UNIVERSIDAD VERACRUZANA

TRABAJO PRÁCTICO

Nombre del alumno: José Manuel Pérez Mendoza

Carrera: Ingeniería Petrolera

Nombre del trabajo: Evaluación de la Perforación Bajo Balance en el pozo Costero 19

Facultad de Ciencias químicas

22 de abril de 2023

INTRODUCCIÓN

La perforación de pozos petroleros ha ido evolucionando de una manera

vertiginosa desde que en el año de 1859 se perforó el primer pozo de aceite. En la

actualidad existen múltiples técnicas y nuevas tecnologías para la perforación de

pozos en la industria petrolera, considerando que la perforación de los pozos es

un reto y se tienen complicaciones durante las operaciones y el mismo paso

acelerado de la extracción de hidrocarburos, así mismo la importancia económica

y social que tienen han hecho esto posible.

Los yacimientos petrolíferos que presentan un depresionamiento en sus

formaciones han sido un gran reto para la industria petrolera por los problemas

que se presentan durante los procedimientos de la perforación, algunos de ellos

son: pérdidas totales de circulación, pegaduras por presión diferencial,

atrapamiento, etc., todos estos problemas derivan en pérdidas económicas y de

tiempo para la empresa.

El propósito de este trabajo es presentar ésta técnica exponiendo una descripción

de las operaciones a realizar, iniciando con una pequeña reseña histórica de la

perforación, señalando las principales ventajas de la perforación bajo balance,

como también los factores que determinan a que un pozo sea candidato a usar

ésta técnica de perforación, así mismo las consideraciones necesarias para

implementarla.

MARCO HISTÓRICO

Historia de la perforación.

La evolución de la perforación ha sido muy notoria y significativa desde que Edwin Drake perforará el primer pozo petrolero en el año de 1859, en Pensilvania, Estados Unidos. Las técnicas y tecnologías para perforar en aquellos tiempos eran muy austeras, utilizando la fuerza bruta del humano, trayendo como resultados jornadas laborales muy pesadas, lentas y laboriosas.

La tecnología utilizada para la perforación de éste y los demás pozos que se perforaban en aquellos tiempos fue la de Pértiga Flexible, con métodos manuales.

Según Dan Yeargin en su libro “The prize” los primeros “taladros” para perforar consistían en barras grandes y pesadas que eran levantadas sobre un eje de manera manual y posteriormente las dejaban caer, con el objetivo de demoler las rocas en el fondo del pozo. Los trabajadores retiraban manualmente todos los residuos rocosos; una vez que llegaban a la formación productora, pasaban a extraer el aceite crudo con cubos o bombas manuales para agua.

Más tarde fueron ideándose nuevos métodos mecánicos de perforación e incluyeron a la máquina de vapor, esto hizo que se sustituyera al trabajador para los levantamientos de las barras, que eran aún más grandes y pesadas, aunado a esto las primeras torres de perforación proporcionaban más fuerza y rapidez al proceso de perforación.

Para el caso de México, la máquina de vapor se siguió utilizando hasta bien entrada la mitad del siglo XX, y sirvió para dar un movimiento recíproco al cable de perforación a través de una rueda grande llamada 'rueda motora', cuya flecha de metal estaba conectada a un extremo del balancín por medio de una manivela y una biela. El cable de perforación, conectado al otro extremo del balancín, recibía así un movimiento de percusión. Se usó una torre simple con tres apoyos en el piso, de forma separada, y unidos en la parte superior a manera de horqueta triple donde se hacían pender poleas como puntos de apoyo, sobre las que se proyectaba la fuerza motora para introducir o extraer herramientas.

