perforacion exploratoria

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PERFORACION DE UN POZO EXPLORATORIO I. INTRODUCCION Luego de realizar una exploración sísmica, se procede a la verificación de la existencia de hidrocarburos en la zona explorada. La única manera de saber realmente si hay hidrocarburos en el sitio donde la investigación geológica propone que se podría localizar un depósito de los mismos, es mediante la perforación de un pozo de exploración. El primer pozo que se perfora en un área geológicamente inexplorada se denomina "pozo exploratorio”, éstos se realizan con el fin de localizar las zonas donde se encuentra el hidrocarburo, de acuerdo con los datos obtenidos de estudios geológicos previos. Cuando se descubre su existencia, alrededor del pozo exploratorio se perforan otros pozos, llamados de "avanzada" o "delimitación", con el fin de delimitar la extensión del yacimiento y calcular el volumen de hidrocarburo que pueda contener, así como la calidad del mismo, posteriormente vendrán los pozos de desarrollo. Existen diversas formas de efectuar la perforación: Perforación Convencional: Vertical Direccional Perforación Horizontal. Perforación Multilateral. Pero el modo más eficiente y moderno es la perforación rotaria con circulación de lodo. La profundidad de un pozo es variable, dependiendo de la región y de la ubicación a la cual se encuentra la estructura geológica o formación seleccionada con posibilidades de contener hidrocarburos. II. OBJETIVOS El objetivo de la perforación exploratoria es confirmar o no la existencia de hidrocarburos en la zona explorada. Perforar pozos petroleros en forma eficiente, segura, económica y que permita la explotación adecuada de los hidrocarburos.

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PERFORACION EXPLORATORIA

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DIPLOMADO EN TECNOLOGIA DEL PETROLEO Y GAS NATURAL

PERFORACION DE UN POZO EXPLORATORIOI. INTRODUCCIONLuego de realizar una exploracin ssmica, se procede a la verificacin de la existencia de hidrocarburos en la zona explorada. La nica manera de saber realmente si hay hidrocarburos en el sitio donde la investigacin geolgica propone que se podra localizar un depsito de los mismos, es mediante la perforacin de un pozo de exploracin.El primer pozo que se perfora en un rea geolgicamente inexplorada se denomina "pozo exploratorio, stos se realizan con el fin de localizar las zonas donde se encuentra el hidrocarburo, de acuerdo con los datos obtenidos de estudios geolgicos previos. Cuando se descubre su existencia, alrededor del pozo exploratorio se perforan otros pozos, llamados de "avanzada" o "delimitacin", con el fin de delimitar la extensin del yacimiento y calcular el volumen de hidrocarburo que pueda contener, as como la calidad del mismo, posteriormente vendrn los pozos de desarrollo.Existen diversas formas de efectuar la perforacin: Perforacin Convencional: Vertical Direccional Perforacin Horizontal. Perforacin Multilateral.Pero el modo ms eficiente y moderno es la perforacin rotaria con circulacin de lodo. La profundidad de un pozo es variable, dependiendo de la regin y de la ubicacin a la cual se encuentra la estructura geolgica o formacin seleccionada con posibilidades de contener hidrocarburos.II. OBJETIVOS El objetivo de la perforacin exploratoria es confirmar o no la existencia de hidrocarburos en la zona explorada. Perforar pozos petroleros en forma eficiente, segura, econmica y que permita la explotacin adecuada de los hidrocarburos.

III. DESARROLLOLa Perforacin Exploratoria se divide en etapas de trabajo:1. Primera Etapa: ACONDICIONAMIENTO DEL TERRENOLa etapa de perforacin se inicia acondicionando el terreno mediante la construccin de "planchadas" y los caminos de acceso.Para la preparacin de la planchada, se debe:a) Asegurar que el rea de perforacin se ajuste a normas de seguridad industrial.

b) Prever los eventuales efectos ambientales que puedan producirse en el sitio propuesto, como resultado de las operaciones de perforacin o produccin subsecuente. As mismo contar con sitios alternativos, para la ubicacin del pozo propuesto, dentro del rea geolgicamente posible.

c) Almacenar y seleccionar los restos vegetales y suelos protegindolos de la erosin para su uso en el sitio durante la fase de restauracin. Ninguno de estos materiales sern dispuestos fuera de los lmites del rea de construccin aprobada para la planchada, excepto cuando cuenten con la previa aprobacin de la AAC.

