LIBRO Manual de Perforacion

5/28/2018 LIBRO Manual de Perforacion

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MANUAL DE PERFORACION

MANUAL PARA AYUDANTE DE PERFORADOR (CABO), PERFORADOR Y

MALACATERO


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CAPITULO 1MATEMTICAS BASICAS Y PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE FSICA

1.1 Unidades prcticas de campo1.2 Factores de conversin1.3 Formulario1.4 reas1.5 Principio de Arqumedes1.6 Volmenes1.7 Presiones

CAPITULO 2YACIMIENTOS Y GRADIENTES DE PRESION2.1 Origen y clasificacin de las rocas

2.2 Interpretacin de la columna estratigrfica de los programas de perforacin2.3 Clasificacin de los yacimientos2.4 Caractersticas de un yacimiento2.5 Conceptos de presiones: hidrostticas, de formacin, de fractura y sobrecarga2.6 Exponente d y dc2.7 Gradientes de presin de fractura y mxima presin permisible en superficie2.8 Presin reducida de bombeo2.9 Presiones normales, anormales y subnormales2.10 Determinacin de profundidades de asentamiento de tuberas de revestimiento

CAPITULO 3INSTALACIN Y DESMANTELAMIENTO DE EQUIPO3.1 Tipos, caractersticas y componentes de los equipos de PEMEX3.2 Partes principales de un mstil3.3 Medidas e interpretacin del diagrama de instalacin de un equipo3.4 Secuencia sistemtica de la instalacin y el desmantelamiento de un equipo3.5 Procedimiento para izar y abatir un mstil

CAPITULO 4HERRAMIENTAS Y EQUIPO EN PISO DE TRABAJO4.1 Caractersticas y manejo de las llaves de fuerza manuales e hidrulicas

4.2 Tipos y manejos de las cuas manuales y automatitas4.3 Uso y manejo de las vlvulas de seguridad4.4 Cuas y llaves para las tuberas de revestimiento4.5 Medidas de seguridad en el piso de trabajo4.6 Clasificacin de las grasas para tuberas

CAPITULO 5CABLE DE PERFORACIN5.1 Caractersticas del cable de perforacin5.2 Puntos crticos


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5.3 Significado de las toneladas kilmetro5.4 Razones por las cuales se desliza y se corta un cable5.5 Cuidados y problemas ms comunes del cable

5.6 Carga mxima de acuerdo al numero de lneas5.7 Tipos de anclas5.8 Procedimientos y operacin para guarnir, deslizar y cortar cable

CAPITULO 6SISTEMA DE CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL6.1 Tipos, clasificaciones API y operaciones de preventores6.2 Aplicacin de las recomendaciones de API e internas de PEMEX en la

Instalacin y mantenimiento de las C.S.C.6.3 Operacin de la unidad acumuladora para la operacin de preventores6.4 Partes y operacin del mltiple de estrangulacin y estrangulador variable

manual e hidrulico6.5 Cabezales de T.R, carretes de T.R, carretes T.P, sellos secundarios6.6 Anlisis y solucin de problemas ms comunes de campo6.7 Pruebas hidrulicas de la C.S.C.6.8 Instalacin y operacin de un desviador de flujo (diverter)

CAPITULO 7SARTA DE PERFORACIN7.1 Caractersticas y manejo de la tubera de perforacin y produccin (grados,

roscas, etc.)7.2 Caractersticas y manejo de la tubera pesada (H.W.) y lastrabarrenas

7.3 Medidas de seguridad en el manejo de las herramientas tubulares7.4 Peso de la sarta de perforacin, determinacin del punto neutro y margen parajalar

7.5 Determinacin de la longitud de herramienta para perforar7.6 Procedimiento para armar herramienta7.7 Elementos que integran un aparejo de produccin7.8 Accesorios y empacadores para terminacin7.9 Anlisis de problemas ms comunes en el campo y sus medidas preventivas

CAPITULO 8FLUIDOS DE PERFORACIN Y TERMINACIN8.1 Propiedades y funciones del fluido de perforacin8.2 Fluido base agua, base aceite, emulsiones inversas y directas, espumas8.3 Interpretacin del anlisis del fluido de control8.4 Contaminacin de un fluido de perforacin y su control y su mantenimiento8.5 Fluidos de terminacin y fluidos empacantes8.6 Fluidos sintticos, fluidos formiatos y de baja densidad8.7 Sistemas de control de slidos8.8 Manejo y control de los recortes de perforacin8.9 Medidas preventivas para evitar un impacto al medio ambiente


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CAPITULO 9HIDRULICA BASICA9.1 Calculo del gasto de las bombas de lodo9.2 Calculo del tiempo de atraso y de un ciclo de fluido de perforacin9.3 Concepto de velocidad anular9.4 Criterios de hidrulica (gastos adecuados para perforar)9.5 Cada de presin por friccin en un sistema de circulacin9.6 Densidad equivalente de circulacin9.7 Mltiples de vlvulas, tubo vertical, unin giratoria, manguera de 55 pies y de

unin rpida9.8 Anlisis de problemas mas frecuentes en los sistemas circulatorios

CAPITULO 10BARRENAS10.1 Clasificacin de barrenas10.2 Condicin de operacin de barrenas tricnicas y PDC10.3 Parmetros a considerar para sacar una barrena10.4 Anlisis de problemas ms comunes en el campo

CAPITULO 11TUBERAS DE REVESTIMIENTO11.1 Propiedades y caractersticas de la T.R.

11.2 Definicin de medio amargo11.3 Peso de la sarta de T.R. y accesorios11.4 Recepcin de la T.R en pozo11.5 Factores que se consideran en el diseo de la T.R.11.6 Colgador y soltador para TR (liner)11.7 Problemas ms comunes en campo y como prevenirlos

CAPITULO 12CEMENTACIONES12.1 Preparacin para una cimentacin (check list)

12.2 Clculo de una cementacin superficial12.3 Procedimiento para la cementacin de una T.R. y de una T.R. corta (liner)12.4 Volumen y tiempo para desplazar un tapn12.5 Problemas mas frecuentes y como prevenirlos

CAPITULO 13PEGADURAS DE TUBERAS13.1 Tipos y causas de las pegaduras13.2 Como identificar y soluciones para cada causa


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13.3 Deteccin de punto libre13.4 Clculo de baches para pegaduras por presin diferencial13.5 Procedimiento para String-Shot

13.6 Herramientas de pesca13.7 Anlisis de problemas ms comunes y soluciones

CAPITULO 14PERFORACIN DIRECCIONAL Y BAJO BALANCE14.1 Conceptos de perforacin direccional14.2 Procedimientos de perforacin direccional14.3 Equipo y herramientas utilizadas14.4 Conceptos de perforacin bajo balance14.5 Procedimientos de perforacin bajo balance

14.6 Equipo y herramientas utilizadas

CAPTULO 15TERMINACIONES15.1 Tipos de terminaciones15.2 Tipos y usos de empacadores15.3 Manejo y ajuste de la tubera de produccin15.4 Clasificacin de las intervenciones15.5 Accesorio del aparejo de produccin15.6 Lavado del pozo15.7 Disparos de produccin

15.8 Cambio de preventores por medio rbol y viceversa

CAPITULO 16CONOCIMIENTO BASICO DE MANTENIMIENTO ELECTRICO-MECANICO16.1 Arranque inicial de un equipo de perforacin CA/CD (ROSS HILL)16.2 Caractersticas y operaciones de sistemas de frenos (disco, bandas

electromagnticas, etc.)16.3 Caractersticas principales de los malacates

IMPORTANCIA DEL TRABAJO EN EQUIPO (TAREAS GENERALES DETRIPULACION POR PUESTO)


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El logro de perforar y terminar un pozo con xito se debe en gran parte alesfuerzo y el trabajo en equipo de cada uno de los integrantes de la tripulacinterrestre de Perforacin y Mantenimiento de pozos. As pues, podemos establecer

que todo equipo tiene un objetivo y una misin que cumplir (ver 1.3.) y su xito sufracaso dependern del grado de compromiso, capacidad y entrega que tenga cadapersona,

Es fundamental para todos los integrantes del equipo comprender perfectamentelos objetivos por lograr y las tareas que tiene que desarrollar. Por lo que acontinuacin mencionaremos las metas y funciones generales de la tripulacin porpuesto.

