones de dióxido de carbono junto con el

aumento de los precios de la electricidad ha traído como consecuencia la necesidad de emplear

tecnologías sostenibles con el medio ambiente tanto en los países bajos como en el resto del

mundo.

Geotermia es una opción atractiva también desde el punto de vista económico. A pesar de que el

subsuelo en otras partes del mundo puede variar mucho en comparación con el de los Países

Bajos, existen muchas áreas urbanas densamente pobladas donde el subsuelo presenta

características idóneas para la geotermia.

IV.I ¿CÓMO FUNCIONAN LOS SISTEMAS GEOTERMICOS?

Los sistemas geotérmicos se pueden clasificar en varios tipos dependiendo de las profundidades

empleadas.

Los sistemas a poca profundidad se pueden dividir en sistemas de extracción de calor (con una

bomba de calor geotérmico) y sistemas de almacenamiento de energía (frío y calor). Los sistemas

geotérmicos profundos extraen calor terrestre del subsuelo y se instalan a profundidades hasta de

4000 metros por debajo de la superficie. Si las temperaturas sobrepasan los 120 ºC se puede

generar electricidad.


55

IV.II ¿QUÉ ES LA GEOTERMIA?

Geotermia (o el calor de la tierra) es la energía termal acumulada bajo la superficie de la tierra en

zonas de agua de alta presión, sistemas de vapor o de agua caliente, así que en rocas calientes.

IV.III PROPOSITO DE LA EXPLORACIÓN DE UNA ZONA GEOTERMICA

Definir su tamaño, forma, estructura y determinar sus características como son: el tipo de fluido, temperatura, composición química y capacidad de producir energía. Estas pueden ser determinadas de dos formas: por exploración superficial y perforaciones exploratorias, puesto que es más barato hacer exploración superficial que perforar pozos.

IV.IV POSIBILIDADES DE LA GEOTERMIA (¿HACIA DONDE NOS DIRIGIMOS?)

La utilización de energía geotérmica de alta profundidad tiene numerosas ventajas. Además de las

ventajas ecológicas de una fuente de energía sin emisión de hay que enfatizar especialmente

la independencia de combustibles fósiles, lo que significa un precio estable en comparación con el

abastecimiento de calor convencional.

IV.V NORMAS DE LA GEOTERMIA

Actualmente, se debate aún sobre si la geotermia se califica como una energía renovable o sólo

como un elemento de eficiencia energética. Esta dicotomía es causa de innecesarias y múltiples

disquisiciones y consultas al Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (Idae) y otras

instancias.

La geotermia, que no figuraba en ningún texto legal hace nada (salvo la ley de minas), ha ido

ganando menciones muy rápidamente en la normativa en los últimos dos años. Veamos este

rápido progreso.

Los Planes de Energías Renovables (EERR) y Eficiencia Energética:

• El Plan de Fomento de las Energías Renovables para el Período 2000‐2010 no mencionó la

geotermia.


56

• El actual Plan de Energías Renovables en España 2005‐2010 sólo la menciona un par de

veces.

• Dos publicaciones significativas en 2008. El Idae publica un Manual de Geotermia que

trata principalmente de la geotermia de alta entalpía. Contiene una sección sobre

aspectos administrativos y normativos sólo para alta entalpía.

• El 17 de diciembre de 2008 el Parlamento Europeo aprobó una propuesta de directiva de

Fomento del Uso de Energía procedente de Fuentes Renovables, que reconoce la

geotermia como una EERR más, incluyéndola dentro de la definición de “energías

procedentes de fuentes renovables.”

• La Normativa Comunitaria. La Directiva 2001/77/CE, así como el Informe de la Comisión

Europea de 2004 sobre la implantación de esta Directiva, ya reconoció la geotermia de alta

entalpía como productor de electricidad –ésta última extendiendo sus consideraciones al

potencial de las fuentes de baja entalpía.

Por ejemplo, el reciente Real Decreto Legislativo 1/2008, sobre la evaluación del impacto

ambiental de proyectos, perdió una oportunidad cuando no entró más a fondo en el mundo de la

geotermia, aplicándose a las perforaciones geotérmicas lo mismo que a las perforaciones

petrolíferas, considerando a ambas “perforaciones profundas”.

El presente Proyecto de Norma Oficial Mexicana establece las especificaciones técnicas de

protección al ambiente que deben observar los responsables de realizar actividades de

construcción de pozos geotérmicos para exploración hasta su evaluación preliminar, que se

ubiquen en zonas agrícolas, ganaderas y eriales, fuera de Áreas Naturales Protegidas y terrenos

forestales y es de observancia obligatoria.