d) Asegurar que el rea de la planchada tenga un mximo de dos (2) hectreas para el rea de la perforacin, excluyendo el rea del campamento y 0.5 hectreas por cada pozo adicional perforado en el mismo sitio. Los requerimientos para reas de mayor dimensin debern ser respaldados por justificativos tcnicos y econmicos previamente aprobados por la AAC en la DIA.

e) Considerar el uso de tcnicas de perforacin de pozos mltiples desde una misma planchada, con el objetivo de minimizar la deforestacin, la alteracin del suelo y el medio ambiente.

2. Segunda Etapa: SELECCIN DEL EQUIPO DE PERFORACIONDe acuerdo con la profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se van a atravesar y condiciones propias del subsuelo, se selecciona el equipo de perforacin ms indicado.Existen varios tipos de equipos de perforacin, donde el ambiente de trabajo, desempea un papel importante. Se clasifican en dos amplias categoras, los que trabajan en tierra, y los que trabajan en mar adentro. Algunos expertos han creado una tercera categora, denominada: equipos que trabajan en aguas continentales, capaces de perforar en lagos, pantanos y estuarios. Los equipos terrestres (utilizados en nuestro pas) son muy parecidos aunque varan en ciertos detalles como su tamao o su capacidad para trasladarse de un lugar a otro. El tamao determina la profundidad a la que se puede perforar. Los rangos de profundidad de los pozos donde existen o pueden existir yacimientos de aceite o gas, van de miles de pies a decenas de miles de pies. Los equipos terrestres se clasifican por la potencia que ejercen segn la profundidad que perforan en:EQUIPOPROF. MAXIMA DE PERFORACION (pies)

Trabajo Ligero3000 - 5000

Trabajo Regular4000 10000

Trabajo Pesado12000 16000

Trabajo Muy Pesado18000 - 25000

Los equipos pueden perforar pozos menos profundos que su lmite inferior, pero econmicamente pueden salirse del margen previsto, pero nunca un pozo deber exceder su lmite mximo de profundidad, ya que pondra en riesgo tanto al pozo como la seguridad del equipo y del personal que colabora en la operacin, puesto que no pueden sostener grandes pesos para perforar pozos ms profundos. La portabilidad es una parte caracterstica de los equipos de perforacin terrestres. Un equipo puede perforar un pozo en un lugar, ser desensamblado, llevado a otro sitio y ser armado para perforar otro pozo, esta caracterstica influye en gran aspecto en el valor de la profundidad que se puede alcanzar con el equipo.CONSIDERACIONES PARA LA SELECCIN DE UN EQUIPO El territorio donde van a operar. El rango de profundidad y tamao de los pozos a perforar. Las cargas esperadas de los revestidores. El rango de velocidades de rotacin y el torque requerido. El peso y tamao de los componentes de la sarta de perforacin. Sistema de circulacin, tanques, mltiples y equipo de control de slidos. Servicios auxiliares y la potencia que requieren. Altura de la subestructura Espacio libre bajo ella. Arreglo de preventores. Controles.

EL EQUIPO DE PERFORACIONLos Cinco Sistemas ms importantes en un Equipo de Perforacin son:1. Sistema de Potencia2. Sistema de Rotacin3. Sistema de Levantamiento de Cargas4. Sistema Circulante de Fluidos5. Sistema de Prevencin de Reventones1.- SISTEMA DE POTENCIA

Constituido por motores de combustin interna, los cuales generan la fuerza o energa requerida para la operacin de todos los componentes de un taladro de perforacin. En un taladro de perforacin se necesitan varios motores para proveer esta energa, estos en su mayora son del tipo Diesel por la facilidad de conseguir el combustible; depender del tamao y capacidad de la torre, l nmero de motores a utilizar. La energa producida es distribuida al taladro de dos formas: mecnica o elctrica.2.- SISTEMA DE LEVANTAMIENTO O IZAJEConstituido por:La Estructura Soportante1. La Sub-Estructura2. El Piso del Equipo de Perforacin3. La Torre de PerforacinEl equipo para el Izaje o Levantamiento de cargasLos principales componentes son:1. Malacate2. Bloque de Corona3. Bloque Viajero4. Gancho5. Elevador6. Cable Lnea de Perforacin