INSPECTOR TECNICO EN PERFORACION.

Es el elemento de la tripulacin responsable de las instalaciones, el personal,operaciones, materiales y el entorno ecolgico; tambin de promover continuamenteel trabajo en equipo, la planeacin y direccin, as, como darle cumplimiento alprograma operativo en forma calendarizada y optimizada, interactuando con sussuperiores para el cumplimiento oportuno con seguridad y eficiencia.

Metas:

Dar cumplimiento al programa operativo de perforacin en forma optimizada y

de acuerdo a los procedimientos operativos establecidos. Involucrar al personal en las responsabilidades de cumplir las normatividades

establecidas. Establecer un equipo consolidado con la cuadrilla. Implementar plan de seguridad y proteccin al medio ambiente. Llevar el control estadstico de toda la documentacin y recursos auditables.

FUNCIONES.

Supervisar:


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Los requerimientos de la localizacin de acuerdo a las necesidades delequipo, as como el camino de acceso.

La logstica del movimiento del equipo. Las instalaciones del equipo. Las distintas etapas de la perforacin. El desmantelamiento del equipo en general. Restauracin de la localizacin y recuperacin de las condiciones naturales

del ecosistema. Que el personal utilice en todas las actividades del equipo proteccin

personal. Que las operaciones se realicen sin accidentes mecnicos, operativos,

humanos y ambientales.

PERFORADOR Y ENCARGADO DE EQUIPO.

Es el elemento principal de la tripulacin con la responsabilidad directa deldesarrollo y aplicacin de los programas de trabajo y el personal.

Metas:

Dar cumplimiento al programa operativo de perforacin en forma optimizada yde acuerdo a los procedimientos operativos establecidos.

Involucrar al personal en la responsabilidad de cumplir las normatividadesestablecidas. Establecer un equipo consolidado con la cuadrilla. Verificar que el personal realice las tareas de perforacin con oportunidad,

eficiencia y seguridad de acuerdo a las normativas ecolgicas y operativasvigentes.

Verificar que el personal bajo su mando utilice el equipo personal deproteccin durante todo el tiempo de ejecucin de las tareas hasta suconclusin.

Mantener el control de la dinmica grupal para el logro de los objetivosplaneados.

Estimular la autoestima y motivacin para el crecimiento de la cuadrilla.

FUNCIONES.

Supervisar:


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La logstica del movimiento de equipo. La instalacin del equipo. Las distintas etapas de la perforacin. El desmantelamiento del equipo en general. Restauracin de la localizacin y recuperacin de las condiciones naturales

del ecosistema. Que el personal utilice en todas las actividades el equipo de proteccin

personal. Que las operaciones se realicen sin accidentes mecnicos, operativos

humanos y ambientales, de acuerdo a los procedimientos.

Dirigir:

El procedimiento de cierre de pozo por manifestacin de un brote.

AYUDANTE DE PERFORACION ROTARIA (CABO)

Es el elemento de la tripulacin autorizado para cubrir ausencias cortas delperforador. Es el supervisor de los trabajos a realizarse en el equipo y es elresponsable de los movimientos de vlvulas en los cabezales, conjunto depreventores, manifold (manifl) de bombas,stand pipe y rboles de estrangulacin.

Metas:

Dar continuidad a las instrucciones generadas por el perforador de maneraeficaz y eficiente.

Supervisar las condiciones ptimas del equipo y herramientas de trabajo parael buen desempeo de las operaciones.

Promover el orden y la limpieza en el equipo.

FUNCIONES.

Auxiliar al perforador en las distintas actividades.


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Supervisar:

El cumplimiento de los procedimientos operativos establecidos. La instalacin del equipo. Las distintas etapas de la perforacin. El desmantelamiento del equipo en general. La restauracin de la localizacin y recuperacin de las condiciones naturales

del ecosistema.

Dar respuesta inmediata al procedimiento de control de brotes.

AYUDANTE DE PERFORACION (CHANGO) ROTARIA

Es el elemento de la tripulacin encargado de realizar las maniobras en altura;tiene la capacidad suficiente para actuar como responsable del rea de las bombasde lodos, las presas de trabajo y el control del fluido.

Metas:

Realizar con eficiencia y seguridad las maniobras en viajes de tuberas ytrabajos de altura en general.

Vigilar las propiedades correctas del lodo de perforacin y del equiposuperficial de control de slidos.

Detectar los brotes a travs de la interpretacin oportuna de los indicadores.

Funciones:

Ejecutar maniobras en altura con eficiencia y seguridad. Verificar las correctas propiedades del lodo segn programa. Verificar el buen funcionamiento y mantenimiento de las bombas de lodo. Detectar oportunamente alguna manifestacin de brote prdida de

circulacin. Participar en la instalacin del equipo. Participar en las distintas etapas de la perforacin. Participar en el desmantelamiento del equipo en general. Participar en la restauracin de la localizacin y recuperacin de las

condiciones naturales del ecosistema.

AYUDANTE DE PERFORACION PISO ROTARIA


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Es el elemento de la tripulacin encargado de la ejecucin de los trabajos arealizarse en forma planeada y estratgicamente aceptada en lo referente a lasacciones y manualidades en el piso rotaria y el equipo en general.

Metas:

Calibrar, manejar y conectar tramos de tubera y herramientas especiales enel piso de perforacin.

Auxiliar al resto del equipo en tareas especficas con eficiencia y eficacia. Participar en el procedimiento de cierre de pozo por manifestacin de un

brote.

FUNCIONES:

Realizar con destreza y habilidad los diversos trabajos en el piso deperforacin.

Mantener en buenas condiciones las herramientas manuales. Conservar el orden y la limpieza en el equipo de perforacin. Participar en la instalacin del equipo. Participar en el desmantelamiento del equipo. Participar en la restauracin de la localizacin y recuperacin de las

condiciones naturales del ecosistema.

CAPITULO 1


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MATEMTICAS BASICAS Y PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE FSICA

1.1 UNIDADES PRACTICAS DE CAMPO (SMD, SI)

UNIDADES BASICAS SI

Cantidad fundamental Unidad bsica Smbolo

Longitud

Masa

Tiempo

Energa elctrica

Temperatura

Intensidad luminosa

Cantidad de sustancia

Metro

Kilogramo

Segundos

Ampere

Kelvin

Candela

mol

m

kg

seg

A

K

cd

mol


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Unidades derivadas para cantidades

Fsicas comunes

Cantidad Unidad derivada Smbolo

rea

Volumen

Densidad de

Masa(densidad)Velocidad

Velocidad

Angular

aceleracin

Aceleracinangular

Fuerza

Presin

Viscosidad

Dinmica

Trabajo Energacantidad de calor

Metro cuadrado

Metro cbico

Kilogramo por metro cbicoMetro por segundo

Metro por segundo cuadrado

Radian por segundo cuadrado

Metro por segundo cuadrado

Radian por segundo cuadrado

Newton kilogramo peso

Kilogramo por centmetrocuadrado

Joule

m2

m3

kg/m3m/seg

rad/seg

m/seg2

rad/seg2

n(kg-m/seg)

kg/cm2

m2/seg

N-seg/m2

J (N-m)(kg-m)

1.2 FACTORES DE CONVERSIONES


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UNIDADES DE LONGITUD

Sistema Mtrico Decimal Sistema InglesUNIDADES DE LONGITUD

De pies a m. Multiplique por 0.3048De pies a cm. Multiplique por 30.48De pies a mm. Multiplique por 304.8De pies a pg. Multiplique por 12De pulg. a m. Multiplique por 0.0254De pulg. a cm. Multiplique por 2.54De pulg. a mm. Multiplique por 25.4

De pulg. a pies. Multiplique por 0.0833De m. a pies. Multiplique por 3.28De m. a pg. Multiplique por 39.37De cm. a pies. Multiplique por 0.0328De cm. a pg. Multiplique por 0.3937De mm. a pg. Multiplique por 0.03937De milla a km. Multiplique por 1.609De ngstrom a cm. Multiplique por 0.00000001De 64avos. a mm. Multiplique por 0.4