Norma Oficial Mexicana NOM‐004‐CNA‐1996, Requisitos para la protección de acuíferos durante el mantenimiento y rehabilitación de pozos de extracción de agua y para el cierre de pozos en general.

Norma Oficial Mexicana NOM‐052‐SEMARNAT‐1993, Que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.

Norma Oficial Mexicana NOM‐053‐SEMARNAT‐1993, Que establece el procedimiento para llevar a cabo la prueba de extracción para determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.


57

Norma Oficial Mexicana NOM‐059‐SEMARNAT‐2001, Protección ambiental ‐ especies nativas de México de flora y fauna silvestres – categorías de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio ‐ lista de especies en riesgo.

Para efectos de la presente Norma Oficial Mexicana sólo pueden perforarse un máximo de 5 pozos exploratorios por área de interés geotérmico. Se deben colocar señalamientos restrictivos y preventivos, en los que debe anunciarse como mínimo lo siguiente:

‐ Nombre del campo geotérmico

‐ Número o clave del pozo geotérmico exploratorio

‐ Localización (coordenadas geográficas o UTM)

‐ Zonas de riesgo volcánico ‐ Zonas de posibles deslaves en torno a las instalaciones ‐ Zonas de protección ambiental. Durante los trabajos de perforación y mantenimiento de pozos, y durante todas las etapas del

proyecto, el responsable debe instruir al personal que interviene en estas actividades a proteger

el ambiente, así como a evitar que se capture, persiga, cace, colecte, trafique o perjudique a las

especies de flora y fauna silvestres que habitan en la zona, según lo establecido en la Norma

Oficial Mexicana NOM‐059‐SEMARNAT‐2001.

En caso de que el pozo geotérmico resulte improductivo se debe taponar. Asimismo, se debe proceder al cierre definitivo del mismo conforme a las disposiciones técnicas de la NOM‐004‐CNA‐1996.


58

V. EJEMPLO DE APLICACIÓN DE UN PROGRAMA DE PERFORACION

V.I ETAPA 26”Ø

1) Inició construcción del pozo perforando1 en diámetro de 26” desde 2.25 mbnt, hasta la profundidad de 150.0 mbnt.

2) Efectuó viaje de calibración de agujero satisfactoriamente, circuló para limpiar el pozo y proceder a la corrida de tubería2 de revestimiento 20”Ø.

CONDICIONES DE OPERACIÓN CONDICIONES DEL FLUIDO

Peso sobre barrena 2.2‐4.5 ton Densidad 1.04‐1.12 gr/cc

Rotación 100 rpm Viscosidad Marsh 50 seg/lt

Presión de bombeo 0 psi Arena 0.25‐1.0 %

Gasto de Bombeo 330 gal/min

3) Efectúo preparativos e instaló en el piso de perforación el equipo necesario para efectuar la instalación de la tubería de revestimiento 20”Ø.

4) Corrió tubería de revestimiento 20”Ø, grado K‐55, peso 106.5 lb/pie, rosca Buttress, equipada con zapata flotadora 20”Ø tipo stab‐in hasta 148.37 mbnt.

5) Bajó tubería de perforación con conector stab‐in hasta conectar en interior de zapata 20” Ø, verificó acoplamiento de stab‐in y zapata, con sarta conectada a zapata circuló un tiempo de atraso antes de iniciar cementación.

6) Probó líneas de unidad cementadora3 con 2500 psi y efectuó cementación de la tubería de revestimiento.

1 Punto 1.3. para ver Sarta Utilizada 2 Punto 1.9. para ver Tubería de Revestimiento y Accesorios Instalados 3 Punto 1.10. para ver volúmenes utilizados


59

7) Levantó stab‐in 1 m, bombeó 1 bl de agua, observó aflorar cemento franco a los 176 bl, sacó stab‐in a la superficie y esperó tiempo de fraguado.

V.II ETAPA 17½”Ø

1) Perforó zapata de 20”Ø, reconoció agujero 26”Ø a 150.0 mbnt, y perforó4 agujero vertical en diámetro de 17½” de 151.0 mbnt hasta la profundidad de 878.0 mbnt, con circulación normal.