SUB ESTRUCTURA DE LA TORREPISO DE LA TORRE DE PERFORACIONTORRE DE PERFORACION

3.- SISTEMA DE ROTACIN

1. Ensamblaje Rotatorio Mesa RotariaLa funcin principal de la mesa rotaria es transmitir el momento de torsin (torque) e impartir el movimiento giratorio al vstago y por medio de el a toda la sarta de perforacin.Entre sus accesorios ms importantes estn: Buje Maestro Buje del Cuadrante Kelly Bushing

Top DriveConsiste en que la sarta de perforacin y el ensamblaje de fondo reciben la energa para su rotacin, desde un motor que va colgado del Bloque Viajero. El equipo cuenta con un Swibel integrado, un manejador de tubera, el cual posee un sistema para enroscar y desenroscar tubera, una cabeza rotatoria y vlvulas de seguridad.

2. Sarta de Perforacin Unin GiratoriaProporciona una conexin para la manguera rotatoria y separa a travs de ella una va para que el lodo fluya hacia la parte superior de la unin y de all a la sarta de perforacin.

Cuadrante o KellyLa seccin transversal de la parte exterior del Cuadrante es hexagonal para poder as transmitir el momento de torsin de la Mesa Rotatoria a la tubera de perforacin. Su longitud es de 40 a 50 pies.

Tubera de PerforacinLa tubera de perforacin ocupa la mayor parte de la sarta de perforacin. Sus funciones principales son:Transmitir el movimiento de rotacin desde superficie hasta el trepano y alcanzar la profundidad final. Los tramos de tubera se unen entre s por medio de roscas, las cuales estn diseadas para soportar grandes esfuerzos de tensin, enrosque y desenrosque constante, pandeo, torsin y otros esfuerzos que pueden ocasionar fallas en la tubera de perforacin.

Barras Pesadas Su funcin es minimizar los cambios de rigidez entre los componentes de la sarta y reducir fallas por concentracin de flexin cclica en la conexin de la tubera de perforacin.

Porta mechasTubera especial encargada de darle peso al trepano, conformada por cilindros de acero hueco con pared es muy gruesa de una longitud de ms o menos 30 pies. Adems, proporciona efecto de pndulo para que el trepano perfore un hoyo lo ms vertical posible.

Herramientas EspecialesEstabilizadores: Controlan el comportamiento direccional de los ensamblajes de fondo. Centralizan la tubera dentro del pozo. Minimizan las flexiones y vibraciones de la mecha. Reducen el torque. Evitan la pega diferencial.Martillo:Es una herramienta que se coloca en la sarta de perforacin y se usa solamente en caso de pega de tubera. Actualmente utilizada en la perforacin direccional.Amortiguador:Herramienta colocada en la seccin inferior de la sarta de porta mechas diseadas para absorber las vibraciones y cargas de choque que se generan al perforar formaciones duras, quebradas o intercaladas

Motor de Fondo: Tiene la particularidad de eliminar la rotacin de la tubera mediante una fuerza de torsin pozo abajo, impulsada por el fluido de perforacin

3. TrepanoSu funcionamiento ptimo es la base principal del proceso de perforacin rotatoria. Cuando est en el fondo haciendo el hoyo, produce ganancias solo mientras sea efectiva. Trpanos Triconos

Trpanos PDC

Trpanos con insertos de Diamantes

SISTEMA CIRCULANTE DE FLUIDOSLos 4 componentes principales de un sistema de circulacin son:1. El Fluido de Perforacin2. El rea de preparacin y almacenaje3. El equipo para bombeo y circulacin de fluidos4. El equipo y rea para el acondicionamientoCircuito del Lodo

1Bombas de Lodo5Polea Giratoria (Swivel)9Porta mechas (DrillCollars)13Tanque de Succin

2Conexiones de Superficie6Cuadrante (Kelly)10Trepano (Bit)

3Tubera Vertical (Stand pipe)7Tubera de Perforacin11Lnea de Retorno

4Lnea de Descarga8Barras Pesadas12Unidad de Control de Solidos

1. Bombas de LodoBombas de Lodo son los componentes primarios de cualquier sistema de circulacin de fluido. Tiene mucha potencia y son capaces de mover grandes volmenes de fluidos a presiones altsimas. Existen varios tipos de bombas y entre ellas estn: Duplex, Triplex y Centrifugas; la diferencia entre ellas es l nmero de pistones.