UNIDADES DE SUPERFICIE

De pies2 a pg2 Multiplique por 144De pies2 a cm2 Multiplique por 929.03De pies2 a m2 Multiplique por 0.0929De pg2 a pies2 Multiplique por 0.0069De pg2 a cm2 Multiplique por 6.4516De pg2 a m2 Multiplique por 0.000645De cm2 a pg2 Multiplique por 0.155De cm2 a pies2 Multiplique por 0.001076De m2 a pg2 Multiplique por 1550.3

De m2

a pies2

Multiplique por 10.76De m2 a cm2 Multiplique por 10,000

UNIDADES DE PESOS O FUERZAS


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De lb a gr Multiplique por 453De lb a kg Multiplique por 0.453

De lb a ton Multiplique por 0.000453De lb a Newton (nw) Multiplique por 4.448De kg a lb Multiplique por 2.205De lb/pie a kg/m Multiplique por 1.49De kg a Newton Multiplique por 9.807De gr a lbs Multiplique por 0.0022De ton (mtrica) a lb Multiplique por 2205De ton (larga) a lb Multiplique por 2240De ton (corta o neta) a lb Multiplique por 2000De ton (corta o neta) a

ton (mtrica)

Multiplique por 0.907

De ton (mtrica) a kg Multiplique por 1000

UNIDADES DE DENSIDADES

De gr/cm3 a lb/pies3 Multiplique por 62.5De gr/cm3 a lb/gal Multiplique por 8.33De kg/m3 a gr/cm3 Multiplique por 0.001De lb/pies3 a gr/cm3 Multiplique por 0.0160De lbs/gal a gr/cm Multiplique por 0.12De lbs/gal a lbs/pie Multiplique por 7.51

De lb/pie3 a lb/gal Multiplique por 0.133De lb/pg a gr/cm Multiplique por 2768De lbs/pie3 a kg/m3 Multiplique por 16.02

UNIDADES DE PRESIN

De lb/pg2 (psi.) a kg./cm2 Multiplique por 0.703

De kg/cm2 a lb/pulg2 Multiplique por 14.2

De aim a lb/pulg2 Multiplique por 14.7

De aim a mmhg Multiplique por 760De aim a pg. hg. Multiplique por 29.92

De aim a pie H2O Multiplique por 33.94

De aim a kg/cm2 Multiplique por 1.034


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UNIDADES DE POTENCIA

De H.P.(caballos de fuerza)

a kilowatts Multiplique por

0.7457

De CV. Caballos de vapor)a kg./seg. Multiplique por

75

De H.P a kg/seg. Multiplique por 76

De H.P .a C.V. Multiplique por 1.0139

De H.P a lb pie/seg. Multiplique por 550

De kilowatt a watts Multiplique por 1000

De lbs. Pie/seg. a watts Multiplique por 1.356

UNIDADES DE GASTO

De bl/hr a pies3/min. Multiplique por 0.0936De bl/hr a gal/min. Multiplique por 0.7De bl/dia a gal/min. Multiplique por 0.02917De bl/min. a lt/min. Multiplique por 159De pies3/min a gal/min. Multiplique por 7.481De gal/min a lt/min. Multiplique por 3.7854

UNIDADES DE VOLUMEN


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De litros a pg3 Multiplique por 61.02De litros a gal. Multiplique por 0.2642De litros a pies3 Multiplique por 0.03531

De litros a gal. Multiplique por 0.2642De pg3 a cm3 Multiplique por 16.39De pg3 a m3 Multiplique por 0.0000163De bl a gal. Multiplique por 42De bl a lt. Multiplique por 159De bl a m3 Multiplique por 0.159De bl a pies3 Multiplique por 5.6De gal a lt. Multiplique por 3.785De gal a m3 Multiplique por 0.003785De gal a bl. Multiplique por 0.0238

De gal a cm

3

Multiplique por 3785De gal a pies3 Multiplique por 0.133De m3 a lt. Multiplique por 1000De m3 a cm3 Multiplique por 1000,000De m3 a ml. Multiplique por 1000,000De m3 a pies3 Multiplique por 35.31De m3 a bl. Multiplique por 6.28De m3 a gal. Multiplique por 264.2De pies3 a m3 Multiplique por 0.0283De pies3 a lt. Multiplique por 28.3De pies3 a bl. Multiplique por 0.178

De pies3

a cm3

Multiplique por 28316.84De pies3 a gal. Multiplique por 7.51De cm3 a pies3 Multiplique por 0.0000351De cm3 a gal. Multiplique por 0.0002642

1.3 FORMULARIO


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1. FORMULA PARA DETERMINAR LA PRESIN HIDROSTTICA.

La presin hidrosttica que ejerce el peso de una columna de fluido de una

determinada profundidad.

Donde:

Ph = Presin hidrosttica, en kg/cm2D = Densidad del fluido de perforacin, en gr/cm3P = profundidad de la columna de fluido, en m.

2.-FORMULA PARA DETERMINAR EL VOLUMEN DE ACERO.

Al sacar y meter la sarta de perforacin es necesario saber el volumen de fluidoque baja y aumento en las presas para detectar alguna perdida de circulacin oentrada de fluido al pozo, conociendo el volumen de acero o para otros clculos.

Donde:

Va = Volumen de Acero en m3o lt.Ps = peso de la sarta en el aire, en Ton. o kg.

3. FORMULA PARA DETERMINAR VELOCIDAD ANULAR.

La velocidad anular es la velocidad con que viaja el fluido a la superficie.

Donde:

Va = Velocidad anular en pies/min.Q = gasto de la bomba en, gal/min.D = Dimetro del agujero, en pg.d = dimetro de la T.P., en pg.Ejemplo:

D x PPh =

10

PssVa =

7.85

24.5 x QVa = = pies/min.

D2- d2


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T.P. 4 Agujero 9 Gasto 350 gal/min.

Va = 125.5 pies/min.

Va = 350 gal/min. x 0.357 (utilizando el factor de la tabla 1)

Va = 124.9 pies/min.

4.- FORMULA PARA DETERMINAR GASTOS DE UNA BOMBA DUPLEX YTRIPLEX.

Donde:

Qd = Gasto de una bomba duplex, en gal/min.D = Dimetro de la camisa, en pg.d = dimetro del vstago, en pg.L = Longitud de la carrera, en pg.Qt = Gasto de un a bomba Triplex, en gal/min.

Ejemplo:

24.5 x 350Va = s

9.52 4.52

8578.5Va =

90.25 20.25

8578.5Va =S

70

( 2 x D d ) x L D x LQd = , Qt =

148 98


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Bomba duplexCamisa 6 1/4Vstago 3 3/8

Carrera 1656 emb/min.90 % eficiencia volumtrica

Qd = 7.21 gal/emb, al 100 % de ef. vol.7.21 gal/emb. x 0.90 = 6.489 gal/emb. Al 90% de ef. vol.6.489 gal/emb x 55 emb/min. = 356.89 gal/min. o 357 gal/min.

5. FORMULA PARA DETERMINAR CAPACIDAD EN LA TUBERA,

AGUJEROS Y ESPACIO ANULAR.

Donde:

(2 x 6.25 3.375 ) x 16Qd =

148

(2 x 39.0625 11.3906) x 16Qd =

148

(78.125 11.3906) x 16Qd =

148

66.7344 x 16Qd =

148

1067.75Qd =148

Di D d V = Va =

2 2


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V = Capacidad en tubera o agujero, en lt/m.Df = dimetro interior del tubo o agujero sin tubera, en pg.Va = capacidad anular, en lt/m.

D = Dimetro del agujero, en pg.d = Dimetro del tubo, en pg.

6. FORMULA PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DE BARITA PARADENSIFICAR EL FLUIDO DE PERFORACIN (FORMULA Y MTODOPRCTICO).

Donde:

Pa = Peso del material agregado, en kg.Df = Densidad final, en gr/cm3Do = Densidad original, en gr/cm3Da = Densidad del material densificante (barita), en gr/cm3V = Volumen del fluido de perforacin, en m3

Ejemplo:

Aumenta la densidad de 1.15 a 1.28, teniendo en el sistema de circulacin 220.0m3de lodo (densidad de la barita 4.16 gr/cm3).

Pa = 39502 Kg.

28, 600Pa =

0.724

0.13Pa = X 200, 000

1-0.276

1.28 -- 1.15Pa = X 220, 000

1.151

4.16

Df -- DoPa = X V

Do1 -

Da


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Mtodo practico:

1.- Se restan las densidades.2.- El resultado anterior se multiplica por 28, que es una constante.3.- Multiplicando este resultado, por el volumen de lodo por densificar en m3, seobtiene finalmente el nmero de sacos.