CONDICIONES DE OPERACIÓN CONDICIONES DEL LODO

Peso sobre barrena 2.2‐4.5 ton Densidad 1.10‐1.16 gr/cc

Rotación 100 rpm Viscosidad Marsh 45‐54 seg/lt

Presión de bombeo 100‐450 psi Arena 0.25‐0.75 %

Gasto de bombeo 396‐495 gal/min Filtrado 11.4‐12 cc/30 min

Enjarre 1.0 mm

PROFUNDIDAD mbnt INCLINACIÓN grados

100 1.00

200 1.00

300 1.00

400 1.00

500 1.00

600 1.50

700 1.25

800 1.00

2) Con barrena 17 ½”Ø equipada con motor de fondo 8”Ø con deflexión ajustada a 1.5° reconoció agujero 17½”Ø vertical hasta 878.0 mbnt (fondo), perforó vertical

4 Punto 1.3. para ver Sarta Utilizada


60

hasta 900 mbnt, orientó herramienta desviadora con rumbo N82.17E y perforó agujero direccional hasta 1989.0 mbnt, (profundidad programada) circuló para limpieza del agujero y sacó sarta a superficie, eliminó motor de fondo 8”Ø para continuar perforando nuevamente agujero 17½”Ø vertical.


Peso sobre barrena 2.2 – 11.3 ton Densidad 1.10‐1.16 gr/cc

Rotación 60 ‐ 80 rpm Viscosidad Marsh 50‐60 seg/lt

Presión de bombeo 1600 ‐2100 psi Arena 0.25 – 1.5 %

Gasto de bombeo 627 gal/min Filtrado 6‐10 cc/30 min

Enjarre 1.0 mm

3) Armó y bajó barrena 17 ½”Ø con sarta estabilizada convencional hasta la profundidad de 1989.0 mbnt, (fondo) y perforó agujero 17 ½”Ø normal hasta 2117.0 mbnt en donde observó incremento de torsión, sacó sarta a la superficie y eliminó estabilizadores, bajó misma sarta y perforó hasta 2208.0 mbnt, (profundidad programada) circuló y acondicionó lodo, sacó sarta a superficie.

4) Corrió registro de calibración 17½” de diámetro hasta 2208.0 mbnt, bajó barrena 17½”Ø con sarta convencional hasta 2208.0 mbnt (fondo), circuló para limpiar el pozo y acondicionó el fluido para correr tubería de revestimiento 133/8”Ø.


Peso sobre barrena 9 ‐11.3 ton Densidad 1.10‐1.16 gr/cc

Rotación 80 – 90 rpm Viscosidad Marsh 50‐60 seg/lt

Presión de bombeo 1600 psi Arena 0.25 – 1.5 %

Gasto de bombeo 528 gal/min Filtrado 6‐10 cc/30 min

Enjarre 1.0 mm


61

5) Efectuó preparativos y corrió tubería de revestimiento5 133/8”Ø equipada con sus respectivos accesorios de cementación hasta 2204.92 mbnt y circuló tiempo de atraso, bombeó 30 m³ de lodo tratado con lignito cáustico, efectuó preparativos y cementó6 tubería de revestimiento 133/8”Ø en condiciones satisfactorias en dos etapas (2204.92 a 1065.31 m y 1065.31 m a superficie) esperando tiempo de fraguado en ambas.

6) Instaló cabezal 133/8”Ø S‐900 y efectuó prueba hidráulica al mismo con 1500 PSI x 30 min con resultado positivo, instaló conexiones superficiales de control y prevención, efectuó prueba hidráulica a conexiones superficiales de prevención con 1500 PSI x 30 min con resultado positivo.

7) Bajó barrena 12¼”Ø con sarta convencional, reconociendo tubería de revestimiento 133/8”Ø, perforó cemento y accesorios hasta 2204.92 mbnt, así mismo efectuó pruebas hidráulicas a la profundidad de 1062.0 y 2165.17 mbnt con 1500 PSI x 30 min con resultado positivo, reconoció agujero 17½”Ø hasta 2208.0 mbnt (fondo).

V.III ETAPA 12 ¼” Ø

1) Con sarta de perforación convencional (durante la bajada instaló hules protectores a la tubería de perforación 4½”Ø), perforó agujero 12¼”Ø normal hasta 2240.0 mbnt, circuló y sacó sarta a superficie.

2) Bajó barrena 12¼”Ø equipada con sarta estabilizada 12¼”Ø hasta 2203.05 mbnt, donde encontró resistencia, repasó agujero 12¼”Ø hasta 2240.0 mbnt (fondo), perforó agujero 12¼”Ø normal hasta 2474.0 mbnt, donde se presentó PTC bombeó 20 m³ de lodo y sacó sarta a superficie para eliminar estabilizadores y barrena 12¼”Ø.