2. Lnea de Descarga y Retorno

Conectan las lneas que transportan el lodo bajo presin. Las lneas de descarga llevan el lodo fresco y tratado a la Sarta de Perforacin. La lnea de retorno lleva el lodo conteniendo ripios y gases por gravedad desde la boca del pozo al rea de acondicionamiento.

3. Tubo Vertical (Stand Pipe)Est ubicado paralelo a una de las patas de la torre y conecta la lnea de descarga de las bombas de lodo con la manguera de lodo, la cual se conecta con la unin giratoria y permite el paso del lodo a travs de la misma. Tanto la manguera de lodo como la unin giratoria se pueden mover verticalmente hacia arriba o hacia abajo cuando as se requiera.

4. Manguera RotatoriaManguera de goma con extremo muy fuerte, flexible y reforzada que conecta el Tubo Vertical en la Unin Giratoria. Debe ser flexible para permitir el movimiento vertical libremente.

5. Equipos Limpiadores de Lodo Tanques de AsentamientoPermite la deposicin de solidos por gravedad durante el proceso de tratamiento del lodo.

Zarandas VibradorasSeparan los ripios cortados al hacer pasar el lodo que viene del pozo a travs de una malla o tamiz vibrador que retiene estos solidos grandes indeseables. Las mallas utilizadas son intercambiables y de su tamao depender la presencia o no de solidos grandes en el sistema. DesarenadoresEquipos de control de solidos que permiten separar la arena contenida en el fluido de perforacin producto de la perforacin. Funcionan a travs del principio de fuerza centrfuga ejercida sobre el fluido de perforacin cuando el mismo pasa por conos.

Limpiador de LodosConsiste en una batera de conos colocados por encima de un tamiz de malla fina y alta vibracin. El lodo y los slidos deseables que atraviesan el tamiz, son recuperados y los slidos retenidos sobre el tamiz se descartan; el tamao de la malla vara entre 100 y 325 mesh

Centrifuga de decantacinEst constituida por un tambor y un transportador que giran en una misma direccin; pero a diferentes velocidades lo que hace posible controlar la descarga y el estado de humedad y/o sequedad de los slidos descartados. Existen centrifugas de Alta Velocidad (3200 RPM) y de Baja Velocidad (1800RPM).

DesgasificadorPermite la separacin continua de pequeas cantidades de gas presentes en el lodo para evitar la reduccin de la densidad del mismo, la eficiencia de las Bombas de Lodo y la Presin Hidrosttica ejercida por la columna de lodo.

SISTEMA DE PREVENCIN DE SEGURIDAD

1. Preventores (BOP)Su funcin principal es controlar mecnicamente una ARREMETIDA que si no se controla a tiempo puede convertirse en un REVENTON

Funciones: Permitir un sello del hoyo cuando ocurra una arremetida. Mantener suficiente contrapresin en el hoyo. Impedir que contine la entrada de fluidos desde la formacin

Preventor AnularConstituido por un elemento de empaque de acero reforzado con goma especial que cierra y sella la tubera, el cuadrante o el hoyo abierto.

Preventor de ArrietesPermite cerrar el dimetro de tuberas de perforacin determinados o el hoyo abierto.2. AcumuladorVarios recipientes en forma de botella o esfricos estn localizados en la unidad de operaciones y es all donde se guarda el fluido hidrulico de los preventores.3. Mltiple EstranguladorEnsamblaje de tuberas blindadas de alta presin con salidas laterales controladas por vlvulas manuales y automticas. La lnea de estrangulacin lo comunica con el conjunto de vlvulas de seguridad. Cuando se activa el distribuidor de flujo se mantiene suficiente contrapresin en el hoyo para que no contine entrando fluidos desde la formacin hacia el pozo, al desviarse el lodo a travs de las vlvulas que restringen el flujo y lo dirigen a los tanques de reserva, al separador de gas o al rea de acondicionamiento del lodo.4. Lnea de MatarVa desde la bomba de lodo al conjunto de vlvulas de seguridad, conectndose a estas en el lado opuesto a las lneas de estrangulacin. A travs de esta lnea se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presin se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se ejerce suficiente presin hidrosttica contra las paredes del hoyo para prevenir cualquier irrupcin del fluido al pozo.