Ejemplo: Con datos anteriores.

1.28 -- 1.15 = 0.130.13 -- 28 = 3.643.64 -- 220 = 800 sacos.

7. FORMULA PARA DETERMINAR PESO DE TUBERA FLOTADA.

Donde:

Pf = Peso de la tubera, flotada, en ton.Ff = Factor de flotacin, sin unidades.Pa = Peso de la tubera en el aire, en Ton.D = Densidad del fluido, en gr/cm3Da = Densidad del hacer, en gr/cm3

8. FORMULA PARA DETERMINAR LA DENSIDAD QUE SE OBTIENE AL

MEZCLAR DOS O MS FLUIDOS DE DIFERENTES DENSIDADES.

Donde:

39502 Kg.Pa= = 790 Sacos

50

DPf = Tf X Pa, Ff =

Da

D1 x V1 + D2 x V2 + ......Df =

V1 + V2 +..........


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Df = Densidad final obtenida, en gr/cm3D1 = Densidad del primer fluido, en gr/cm3V1 = Volumen del primer fluido, en m3o lt.

D2 = Densidad del segundo fluido, en gr/cm3V2 = Volumen del segundo fluido, en m3o lt.

9. FORMULA PARA DETERMINAR EL VOLUMEN DE ACEITE (DISEL) PARAEMULSIONAR EL FLUIDO DE PERFORACIN INICIALMENTE.

Donde:

Va= Volumen de aceite, en m3

P = Por ciento que se desea emulsionar, en %V = Volumen del fluido de perforacin, en m3

10. FORMULA PARA DETERMINAR EL VOLUMEN DE ACEITE PARAAUMENTAR LA EMULSIN.

Donde:

Va = Volumen de aceite para aumentar la emulsin, en m3Pf = Porciento de la emulsin que se desea, en %.Pi = Porciento de la emulsin que tiene el fluido, en %V = Volumen del fluido de perforacin, en m3

11. FORMULA PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DE AGUA O ACEITEPARA DISMINUIR LA DENSIDAD.

Donde:

PVa= X V

100 P

Pf - Pj

Va = X V100 Pf

Dj -- DfVa = x v

Df -- Da


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Va = Volumen del agua o aceite, en m3Df = Densidad que se desea disminuir, en gr/cm3Dj = Densidad que tiene el fluido.

Da = Densidad del agua o aceite, en gr/cm3V = Volumen del fluido que se desea disminuir la densidad.

12. FORMULA PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DE AGUA PARADISMINUIR EL % DE SLIDOS EN EXCESO.

Donde:

V = Volumen de agua por agregar, en m3P = Por ciento de slido en exceso = porciento de slidos en la retorta menosporciento de slidos normales.

13. FORMULA PARA CONVERTIR % EN PESO A PPM DE NACL.

(% en peso de NaCL) x D x 10,000 = ppm de NaCL.

Donde:

D = Densidad de la solucin, en gr/cm3.

14. CONCENTRACIN PARA PREPARAR UN LODO BASE-AGUABENTNICO.

70 kg (Bentonita)/m3 (agua) (al 7%).

Proporciona: Viscosidad de 42 a 48 seg.Densidad de 1.07 gr/cm3 ms o menos.

Si no se obtiene Viscosidad arriba de 42 seg es necesario incrementar laconcentracin de arcilla, por su diferente calidad.

15. PARA CONVERTIR CLORUROS A SAL.

P x VV =

100


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ppm NaCL = (ppm CL) X 1.65ppm KCL = (ppm CL) X 2.1ppm CaCL2= (ppm CL) X 1.56

16. CLORUROS (CL).

ppm

Donde:

ppm CL = Partes por milln de cloruro.V AgNO3 =Volumen de nitrato de plata, utilizado en cm

3 (color rojizo)V = Volumen de filtrado, en cm3.F = Factor segn la concentracin del nitrato de plata (1:1,000 1:10,000)

17.- VELOCIDAD ANULAR PTIMA PARA RANGOS NORMALES DEDIMETRO DE AGUJEROS Y PESOS DE LODO.

Donde:

Vo = Velocidad anular optima, en pies/min.Da = Dimetro del agujero, en pg.D1 = Densidad del fluido de perforacin, en gr/cm3.

Ejemplo:

Cul es la velocidad anular ptima, si se tiene un agujero de 9 y un lodo de1.15 gr/cm3?

Vo = 130.0 pies/min.18.- FLUIDOS TURBULENTOS Y LAMINARES EN LA CIRCULACIN(NUMERO DE REYNOLS).

(V. AgNO3) X FCL =

V

1416Vo =

Da x D1

1416Vo = =

9.5 x 1.15

1416

10.925


25/456

TRANSCISIN : cuando el numero de Reynols excede 2000, se asume que el

fluido en el espaci anular esta en turbulencia, y se es menos de 2000, el fluido es

laminar. Esto es verdad La mayora del tiempo.

Generalmente en el interior de la sarta de perforacin y en el espacio anular,entre agujero y herramientas (Drill Collar), se tiene flujo turbulento, por la tanto serecomienda realizar el clculo entre agujero y T.P.

Donde:

Re = Nmero de Reynols, sin dimensiones.D = Densidad del lodo, en gr/cm3.V = Velocidad promedio en el espacio anular, en pie/min.Dh = Dimetro del agujero, en pg.Dp = Dimetro de la T. P. En pg.Vp = Viscocidad plstica, en cps.Yp = Punto de cedencia, en lbs/ 100 ft 2

19. PERDIDA DE PRESIN EN LA BARRENA.

Donde:

Pb = Prdida de presin en la barrena, en lbs/pg 2

Q = Gasto de bomba, en gal/min.DI = Densidad del fluido, en gr/cm 3J = Tamao de tres toberas, en nmero de 32 avos.

Ejemplo:

Bna 9 - 3T 12 / 32Gasto 350 gal / min.Lodo 1.20 gr/cm 3

129 x D x V x (Dh - Dp)Re =

Vp x V + 399 x Yp x (Dh-Dp)

1145 2xdxQ

4J

Pb =

145 x 350 2 x 1.20Pb =

12 4


26/456

Pb = 1028.0 lb / pg2

20. CABALLOS DE POTENCIA HIDRULICA.

HPH.= Potencia hidrulica, en HP.Q = Gasto de bomba, en gal/min.P = Presin, en lbs / pg 2 (se utilizar la presin en donde se requiera el

clculo).

21. CALCULO DE DIAMETRO DE TOBERAS.

pDQXXJ /469.3 13 = pDQXXJ /249.4 12 =

Donde:

=3J Tamao de tres toberas, en 32 avos.Q = Gasto de bomba, en gal/min.

1D = Densidad del fluido, en gr/3cm

P = Prdida de presin que se desea en la barrena, en lbs/pg 2 =

2J Tamao de dos toberas, en 32 avos.

Ejemplo:

Bna 8 Gasto 300 gal / min.Lodo 1.20 gr/ 3cm Presin disponible para la bna. 900 en lbs / pg 2

900/20.1300469.33 XJ =

145 x 122, 500 x 1.20Pb =

20,736


27/456

8.10469.3036.0300469.33 xxXJ ==

399.11286.3469.33 == xJ

Se toman: 2T = 11/32 y 1T = 12/32 3T = 11/32

22.- CAIDA DE PRESIN EN FLUJO TURBULENTO.

,

Nmero de Reynols mayor de 3000

Donde:

P = Cada de presin por friccin en el interior del tubo, en lbs / pg 2 Q = Gasto de bomba, en gal/min.G = Peso del fluido, en gr/ 3cm L = Longitud de la tubera, en m.La = Longitud de espacio anula, en m.

D = Dimetro interior del tubo, en pg.D4= Dimetro mayor del espacio anular en pg.D3= Dimetro menor del espacio anular, en pg.Pa = Cada de presin por friccin en el espacio anular, en lbs/pg2.Vp = Viscosidad plstica (corresponde al fluido plstico de tipo Bingham), en cp.

Ejemplo:

TP 4 16.6 lb/pie = 2,500.0 m.D I = 3.826Lodo = 1.25 gr/cm3, Vp = 20 cp.

Gasto = 350 gal/min.