3) Bajó barrena 12¼”Ø equipada con sarta convencional hasta 2474.0 mbnt, perforó con PPC y PTC hasta 2668.0 mbnt, (profundidad programada), efectuó viaje corto para verificar la estabilidad del agujero, bombeó y colocó bache (110 m³) para alta temperatura por etapas y saca sarta a superficie.

4) Corrió registro de calibración de diámetro 12 ¼” hasta la profundidad de 2668.0 mbnt.

5 Punto 1.9. para ver Tubería de Revestimiento y Accesorios Instalados 6 Punto 1.10. para ver volúmenes utilizados


62

5) Corrió 2 registros de temperatura‐presión con 9:15 y 13:15 hrs de reposo observando temperatura máxima de 173.89°C y aportación de agua a la profundidad de 2250.0 mbnt Procede a la obturación de zona de aportación con tapones de cemento.

a) Con T.P. 4½”Ø colocó tapón de cemento No. 1 en intervalo de 2451 – 2651 mbnt, Probó líneas con 3150 psi, bombeó 96 bls de lechada de cemento de 13.842 lb/gal, 42 bls de lodo, soltó dardo de plug cátcher, 67 bls de lodo presión final 60 psi, la operación se realizó con PTC, sacó T.P. a la superficie, esperó fraguado.

b) Con T.P. franca verificó cima de cemento a 2521.19 mbnt, colocó tapón de cemento No. 2 en el intervalo de 2318‐2518 mbnt (96 bls de lechada de cemento de 13.808 lb/gal), con barrena 12 ¼”Ø verificó cima de cemento a 2400.50 mbnt, rebajó cemento normal hasta 2479.0 mbnt y con PPC hasta 2668.0 mbnt (fondo), bombeó y desplazó bache (60 m³) de lodo para alta temperatura, sacó sarta a la superficie.

6) Corrió serie de 2 registros de temperatura‐presión con 6 y 10 hrs de reposo, observándose temperatura máxima de 138.17°C.

7) Bajó barrena 12 ¼”Ø con sarta convencional reconoció y acondicionó agujero hasta 2668.0 mbnt, (fondo), bombeó y desplazó bache (60 m³) para alta temperatura, sacó sarta hasta la superficie.


Peso sobre barrena 4.5 – 9 ton Densidad 1.10‐1.16 gr/cc

Rotación 80 – 90 rpm Viscosidad Marsh 45‐60 seg/lt

Presión de bombeo 1700 – 0 psi Arena 0.25 %

Gasto de bombeo 488 – 264 gal/min Filtrado 7‐10 cc/30 min

Enjarre 1.0 mm


63

REGISTRO DE PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN

INTERVALO

(mbnt)

TIPO DE PÉRDIDA

VOLUMEN

m3

2474 – 2483 P.PC. 20

2483 – 2668 P.T.C. 4054


2288.0 3.5

2438.0 3.0

8) Instaló equipo de manejo, apriete e instrumentación para registro de la operación, efectuó corrida de tubería de revestimiento 95/8”Ø peso 47 lb/ft, grado L‐80, rosca Multivam, en 1ª sección equipada con accesorios de flotación y anclaje, para la operación de cementación, libremente hasta 2668.0 mbnt, (fondo, anclando en la tubería en el intervalo 2044.19 – 2666.0 mbnt).

9) Con unidad de cementación Halliburton, efectuó cementación primaria a la tubería de revestimiento 95/8”Ø.

10) Bajó empacador para tubería de revestimiento 133/8”Ø con tubería de perforación 4½”Ø x.h. hasta 1880.94 mbnt, donde lo operó para efectuar cementación de tubería de revestimiento 95/8”Ø en 2da. Etapa.

11) Con unidad de cementación Halliburton, realizó cementación en 2da. Etapa.

12) Con barrena 12¼”Ø reconoció tubería de revestimiento 13 3/8”Ø hasta 1980.00 mbnt, donde detectó cima de cemento, rebajó cemento hasta 2044.19 mbnt, (colgador 13 3/8”Ø x 9

5/8”Ø), circuló y efectuó prueba hidráulica con 1500 psi 30min. Con resultado positivo, circuló y acondicionó lodo para correr tubería de revestimiento 95/8”Ø en 2da. Sección y sacó sarta a superficie.

13) Instaló equipo de manejo, apriete e instrumentación para registro de operación y efectuó corrida de tubería de revestimiento 95/8”Ø, peso 47.0 lb/ft, grado L‐80,


64

rosca multivam en 2da sección equipado con accesorios de cementación hasta la profundidad de 2043.19 mbnt, (1.0 m, arriba de colgador 13 3/8”Ø x 9

5/8”Ø).