A la postre alrededor del siglo XX se desarrolló la tecnología de la perforación rotaria, la primera perforación realizada con este sistema se efectuó en 1901, en el campo Spindle Top, cerca de Texas, E.U. , las sartas de perforación rotatorios operan como un destornillador masivo, girado desde el piso de perforación por una máquina de vapor. La barrena se impulsa en la roca en la parte inferior del eje,

rompiéndola en trozos pequeños. Estos trozos se pueden transportar a través del tubo hueco de la sarta. Esta metodología permitió un trabajo mucho más rápido y mucho más barata en mano de obra. Si bien la tecnología ha mejorado mucho desde comienzos del siglo 20, la perforación rotatoria sigue siendo la manera preferida de extracción en los pozos petroleros.

En esta época se tenía pensado que el sistema rotatorio sólo funcionaba con formaciones blandas, con el desarrollo y evolución de las barrenas revolucionó la perforación de los pozos, permitiendo perforar formaciones con una mayor dureza.

La perforación en zonas marinas (aguas poco profundas y lagos) fue implementada a finales del siglo XIX. Las plataformas utilizadas son relativamente la misma configuración que las utilizadas en tierra, utilizaban la tecnología rotaria con una torre de perforación que estaba anclada al fondo del lecho marino.

MARCO TEÓRICO

¿QUÉ ES LA PERFORACIÓN BAJO BALANCE?

Es una técnica de perforación no convencional en la cual las presiones utilizadas en las operaciones para la perforación de las formaciones es menor que la presión ejercida por la formación (presión de poro).

Es decir los fluidos utilizados para perforar (lodo de perforación) son diseñados para que la columna hidrostática sea menor que la presión de poro, todo esto en la sección de agujero descubierto que se tenga interés.

Con el fin de controlar todos los fluidos aportados por la formación una operación de perforación bajo balance necesitará de equipos adicionales y procedimientos para llevar a cabo de una manera óptima la actividad.

DENSIFICACIÓN DEL LODO DE PERFORACIÓN.

Desde un inicio la presión hidrostática ejercida por el fluido de perforación puede ser menor a la presión de la formación, esto puede ser provocado por la presencia de fluidos no deseados (en es especial el gas), o puede ser inducida mediante la inyección de gas natural o nitrógeno, con esto se alcanza las condiciones de perforación bajo balance.

1. Diferencia entre Perforación Convencional y Bajo Balance.

VENTAJAS DE LA PERFORACIÓN BAJO BALANCE

El objetivo principal de la perforación bajo balance es la reducción de costos, maximizando la producción del pozo y minimizando los problemas de perforación.

A continuación mencionaremos algunas ventajas de esta técnica que dan como resultado la optimización económica del pozo.

DISMINUCIÓN DE LOS COSTOS DE PERFORACIÓN

Incremento en la velocidad de perforación. La presión presente en la cara de la formación está relacionada con las pérdidas de fricción en el espacio anular y por la columna de lodo utilizada durante la perforación; con la técnica de perforación bajo balance podemos disminuir la densidad del lodo de perforación, esto nos da como resultado que la diferencia de presión que existe entre la cara de la formación y la presión de poro disminuye, trayendo como resultado un incremento en la velocidad de perforación (2 a 5 veces) y disminuyendo las pérdidas por fricción.

Incremento en la vida de la barrena. Considerando el punto anterior con el incremento de la velocidad de perforación el traslado de los recortes a superficie es más eficiente, es decir, disminuye el efecto de estancamiento de los ripios.

Reducción de las pérdidas de circulación. Puede ocurrir este tipo de problema cuando la presión que está ejerciendo el lodo de perforación es mayor que el gradiente de fractura de la formación, el fluido se filtra a las formaciones trayendo como consecuencia un posible descontrol del pozo y pérdidas económicas.

Con ésta técnica de perforación este tipo de problemas puede ser descartado, con el uso de fluidos menos denso, de tal manera que la presión de la formación sea mayor que la aplicada por el lodo de perforación, esto se puede lograr con el uso de fluidos livianos o aireados.

Reducción de tiempo de limpieza y pruebas de pozos.