86.4952xD

,2.08.086.1 xLxYXGQ xLaxVxVxGQ 2.02.08.086.1

952)()( 86.1343

34 xDDDD +

P = Pa =

350 . x 1.25 . x 20 . x 2500P =

952 x 3.8264.86

53, 947 x 1.195 x 1.82 x 2500P =

952 x 679.4


28/456

P = 454 lb/pg2

23. DENSIDAD DE CIRCULACIN EQUIVALENTE.

Donde:

Dc = Densidad de circulacin, en gr/cm3Pa = capacidad de presin de friccin en el espacio anular, en lb/pg2P = Profundidad del pozo, en m.Dl = Densidad de fluido, en gr/cm3.

24. CADA DE PRESIN EN FLUIDO LAMINAR EN EL ESPACIO ANULAR

Donde:

Pa = Cada de presin en espacio anular, en lb/pg2.D = Dimetro del agujero, en pg.D = Dimetro de la T.P., en pg.L = Longitud del espacio anular o profundidad del pozo, en m.VP = Viscosidad plstica, en cp.YP = Punto de candencia, en lb/100 fl2.

V = Velocidad anular, en pies/min.Q = Gasto de bomba, en gal/min.

25. NMERO DE LINGADAS PARA SACAR, PARA LLENAR EL POZO.

Pa x 0703Dc = + D1

P

LXVP + YP x L x VPa = - L

Dl P

Phx 10 4 x D i x L

L = , Lt = - LDL P


29/456

69.250 x D x V f x (Pp - Pf)V = , Vp= V f-Vs

Vpx Vf+ 399 x Yp(Dh - Dp)

Donde:

L = Disminucin del nivel del fluido, para una determinada reduccin de presinhidrosttica, en m.Ph = Presin hidrosttica por reducir al sacar la TP en kg/cm

2(mximarecomendable 3.5 kg/cm2).DL = Densidad del fluido, en gr/cm

3Lt = longitud de T.P. por sacar para llenar el pozo, en m.Di = Dimetro interior de T.R en pg.P = Peso de T.P. en kg/m.

Ejemplo:

Bna = 8 1/2, T.P.41/224.73 kg/m.

T. R. = 9 5/8" x 8.755.Lodo = 1.30 gr/cm3.Disminucin de Ph = 3.0 kg/cm

2

26.-CAPACIDAD ACARREADORA DE LOS FLUIDOS.

Donde:

Vs = Velocidad de desliz de la partcula, en pies/min.

3.0 x 10L = = 23m.

1.30

4 x 8.755 x 23Lt= - 23

24.73

4 x 76.65 x 23Lt= - 23

24.73

Lt= 285 - 23 = 262.0m de T.P.


30/456

D = Dimetro de la partcula, en pg.Vf = Velocidad promedio de la partcula, en pies/min.Pp = Peso de la partcula, en gr/cm

3

Pf = Peso del fluido, en gr/cm3Vp=Viscosidad plstica, en cp.yp = Punto de cedencia, en lb/100ft2Dh= Dimetro del agujero, en pg.Dp= Dimetro de la T.P., en pg.Vp =Velocidad neta hacia arriba de la partcula, en pies/min.

27. NMERO DE EMB/MIN CUANDO SE REQUIERE UN DETERMINADO GASTO

Al dividir entre gal/emb, se anotar al 100%, 90% etc., de eficiencia volumtricaque desee.

28. GASTO REQUERIDO PARA UNA VELOCIDAD ANULAR

Donde:

Qv = Gasto requerido para una velocidad anular, en gal/min.Vr = Velocidad anular que se desea, en pies/min.F = Factor de la velocidad anular

Ejemplo:

Bna = 9 1/2T.P. = 4 1/2Lodo = 1.20 gr/cm3.

Se desea tener una velocidad anular de 130 pies/min., calcular el gasto debomba.

29.- PESO DE UN TUBO (PARTE LISA)

P = (D2d2) .x 2.67

Gasto en gal/min.= Nro. de emb/min.

Gasto en gal/emb

VrQv =

F

130Qv = = 364 gal/min.

O.357


31/456

Donde:

P = Peso de 1 tubo en lb/pie.D = Dimetro externo en pg.D = Dimetro interno en pg.

30. DIMETRO INTERIOR DE UN TUBO

di = D2 0.374 x P

Donde:

di = Dimetro interior del tubo, en pg.

D = Dimetro externo, en pg.P = Peso del tubo, en lb/pie (parte lisa).

Ejemplo:

T.P. 4 Peso nominal 16,6 lb/piePeso parte plana 14,98 lb/pie.

di = 4.52 0.374 x 14.98

di = 20.25 5.60 = 14.65

di = 3.87

31. RESISTENCIA A LA TENSIN.

Rt = 0.1333 y R x P

Donde:

Rt = Resistencia de un tubo a la tensin del tubo, en kg.R = Resistencia de la tensin del material, en lb/pg2(tabla 4).P = peso del tubo (parte lisa), en lb/pie.

Cuando se trate de una tubera nueva se calcula su resistencia al 80% y usada al64% y 70%.

Ejemplo:

T.P. 4 1/2


32/456

Peso nominal 16.6 lb/pieParte lisa 14.98 lb/pieGrado - x 105 usada

Rt = 0.1333 x 105,000 x 14.98Rt = 209, 667.0 kg.

Al 70%, 209,667 kg. x 0.70 = 146,766 kg., 147 ton.

32. MXIMO PESO DISPONIBLE PARA LA BARRENA.

Si la tubera de perforacin trabaja en compresin, al igual forma en que tiende apandearse, sufre serios daos. Para evitar este problema, parte del peso de los D. C.o la herramienta (10%, 15% 20%), se utiliza para mantener en tensin la sarta deperforacin y de esta forma elpunto neutro queda en la herramienta, por esta razn

a esta parte se le denomina factor de seguridad.

Donde:

Mp = Mximo peso disponible para la barrena, en ton.Ph = Peso en la herramienta en el fluido de perforacin, en ton.

F.s = Factor de seguridad, expresndose 1.10 si es 10% 1.15 si es 15%, etc.

Ejemplo:

Calcular el mximo peso que se le puede cargar a la barrena con un factor deseguridad de 20%, y si la herramienta pesa en el lodo 16.0 ton.

33.- LONGITUD O TRAMO DE LASTRABARRENAS (D.C. PARA PERFORAR)

Donde:

Lh = Longitud de lastrabarrenas, en m.

PhMp =

F.S.

16.0Mp = = 13.3 ton.

1.20

Pm x F.S.Lh =

Ff x P


33/456

Pm = Peso mximo que se espera darle a la barrena, en kg.Fs = Factor de seguridad, expresndose 1.10 si es 10%, 1.15 si es 15%. Etc.

Ejemplo:

Calcular el numero de tramos de D.C. para perforar si se espera darle un mximopeso a la barrena de 12.0 ton.

D.C. 6 x 2 = 138.3 kg/m.Lodo 1.22 gr/cm3, Ff = 0.844Factor de seguridad = 15%

34. PUNTO NEUTRO

Se denomina punto neutro en la sarta de perforacin, a la parte del tubo que estasufriendo el movimiento cclico de tensin y comprensin, y por lo tanto, ante muchaconsideracin, es necesario que este punto, se encuentre siempre trabajando entubos de pared gruesa, como son los D.C. o la T.P. extrapesada.

Donde:

Pn = Altura a que se encuentra en punto neutro, en m.P.S.B. = Peso que se esta cargando a la barrena, en kg.Ff = Factor de flotacin, sin unidades.PD.C. = Peso del DC. En el are, en kg/m.P = Altura a que se encuentra el punto neutro, cuando se esta utilizando T.P

extrapesada como herramienta, en m.Lh = longitud de la herramienta, en m.Pc = Peso de la tubera extrapesada que se esta aplicando a la barrena, en kg

= Peso sobre la barrena, menos el peso de los D.C. en el lodo.P = Peso de la T.P. extrapesada (H.W.) en el aire, en kg/m.

12,000 x 1.15 13,800

Lh = = 118.23 m de herramienta.0.844 x 138.3 116.72

118.23 m.Lh = = 12.93 = 13 tramos 3 lingadas.

9.14 m.