14) Con unidad de cementación Halliburton efectuó cementación de la tubería de revestimiento en 2da. Sección de 0.0 – 2043.19 mbnt.

15) Instaló conexiones superficiales de prevención y control, probando su correcto funcionamiento satisfactoriamente.

16) Con barrena 8½”Ø reconoció interior de tubería 95/8”Ø detectando cima de cemento a la profundidad de 1926.0 mbnt, rebajó cemento hasta 2013.88 mbnt, efectuó prueba hidráulica con resultado positivo con 2000 psi, rebajó cemento y accesorios hasta 2046.0 mbnt, bajó barrena libremente hasta la profundidad de 2562.0 mbnt, donde verificó cima de cemento, rebajó hasta 2636.24 mbnt, y efectuó prueba hidráulica positiva con 2000 psi con resultado positivo, rebajó cemento y accesorios hasta 2663.0 mbnt, cambió columna de lodo por agua, sacó sarta a la superficie, corrió registro eléctrico C.E.T. de 2663.0 a 1163.0 mbnt, bajó barrena 8½”Ø, rebajó cemento de 2663.0 mbnt hasta 2666.0 mbnt (zapata 95/8”Ø) y reconoció agujero 12¼”Ø hasta 2668.0 mbnt (fondo).

V.IV ETAPA 8½”Ø

1) Con barrena 8½”Ø y sarta convencional a 2668.0 mbnt (fondo), perforó agujero 8½”Ø normal hasta 2700.0 mbnt, sacó sarta a la superficie y cambió barrena tricónica por PDC, perforó normal hasta 2705.0 mbnt, perforó con PPC hasta 2721.0 mbnt y PTC hasta 2917.0 mbnt (profundidad programada), colocó bache para alta temperatura en el intervalo de 2917 – 2518.62 mbnt y sacó sarta a superficie


Peso sobre barrena 4.5 – 9 ton Densidad 1.04 gr/cc

Rotación 80 – 90 rpm

Presión de bombeo 750‐0 psi

Viscosidad Marsh 45‐50 seg/lt Gasto de bombeo 264 gal/min


65

REGISTRO DE PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN

INTERVALO

(mbnt)

TIPO DE PÉRDIDA

VOLUMEN

m3

2705 – 2721 P.P.C. 10

2721 – 2760 P.T.C. 440

2760 – 2777 P.P.C. 79

2263 – 2463 P.T.C. 1122


2588.0 2

2738.0 1.25

2888.0 1.0

2) Corrió 04 registros dobles de Temperatura y presión por estaciones hasta 2900.00 mbnt temperatura máxima de 306.94°C.

3) Bajó barrena 8½”Ø equipada con sarta convencional hasta 2917.0 mbnt, (fondo) levantó sarta hasta 2503.25 mbnt, introdujo tubería de revestimiento 95/8”Ø, bombeando bache para alta temperatura, continuó sacando sarta hasta superficie.

4) Efectuó preparativos y corrió 288.93m de tubería de revestimiento 7”Ø ranurada TN‐80‐3% Cr, 29 lb/ft TSH Blue, equipada con zapata 7”Ø guía y colgador 95/8”Ø x 7”Ø, bajándola con tubería de perforación 4¼”Ø xh hasta la profundidad de 2917.0 mbnt, (fondo) operó colgador 95/8”Ø x 7”Ø anclándola en el intervalo de 2627.07 – 2916.00 mbnt, sacó soltador a superficie sin rotación.

V.V TERMINACIÓN

1) Desmanteló conexiones superficiales de control, instaló carrete de expansión 12” x 10” S‐900 y válvula maestra 10” x 10” S‐900, en posición de producción, instalación nuevamente el equipo de prevención, probó las conexiones superficiales con 1200


66

psi, con resultado satisfactorio, en el transcurso de estas maniobras, lavó presas del equipo y recuperó agua en las mismas.

2) Bajó barrena 6”Ø con sarta convencional lavando pozo con PTC, hasta 2915.69 mbnt, (Zapata 7”Ø), levantó sarta bombeando agua por estaciones hasta 2627.0 mbnt, cerró preventor e inyectó 150 m³ de agua con lignito cáustico con PTC y 0 psi, sacó sarta a superficie, el volumen total de agua empleado fue de 682 m³.

3) Corrió 01 registro de presión y temperatura por estaciones hasta 2900.0 mbnt con 60 hrs de reposo, temperatura máxima de 334.20°C.

4) Quebró en su totalidad la tubería de perforación 4¼”Ø, 3½”Ø y herramientas usadas, cerró la válvula maestra dando por terminada la construcción del pozo 229D a las 15:00 hrs el día 11 de agosto de 2008.