5. Separador de GasLa mayor parte del gas que acompaa a una surgencia se separa del fluido despus del estrangulador. Este es el gas del que se ocupa el separador. El separador de gas permite que el gas que se separa del fluido salga del sistema y gravite o sea expulsado hacia la lnea de quemado.

3. Tercera Etapa: TRASLADO Y MONTAJE DEL EQUIPO DE PERFORACIONLuego de seleccionar el equipo de perforacin, se procede al traslado del mismo al rea de perforacin en vehculos voluminosos y pesados ya que el equipo de perforacin moviliza muchas herramientas de gran tamao, y posteriormente el montaje o armado del equipo completo en el rea seleccionada.SECUENCIA SISTEMTICA PARA LA INSTALACIN DE EQUIPOS DE PERFORACION

1. Verificacin del sitio donde se instalara el equipo2. Inspeccin a unidades de apoyo logstico3. Platicas de seguridad operativa con el personal involucrado4. Realizar trazos para la distribucin del equipo5. Instalacin de pizarras6. Instalacin de subestructuras7. Instalacin de malacates8. Instalacin de bombas de lodo9. Instalacin de rampa de material qumico10.Instalacin de paquete de maquinas11.Instalacin de paquetes de lodo12.Instalacin de caseta de herramientas y tanques de agua y diesel13.Armar piso y rotaria.14.Instalar freno magntico, motor elctrico, tomas de fuerza15.Acoplar transmisiones y lneas neumticas16.Armar mstil y verificar puntos crticos. Evitar dejar objetos en el mstil17.Instalar brida de izaje18.Guarnir aparejo19.Instalar el indicador de peso20.Instalar sistema elctrico, de agua, de aire y combustible y probar funcionamiento del freno auxiliar21.Levantar mstil22.Instalar bombas para operar23.Armar cobertizo y terminar de instalar red elctrica24.Instalar al frente, cargadores, rampas y muelles de tubera25.Instalar triler habitacin26.Nivelacin de equipo27.Instalacin de sealizacin de seguridad

4. Cuarta Etapa: PERFORACION DEL POZO Construccin de la Seccin Conductora Instalacin del Diverter Minimizar erosin de sedimentos superficiales debajo del taladro Construccin de la Seccin Superficial Proteger arenas someras de agua dulce Apoyo primario del sistema de impide reventones Proporciona integridad a las arremetidas para perforar la siguiente etapa. Construccin de la Seccin Intermedia 1 Aislar zonas presurizadas Construccin de la Seccin de Intermedia 2 Aislar zonas presurizadas cuando existe diferencia de presin con respecto a la zona anterior.

Completacin Aislar la zona de produccinSI ES POSITIVO Acciones Previas Bajar la CompletacinSI ES NEGATIVO Taponamiento del PozoSECUENCIA SISTEMTICA DEL DESMANTELAMIENTO DE EQUIPO

1. Efectuar plticas de seguridad ecolgica y operativa2.Probar sistemas de abatimiento (gatos hidrulicos)3.Desmantelar el piso de trabajo, mesa rotara, verificar funcionamiento del freno auxiliar y anclaje del malacate.4.Abatir mstil.5. Asegurar guarnido del aparejo6. Desmantelar changuero, polea viajera, corona y mstil.7. Desmantelar bombas para lodo, lneas y conexiones.8.Desmantelar malacate.9. Desmantelar las subestructuras.10.Desmantelar sistemas de combustible neumtico y elctrico.11.Desacoplar motogenaradores.12.Desmantelar paquete de lodo.13.Desmantelar conexiones del cuarto de control y pasillo de cableado elctrico.14.Desconexin de compresores.15.Desmantelar bombas para operar preventores.16.Levantamiento de pizarras.IV. CONCLUSIONES La nica manera de saber realmente si hay petrleo en el sitio donde la investigacin geolgica propone que se podra localizar un depsito de hidrocarburos, es mediante la perforacin de un hueco o pozo. En la exploracin petrolera los resultados no siempre son positivo. En la mayora de las veces los pozos resultan secos o productores de agua. En cambio, los costos son elevados, lo que hace de esta actividad una inversin de alto riesgo.Podra decirse que buscar y encontrar petrleo es algo as como apostarle a la lotera.