P. S. B. PePn = P = Lh +

Ff x PD. C. Ff x P


34/456

Ejemplo:

Calcular el punto neutro, con los siguientes datos:

D.C. = 7 x 2 , 77.0 m. 208,6 kg/m.Lodo = 1.20 gr/cm3, Ff = 0.847.Peso de la herramienta flotada = 13.6 ton.P.S.B. = 11.0 ton. (11,00 kg).

35. REA TRANSVERSAL DE UN TUBO

At = 0.7854 (D2 d2).

Donde:

D = Dimetro mayor, en pg.d = Dimetro menor, en pg.

At = rea trasversal del tubo, en pg2.

36.- DIMETRO DE UN TAMBOR.

Donde:

D = Dimetro del tambor, en pg.P = Permetro del tambor, en cm.

37. SERVICIO REALIZADO POR CABLE

Tp = 3 (t2 t1)Tm = 2 (T4 T3)

62.2 m.= 6.8, punto neutro en el 7moD.C.

9.14 m.

PD =

8

W1 x P (Lp + P) + 2 x P (2 + C)Tvr =

1,000,000


35/456

Donde:

*T = 2 x Pt.

Donde:

Trv = Trabajo realizado en un viaje redondo, en ton-km.W1 = Peso de la T.P. flotada, en kg/m.

P = profundidad del pozo, en m.Lp = Longitud de la parada, en m.

A = Peso del aparejo, en kg.C = Peso de la D.C. flotada (kg/m.) menos el peso de la T.P. (kg/m.) flotada;multiplicado por la longitud de las D.C., en kg.

Tp = Trabajo realizado cuando se perfora en ton-km.T2 = Trabajo realizado para un viaje donde se termina de perforar, en ton-km.T1 =Trabajo realizado para un viaje redondo a la profundidad donde se comenza perforar, en ton-km.Tm = Trabajo realizado cuando se muestra, en ton-km.

T4 = Trabajo realizado para un viaje redondo a la profundidad donde se terminode muestrear, en ton-km.T3 =Trabajo realizado para un viaje redondo a la profundidad donde se comenza muestrear, en ton-km.Tc = Trabajo realizado cuando se baja un casing (T.R.), en ton-km.Wc = Peso de T.R. en el lodo, en m.Lc = Largo de una T.R., en m.T = Trabajo realizado para una operacin de pesca, en ton-km.Pt = Trabajo realizado de un viaje redondo a la profundidad total del pozo, enton-km.* = Como sugestin para un trabajo de pesca muy fuerte se recomienda dicha

figura.

38. CARGA MXIMA PERMISIBLE EN LAS LNEAS

Donde:

N = Nmero de lneas guarnidas.

P (Lc + P) Wc + 4 x P x ATc =

2,000,000

N x RrCm =

F.S.


36/456

Cm = Carga mxima permisible en las lneas, en ton.Rr = Resistencia la ruptura del cable, en ton.F.S. = Factor de seguridad, sin unidades (2.5, 3.0, 3.5 4) para la determinacin

del esfuerzo del trabajo permisible en un cable de acero, se adopta un factor deseguridad, es decir, que el cable de acero que est en uso, tendr unaresistencia tantas veces mayor que la que se estime para el trabajo, con lafinalidad detener mayor seguridad en las operaciones.

39. EQUIVALENCIAS DE TUBOS DE DIFERENTES PESOS

Donde:

Ne = Nmeros de tubos equivalentes.Nc = Nmeros de tubos conocidos.Pc = Peso del tubo, de los tramos no conocidos, en lb/pie kg/m.Pe = Peso del tubo, de los tramos no conocidos, en lb/pie kg/m.

Ejemplo:

A cuantos tramos de H.W. DE 4. (62.62 kg/m.) equivalen 7 tramos de D.C. de7 x 2 13/16 (177 kg/m.).

40. PRESIN DE FORMACIN

Pf = Ph + PTP

Donde:

Pf = Presin de formacin, en kg/cm2.Ph = Presin hidrosttica, en kg/cm2.PTP = Presin de T.P., en kg/cm2.

La presin de formacin, es la presin que ejerce los fluidos gas, aceite, aguasalada o las combinaciones de estos, contenidos en los poros de las rocas. A estapresin se le conoce tambin, como presin de roca, yacimiento, de depsito y deporo.

Nc x PcNe =

P e

7 x 177Ne = = 19.78 = 20 tramos.

62.62


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Se considera para la costa del golfo de Mxico un gradiente de presin normalde formacin de 0.1076 kg/cm2/m., que le corresponde al agua salada de densidad1.076 gr/cm3y 10% de sal.

Ejemplo:

Calcular la presin normal de formacin a 3500 m.

0.1076 kg/cm2/m x 3500.cm = 377.0 kg/cm2.

La presin de formacin es menor que la presin total de sobrecarga ya que siesto no fuera, la presin de formacin fracturara al roca.

41. GRADIENTE GEOTRMICO (COSTA DEL GOLFO DE MXICO)

Donde:

T = Temperatura, en C (a profundidad mayor de 30 m.).P = Profundidad, en m.

Ejemplo:

Calcular el gradiente geotrmico a 4000 m.

42. INTENSIDAD Y SEVERIDAD DE LA PATA DE PERRO

P.P. = ang.cos [sen ?1x sen ?2x cos (2- 1) + cos ?1x cos ?2]Donde:

PT = 21.1 +

35

4000.0T = 21.1 + = 21.1 + 114.3 = 135.4C.

35

P.P. x 30S.P.P. =

L.C.


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S.P.P. = Seguridad de pata de perro, en grados.P.P. = Pata de perro, en grados.L.C. = longitud de cursos entre dos estaciones, en m

T 1 = Angulo vertical u observado, en grados (1ra estacin)T 2 = Angulo vertical u observado, en grados (2da estacin)1 = Angulo horizontal o rumbo observado, en grados (1ra estacin)2 = Angulo horizontal o rumbo observado, en grados (2da estacin)

Ejemplo:

Primer estudio Segundo estudioAngulo de desviacin 9 45 (93/4) 10 30 (101/2)Direccin de desviacin N 52 - W N 60 - W

Profundidad media 1,131.0 m. 1,158.0 m.

P.P. = ang cos sen [10.5 x sen 9.75 x cos (60 -52) + cos 10.5 x cos 9.75]P.P. = ang cos [0.1822 x 0.1693 x 0.9902 + 0.9832 x 9855]P.P. = ang cos [0.0305 + 0.99689]= ang cos 0.9994P.P. = 1.98L.C. = 1158.0 1131.0 = 27 m.

43. POTENCIA AL GANCHO

Donde:

H.P: = Potencia la gancho, en H.P.Ps = Peso de la sarta de perforacin, en kg.d = Distancia recorrida, en m.t = Tiempo para sacar una lingada, en seg.

Ejemplo:

1.98 x x 30S.P.P. = = 2.2/30 .

27

Ps x dH.P. =

T x 75


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Peso de la sarta de perforacin, 110.0 ton.Altura del piso a la changuera, 27.0 m.Tiempo para sacar una lingada, 45 seg.

Para el caballaje en las mquinas, al caballaje obtenido agregue el 30% que seconsidera como perdida mecnica, causadas en las transmisin desde el motorhasta el gancho, o sea, que se considere un 15% de perdidas del motor al malacate

y un 15% en la misma transmisin del malacate, en las poleas y cable hasta elgancho.

44. LINEAMIENTO DE GASTOS Y OPTIMIZACIN HIDRULICA

Gasto de la bomba:

SI la velocidad de penetracin es menos de 4.5 m./hr. de 35 GPM/pulg dedimetro de la Bna., y si es mayor, de 40 a 45 GPM/pulg. de dimetro de la bna.(recomendable)

Optimizacin.

Potencia hidrulica en la barrena (H.P.H.).Pb = 0.65xPB Ps = 0.35xPBFuerza de impacto en la barrena (I.H.):Pb = 0.49 PB Ps = 0.51 PB

Donde:

Pb = Presin de la barrena

PB= Presin de bombeo.Ps = Perdida de presin en el sistema de circulacin. (no incluye la barrena).

45. VOLUMEN DE AGUA PARA UNA LECHADA

Donde:

110.000 x 27H.P. = = 880/H.P.

45 x 75

P Vs x D V1 = Va + VsVa =

D - Da


40/456

Va = Volumen de agua, lt/saco.P = Peso de un saco, en kg.D = Densidad de la lechada, en kg/lt.