67

VI.‐ CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Hoy en día la perforación de pozos geotérmicos es algo que tiene futuro por delante, no puede

considerarse como una alternativa al consumo de los hidrocarburos, sino como una opción en el

desarrollo del sector eléctrico; implementando tecnología para el buen desarrollo de un pozo y

una buena explotación de los mismos. Se han buscado nuevas alternativas a implementar en esta

rama de la perforación como la implementación de métodos para cementación de tuberías por las

concentraciones de altas temperaturas, así como una explotación optima del yacimiento

geotérmico. En el campo geotérmico de Cerro Prieto actualmente se están perforando pozos

direcciónales y con esto se ha demostrado que son de mayor productividad que un pozo

vertical; por lo que comunican una mayor área de la formación productora.

La poca experiencia en pozos horizontales en la geotermia ha reducido la perforación de los

mismos aunque no quiere decir que con esto no se estén perforando pozos.

La energía geotérmica se puede considerar como una alternativa en el desarrollo del sector

eléctrico, actualmente en México se está utilizando para este sector, tomando en cuenta las

fuertes demandas de la energía eléctrica en nuestro país. En cuanto a su explotación se han

implementado varios métodos para que la extracción y consumo sea mínimo; de manera

satisfactoria para el yacimiento, es necesario conocer el tiempo de vida del campo geotérmico

(capacidad del yacimiento, fuente calorífica, reabastecimiento de agua).

Para la perforación de estos pozos se implementan técnicas petroleras, la presencia de altas

temperaturas ocasiona que se implemente una técnica por medio de químicos para que el fluido

de perforación tenga un buen desempeño, en la cementación también s e utilizan aditivos

especiales para un mayor desempeño del cemento.

La energía geotérmica es una de las 10 energías del futuro, ¿Por qué? Muy fácil una planta

geotérmica puede generar de forma fácil y económica 110 MW lo mismo que una granja solar o

eólica. El calor interno de la tierra es un recurso que es inagotable y renovable.


68

Estamos empezando a recurrir con la explotación de dicha energía, ya que es prometedora y

recomendable para la calefacción, generación de energía eléctrica, hidroponía, acuicultura y

procesos industriales.

En México deberíamos de implementar la utilización de este recurso renovable que es la energía

geotérmica proveniente del subsuelo, no solo para la generación de energía eléctrica sino que

también para la utilización de procesos de calefacción, hidroponía, acuicultura y procesos

industriales, etc.

Por último crear nueva tecnología o asesorarnos con los países más avanzados en la explotación

de este recurso para la buena obtención y explotación del mismo campo geotérmico, México

tiene un buen futuro con este recurso y por ello estamos iniciando la explotación de una manera

breve, eficiente y concisa.


69

BIBLIOGRAFIA

• PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO ACELERADO PARA INGENIEROS SUPERVISORES DE POZO

COMPAÑÍA SCHLUMBERGER.

• DRILLING SCHOOL, SECCION 8, CEMENTACION.

• ESCUELA DE PERFORACION, SECCION 9, REGISTROS Y PERFORACION DIRECCIONAL.

• INTRODUCCION A LA PERFORACION DIRECCIONAL, IGNACIO GORGONE, DEPARTAMENTO

DE DISEÑO, MEXICO Y CENTRO AMERICA, SCHLUMBERGER.

• ALONSO H. Y MOOSER, F. 1954 EL POZO M‐3 CAMPO GEOTERMICO DE CERRO PRIETO.

• WISSER E. 1954. GEOLOGY AND ORE DEPOSITS OF BAJA CALIFORNIA MEXICO, ECON,

GEOL. V.49, N. 1

• SANTILLAN Y BARRERA, 1930, POSIBILIDADES PETROLIFERAS DE LA COSTA OCCIDENTAL DE

BAJA CALIFORNIA.

• FERNANDEZ G. 1964, CALCULO DE LA CAPACIDAD INSTALABLE EN CERRO PRIETO BAJA

CALIFORNIA EN LOS POZOS M‐3 Y M‐5 ARCHIVOS DE COMISION FEDERAL DE

ELECTRICIDAD.

• C.R.N.N.R. INFORME DE LEVANTAMIENTO GRAVIMETRICO DE LA ZONA GEOTERMICA DE

MEXICALI, ARCHIVO DE COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD.

• WELL DRILLING, LESSON 29, CEMENTING, HANS JUVKAM‐ WOLD, PETROLEUM

ENGINEERING, FALL 2002.

• TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DE POZOS GEOTERMICOS, TESIS PROFESIONAL 1991,

FELIPE DE LA VEGA MENDOZA, INGENIERO PETROLERO.

• COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD, 2004, GEOTERMOELECTRICA CERRO PRIETO,

REVISTA INFORMATIVA.

• COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD, 1990, MANUAL DE PERFORACION DE POZOS

GEOTERMICOS EN CERRO PRIETO, BAJA CALIFORNIA.


70

ANEXO A.

INDICE DE FIGURAS

FIG. 1 MODELO CONCEPTUAL DEL YACIMIENTO GEOTERMICO DE CERRO PRIETO‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 8

FIG. 2 MAPA DE LOCALIZACION DE LA ZONA GEOTERMICA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 9

FIG.3 EQUIPO D E PERFORACION, OPERANDO LAS 24 HORAS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 12

FIG.4 PERFORACION DE DIAMETRO DE 17 ½” ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 13

FIG.5 PLATAFORMA D EPERFORACION VERTICAL ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 15

FIG.6 MAPA DE PROYECCION TRANSVERSAL CILINDRICA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 17

FIG.7 CUADRICULA UTM ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 18

FIG.8 MAPA DE PROYECCION CONICA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 19

FIG.9 LINEAS D E FLUJO D ELA TIERRA‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 20

FIG.10 NORTE CUADICULADO Y NORTE GEOGRAFICO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 21

FIG.11 DESCRIPCION D EUN EQUIPO D EPERFORACION ROTARIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 29

FIG. 12 Y 15 SISTEMA DE IZAJE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 30,32

FIG. 13 Y 16 SISTEMA DE CIRCULACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 30,33

FIG.14 MESA ROTARIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 31

FIG.17 ARREGLO DE PREVENTORES ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 34

FIG.18 DISEÑO D EUNA CEMENTACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 35

FIG. 19 CEMENTACION PRIMARIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 36

FIG.20 CEMENTACION FORZADA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 37

FIG.21 TAPON DE DESVIO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 40

FIG.22 TAPON DE ABANDONO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 40

FIG.23 TAPON DE PÉRDIDA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 41

FIG.24 TAPON PARA PRUEBA DE INTERVALOS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 42


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FIG.25 TIPOS DE REVESTIDORES ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 43

FIG.26 REVESTIMIENTO DETUBO CONDUCTOR ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 44

FIG.27 CEMENTACION TIPO STAB‐IN ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 45

FIG.28 CEMENTACION EXTERNA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 46

FIG.29 REVESTIDOR DE SUPERFICIE ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 47

FIG.30 REVESTIMIENTO INTERMEDIO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 48

FIG.31 CEMENTACION EN DOS ETAPAS ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 49

FIG.32 REVESTIDOR DE PRODUCCION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 50

FIG.33 UNIDAD CEMENTADORA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 52

FIG.34 CEMENTACION DE TR 13 3/8” ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 52

FIG. 35 DIAGRAMA DE UN TRABAJO DE CEMENTACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 53


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ANEXO B.

CONCEPTOS

PERFORACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 11

PERFORACION DIRECCIONAL ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 15

CUCHARA DE DESVIACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 24

PERFORACION ROTARIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 25

CEMENTACION ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 35

CEMENTACION PRIMARIA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 36

CEMENTACION FORZADA ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 37

¿Qué SON LOS POZOS GEOTERMICOS? ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 54

¿QUE ES LA GEOTERMIA? ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 55


73

ANEXO C. GLOSARIO

POZO SOMERO: Pozo de agua generalmente excavado a mano, que sirve para obtener agua del

nivel freático, principalmente para usos domésticos.

ENTALPIA: Del prefijo en y del griego thalpein calentar), fue escrita en 1850 por el físico alemán

Clausius. La entalpía es una magnitud de termodinámica simbolizada con la letra H, la variación de

entalpía expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema

termodinámico, o, lo que es lo mismo, la cantidad de energía que tal sistema puede intercambiar

con su entorno.

POZO EXPLORATORIO: Primer pozo que se perfora con la finalidad de encontrar petróleo o gas.

YACIMIENTO: Es un cuerpo rocoso subterráneo que tiene porosidad y permeabilidad suficiente

para almacenar y transmitir fluidos.

CPII: Cerro Prieto II

CPI: Cerro Prieto I

REOLOGIA: Es la parte de la física que estudia la relación entre el esfuerzo y la deformación en los

materiales que son capaces de fluir.

PERDIDA DE CIRCULACION: La pérdida de lodo hacia las formaciones se llama perdida de

circulación o pérdida de retornos. Ésta ha sido uno de los factores que más contribuye a los altos

costos del lodo.