Da = Densidad del agua, en kg/lt.V1 = Volumen de la lechada, en lt/saco.Vs = Volumen de un saco de cemento, en lt/saco

Ejemplo:

Calcular el nmero de sacos de cemento y volumen de agua para preparar 100m3de lechada de 1.60 gr/cm3.

V1 = 40.4 + 16 = 56.4 lt/saco

46. TORQUE DE UNA T.P.

Dnde:

T= Torque (aproximado) aplicado a una T.P. durante la perforacin, en lb/pie.H.P.= Potencia usada para rotar T.P. en H.P. (H.P.= caballos de fuerza).R.P.M.= Revoluciones por minuto de la rotaria.

47. GASTO MNIMO RECOMENDADLE (ECUACIN DE FULLERTON)

Peso de un saco 50 kgVs = = =16.1 lt/saco

Peso especifico 3.1 kg/lt

50 16.1 x 1.60 50 25.76Va = = = 40.4 lt/saco

1.60 1.0 0.60

100,000 lt

N de sacos = = 177356.4 lt/saco

H.P. x 5250T =

R.P.M.

57.72 (DH DP )Q =

DHx DL


41/456

Dnde:

Q = Gasto mnimo recomendable, en gal/min.DH = Dimetro del agujero, en pg.Dp=Dimetro de T.P. en pg.DL=Densidad del lodo, en gr/cm

3.

Ejemplo:

Bna = 9 1/2"

T.P. = 4 1/2"Lodo = 1.35 gr/cm3

Q= 315.0 gal/min. (Gasto mnimo para perforar)

48. DISMINUCIN DE LA DENSIDAD DE UN FLUIDO, AGREGANDO AGUA O

ACEITE CONSERVANDO EL VOLUMEN CONSTANTE.

Dnde:

57.72 (9.5 4.5 )Q =

9.5 x 1.35

57.72 (90.25 20.25)Q=

12.825

57.72 x 70Q=

12.825

DL- DfV= x VL

DL- Da


42/456

V = Volumen del fluido para reemplazar con agua o aceite, para disminuir ladensidad en m3o lt.DL = Densidad del fluido, en gr/cm

3.

Df = Densidad que se desea obtener, en gr/cm3.Da = Densidad del agua o aceite, en gr/cm

3.VL = Volumen del fluido que se desea bajar la densidad, m3o lts.

Ejemplo:

Que volumen de lodo base-agua es necesario almacenar, para reponerlo conagua y bajar la densidad de 1.45 gr/cm3a 1.40 gr/cm3, si se tiene en el sistema decirculacin 240.0 m3de lodo.

49. TIPO DE FLUJO INVASOR EN EL POZO

Fluido del yacimiento:

O x o.3 Gas.0.3 < x 0.85 Gas y/o Aceite.0.85 < x 1.10 Agua salada.

Donde:

Lb = Longitud del fluido invasor, en m.

LD.C.= Longitud de D.C., en m.Vp = Aumento de volumen en las presas, en m

3.Va = Volumen anular, en D.C. y agujero, en litros.CT.P.= Capacidad anular en T.P., en lt/m.Ca = Capacidad en el agujero, en lt/m.X = Densidad de fluidos invasores, gr/cm3.PT.R= Presin de cierre en T.R. en kg/cm

2PT.P. = Presin de cierre en T.P. en kg/cm

250. PRESIN INICIAL Y FINAL DE CIRCULACIN EN EL CONTROL DE UN

BROTE

1.45 1.40

V= x 240.0m3

= 26.66m3

27m3

1.45 1.0

Vp Va VpLb= LD.C.+ , Agujero sin tubera = Lb=

CT.P. Va

(PT.R PT.P.) x 10X= DL-

Lb


43/456

Dnde:

P.I.C.= Presin inicial de circulacin, en kg/cm2.PT.P.= Presin de cierre en T.P. en kg/cm2Pr = Presin reducida de bombeo, en kg/cm2(bomba a media velocidad).P.F.C.= Presin final de circulacin, en kg/cm2de barrena a la superficie con DCDc = Densidad de control, en gr/cm3.DL = Densidad del lodo, en gr/cm

3.

51. DENSIDAD DE CONTROL

Dc = Densidad del lodo, en gr/cm3.Prof. = Profundidad, en m.DL = Densidad del lodo, en gr/cm3.Ms = Margen de seguridad, en gr/cm3.PT.P .= Presin de cierre en T.P. en kg/cm

2

Nota: Si se toma la presin de cierre en T.R. es conveniente, no dar el margende seguridad, ya que se obtiene una densidad mayor que la real.

52. PUNTO LIBRE

Dnde:

L = Profundidad del punto libre, en m.WT.P.= Peso del tubo en la parte lisa, en lb/pie.C = Elongacin que sufre la T.P., en cm.T1 = Tensin inicial, en Toneladas.T2 = Tensin final, en Toneladas.

53. EL EXPONENTE D

Dc x PrP.I.C.= PT.P. + Pr P.F.C.=

DL

PT.P.x 10Dc= + Dl + Ms

Prof.

40.09 x WT.P.x cL=

T2 T1

log(3.28/N x R) Gradiente normalD= dc= d xlog(0.0264 x W/D DL


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Dnde:

D = Exponente d sin unidades.N = Velocidad de rotacin, en r.p.m.R = Velocidad de rotacin, en min/m.W = Peso sobre de la barrena, en toneladas.D = Dimetro de la barrena, en pulgadas.Dc = Exponente d corregido, sin unidades.DL = Densidad del lodo, en gr/cm3.

Ejemplo:

Prof.= 2100m.Rotaria = 140 r.p.m.Penetracin = 24 min/m.P.S.B.= 12 toneladas.Bna = 12 1/4Lodo = 1.50 gr/cm3.Gradiente normal = 1.08 gr/cm3.

Dc = 1.36

54. CALCULO DE LA RELACIN ACEITE/AGUA

Relacin aceite/agua.

Dnde:

Ld = Lectura de aceite diesel, en % (retorta)La = Lectura de .agua, en % (retorta)55. POTENCIA MXIMA EN LA BARRENA

log 3.28

140 x 24 - 3.010D= = = 1.89log 0.0264 x 12 -1.587

12.25

Ld x 100 La x 100Aceite = Agua =

Ld + La Ld + La

Hmax =/4x Db

2x vp


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Donde:

Hmax = potencia mxima en la barrena, en H.P.Db = Dimetro de la barrena, en pulg.Vp = Velocidad de penetracin, en pies/hr.

56. DESGASTE DE UNA BARRENA DE INSERTOS

Dnde:

T = Desgaste de una barrena de insertos, clasificadas en octavos.B = Nmero de insertos rotos o desprendidos.L = Nmero total de insertos en la barrena.

57. PESO REAL (APROXIMADO) SOBRE LA BARRENA EN UN POZODIRECCIONAL

P = P.S.B x cos

Dnde:

P = Peso sobre barrena aproximado, en toneladas.P.S.B.= Peso sobre la barrena, en el indicador, en toneladas. = Angulo de inclinacin, en grados.

58. PESO DE UN MATERIAL EN FUNCIN DE SU DENSIDAD Y VOLUMEN

8 x BT=

L


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P = D X V

Donde:

P = Peso del material, en gr, kg ton.D = Densidad, en gr/ cm3(1 gr/cm3= 1 kg/lt =1 ton/m3).V = Volumen del material, en cm3, lt m3. (de acuerdo a la unidad de volumen seelige la unidad de peso para el resultado).

Ejemplo:

Se requiere conocer el peso de 30m3de aceite diesel de 0.86 gr/cm3.

P = 0.86 x 30 =25.8 Ton 26 Ton.

59. DENSIDAD EQUIVALENTE EN UNA PRUEBA DE GOTEO

Donde:

Dc = Densidad equivalente, en gr/cm3.DL = Densidad del fluido, en gr/cm3.Pr = Presin de ruptura, en kg/cm3.Prof.= Profundidad de la zapata, en m.

1.4 AREAEs la medida de todo espacio o extensin ocupada por una superficie.

Pr x 10Dc = DL+

Prof.


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El rea se mide en unidades cuadradas

cm, m pg, etc.

Ejemplos:

Cuadrado

Formula= L x L

Donde:L = Lado

L

FIG. 1

Ejemplo:

Determinar el rea de un cuadrado que tiene 6 m. de lado.