PRESION DE FRACTURA: Es la fuerza por unidad de área requerida para vencer la presión de

formación y la resistencia de la roca.

PRESION DE FORMACION: Es aquella a la que se encuentran confinados los fluidos dentro de la

formación.


74

PRESIÓN HIDROSTÁTICA: Es la causada por el peso de una columna de fluido sobre una unidad de

área.

GRADIENTE DE PRESIÓN: Es la variación de la presión con respecto a la profundidad.

INTRUSIÓN: Concepto fonológico correspondiente a la introducción de sonidos nuevos; fenómeno

geológico.

TR: Tubería de revestimiento

BARRENA: La herramienta que es utilizada para fracturar la roca. Cualquier otra cosa

asociada a un equipo de perforación se encuentra directa o indirectamente, asistiendo a la

barrena en el proceso de perforación.

Agujero Descubierto – Agujero descubierto o sin tubería de revestimiento.

Cemento – Material usado para sellar permanente el espacio anular entre la tubería de

revestimiento y la pared del agujero, espacios que causan perdidas de fluidos y para otras

operaciones.

Centralizadores – Una faja metálica formada como un arco de cacería, usualmente en

grupo, utilizados para mantener la tubería de revestimiento en el centro del agujero

(“centralizador”) antes de y durante el trabajo de cementación.

Changuera – La pequeña plataforma en la que está parado el Operario de Torre o Chango,

mientras “viaja” las tuberías.


75

Conductor – Sarta de tubería de revestimiento que usualmente es puesta dentro del pozo

de primero, particularmente en pozos terrestres, mayoritariamente para prevenir que las

paredes del agujero se desprendan en el pozo.

Corrida de Tubería – Acción de sacar la sarta de perforación del pozo o de reemplazarla

por otra. Esto es usualmente realizado por que la barrena ya no es eficiente en la

perforación y debe ser reemplazada. Vea viaje redondo.

Espacio Anular – Es el espacio entre dos tuberías concéntricas, o el espacio entre la

tubería y el agujero descubierto donde un fluido (gas o líquido) puede fluir.

Evaluación (Survey, Medición) – Medición completa de la inclinación y acimut de un pozo.

En ambos casos pozos direccionales o verticales, la posición del pozo debe ser conocida

con un grado razonable de exactitud para asegurar que la dirección del pozo es la correcta

y para conocer su ubicación en caso de que sea necesaria la perforación de un pozo de

alivio.

Malacate – La maquina en el equipo de perforación que consiste en una bobina de acero

de gran diámetro, frenos, una fuente de poder y varios aparatos auxiliares. La función

principal de esta máquina es la de bobinar hacia afuera y rebobinar la línea de producción,

una cuerda de acero de gran diámetro en un modo controlado.

Medición‐Durante‐Perforación (MWD) – La evaluación de propiedades físicas,

usualmente relacionadas con presiones, temperaturas y trayectorias del agujero en

espacios tridimensionales, mientras extienden la profundidad de un agujero.

Pérdida de Circulación – La reducción o total ausencia de flujo de fluido hacia el espacio

anular, cuando el fluido es bombeado a través de la sarta de perforación.


76

Pescado – Cualquier cosa pérdida en el hueco. No importa si el pescado consiste en una

pieza de desecho de metal, una herramienta de mano, un pedazo de tubería de

perforación o collares de perforación, o un MWD y paquete de perforación direccional de

miles de millones de dólares. Una vez que el componente se pierde, se referirán a el

simplemente como “el pescado”.

Registros de Cementación (CBL) – Medida de la integridad de la cementación,

especialmente para determinar si el cemento esta adherido firmemente en la parte

exterior de la tubería de revestimiento. El registro es típicamente de naturaleza sónica y

viene en distintos tipos dependiendo del proveedor de servicios y el fabricante de la

herramienta.

Sarta de Perforación – La combinación de la tubería de perforación y el ensamble de

fondo, junto con otras herramientas utilizadas para hacer que la barrena de perforación

gire en el fondo.

Sarta Telescópica – Sarta de perforación o tubería de revestimiento que cosiste de más de

un diámetro. En la mayoría de las tuberías telescópicas, el diámetro más grande se va a

encontrar en el tope y el diámetro más pequeño en el fondo.

Zapata Flotadora – Una pequeña pieza de equipo, muchas veces con los extremos redondeados, conectada a una válvula “check”, muchas veces encontrada en el fono de la tubería de revestimiento.

instituto politecnico naciona1 -...

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