Datos: Formula. Sustitucin.

L = 6m. L x L 6 X 6 = 36

Resultado :

El rea del cuadrado es de 36 m.

Rectngulo:


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Formula = L x H

Donde:

H L = largo.H = ancho.

L

FIG 2

Ejemplo:

Calcular el rea de un rectngulo que tiene 48 cm de largo y 23 cm de ancho.

Datos: Formula: Sustitucin:

L = 48 cm. L x H 48 x 23 = 1104H = 23 cm.

Resultado:El rea del rectngulo es de 1104 cm.

Crculo:

Formula = x D

4Donde:= 3.1416D = Dimetro al cuadrado

FIG 3

Ejemplo:

Calcular el rea de un crculo que tiene 36 cm. de dimetro.

Datos: Formula: Sustitucin.

= 3.1416 x D 3.1416 x 36 = 3.1416 x 1296D = 36 cm. 4 4 4

4071.5 = 1017.874

Resultado : El rea del crculo es de 1017.87 cm.


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Elipse:

a Formula = x a x b4

bDonde: = 3.1416a = Eje menorb = Eje mayor

FIG. 4

Ejemplo:

Determinar el rea de una elipse que tiene un eje menor de l.80 m y el ejemayor de 2.10 m.

Datos Formula: Sustitucin :

= 3.1416 l x a x b 3.1416 x 1.80 x 2.10a = l.80 4 4b = 2.10 11.88 = 2.97

4Resultado : El rea de la elipse es de 2.97 m.

Corona circular:

D Formula = x (D - d)4

d

x (R - r)

rR Donde:

= 3.1416D = Dimetro mayord = Dimetro menor

FIG 5 R = Radio mayorr= Radio menor

Corona Circular. Es el rea comprendida entre dos circunferencias concntricas.


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Ejemplo

Calcular el rea de la corona circular de un tubo que tiene un dimetro exterior de

2.850 pg y un dimetro interior de 2.440 pg.

Datos: Formula: Sustitucin

Empleando la formula 1.

= 3.1416 x (D - d) 3.1416 x (2.850 - 2.440)D = 2.850 pg. 4 4D = 2.440 pg.

0.785 x (8.123 - 5.954)0.785 x 2.169 = 1.70 pg.

Empleando la frmula 2:

Para trabajar con esta frmula se deben obtener los radios que son la mitad delos dimetros.

R = D = 2.850 = 1,425 pg.2 2

r = d = 2.440 = 1.220 pg.2 2

Datos:

Formula Sustitucin:

= 3.1416 x ( R - r) 3.1416 X (1.425 - 1220)R = 1.425 pg. 3.1416 X (2.031 -1.488)R = 1.220 pg. 3.1416 X 0.543 = 1.70 pg

Resultado :

El rea de la corona circular es de 1.70 pg

1.5 VOLUMENES


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PRINCIPIO DE ARQUMEDES

Es la ley fsica que establece que cuando un objeto se sumerge total o

parcialmente en un lquido, ste experimenta un empuje hacia arriba igual al peso dellquido desalojado. La mayora de las veces se aplica al comportamiento de losobjetos en agua, y explica por qu los objetos flotan y se hunden y por qu parecenser ms ligeros en este medio.El concepto clave de este principio es el 'empuje', quees la fuerza que acta hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuandoste se encuentra en el agua.

Por ejemplo, si un bloque metlico que posee un volumen de 100 cm3 se hundeen agua, desplazar un volumen similar de agua cuyo peso aproximado es 1 N. Portanto, el bloque parecer que pesa 1 N menos.

Un objeto flota si su densidad media es menor que la densidad del agua. Si stese sumerge por completo, el peso del agua que desplaza (y, por tanto, el empuje) esmayor que su propio peso, y el objeto es impulsado hacia arriba y hacia fuera delagua hasta que el peso del agua desplazada por la parte sumergida seaexactamente igual al peso del objeto flotante. As, un bloque de madera cuyadensidad sea 1/6 de la del agua, flotar con 1/6 de su volumen sumergido dentro delagua, ya que en este punto el peso del fluido desplazado es igual al peso del bloque.

Por el principio de Arqumedes, los barcos flotan ms bajos en el agua cuandoestn muy cargados (ya que se necesita desplazar mayor cantidad de agua paragenerar el empuje necesario).

Adems, si van a navegar en agua dulce no se pueden cargar tanto como si vana navegar en agua salada, ya que el agua dulce es menos densa que el agua de mary, por tanto, se necesita desplazar un volumen de agua mayor para obtener elempuje necesario. Esto implica que el barco se hunda ms.

Al sumergirse parcial o totalmente en un fluido, un objeto es sometido a unafuerza hacia arriba, o empuje. El empuje es igual al peso del fluido desplazado.

Esta ley se denomina principio de Arqumedes, por el cientfico griego que ladescubri en el siglo III antes de nuestra era. Aqu se ilustra el principio en el caso deun bloque de aluminio y uno de madera.

(1) El peso aparente de un bloque de aluminio sumergido en agua se ve reducidoen una cantidad igual al peso del agua desplazada.


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(2)Si un bloque de madera est completamente sumergido en agua, el empuje esmayor que el peso de la madera (esto se debe a que la madera es menos densa queel agua, por lo que el peso de la madera es menor que el peso del mismo volumende agua). Por tanto, el bloque asciende y emerge del agua parcialmente -desplazando as menos agua- hasta que el empuje iguala exactamente el peso delbloque.

VOLUMEN

Es la medida del espacio que limita a un cuerpo


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El volumen se mide en unidades cbicas m, pies, pg, etc.

Por ejemplo 1 m es el volumen que abarca un cubo de 1 m por lado

1 m

1m

1m

FIG 6

Con el objeto de conocer la capacidad de volumen de algunos de los equipos deperforacin, a continuacin se dan las formulas para calcular los volmenes dediferentes cuerpos geomtricos.

Presa de lodo

AH

L

Determinar el volumen de lodo de una presa que tiene: 11.00 m de largo 2.20 mde altura y 2.10 m de ancho.

Ejemplo:

Donde: Formula: Volumen= L X A X H = m

L = LargoA = Ancho Volumen= 11.00 x 2.20 x 2.10 = 50.8 mH = Alto

CILINDRO CIRCULAR RECTO


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L 6.00 m

0.90 mh = 1.20 m

FIG. 8 TANQUE DE DIESEL

Formula = x r x L =

Donde:

= 3.1416r = Radio al cuadradoL = Largo

Ejemplo:

Calcular el volumen de un tanque horizontal de diesel que mide 0.90 m de radio y6.00 m de largo.

Volumen = 3.1416 (0.90) x 6.00 = 15.2 m

Formula para calcular el volumen de fluido contenido en un tanque cilndrico deforma horizontal a determinada altura, con la figura del ejemplo anterior calcular elvolumen de diesel con una altura de 1.20 m.

Formula:

V = 1.33 x h x L D - 0.608

Donde:

h


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V = Volumen de un tanque cilndrico en m

h = Altura del nivel del tanque, en m.

L = Largo del tanque en m.

Ejemplo:

Calcular el volumen del tanque que se encuentra en posicin horizontal, con lossiguientes datos:

Largo = 6.00 m

Dimetro = 1.80 m

Altura del nivel del combustible = 1.00m 1.20m

V = 1.33 X 1.20 X 6.00 1.80 - 0.6081.20

V = 1.33 X 1.44 X 6.00 1.5 - 0.608

V = 1.33 X 1.44 X 6.00 X 0.9444 = 10.8 m

V = 10.8 m

CUERPO ELIPTICOl


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b

a

FIG. 9 TANQUE ELPTICO DE DIESEL

Formula

V =x a x b x l

Donde:

= 3.1416

a = semieje mayor

b = semieje menor

l = longitud

Ejemplo:

Determine el volumen de un tanque con los siguientes datos.

= 3.1416

a = 1.20 m

b = 0.80 m

l = 5.5 m

Aplicando la formula V = x a x b x l

V = 3.1416 x 1.20 x 0.80 x 5.5 = 16.58 m

Convirtindolo a litros se multiplica por 1000

16.58 x 1000 = 16580 lt1.6 PRESION


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Es la fuerza ejercida perpendicularmente a una superficie por: un fluido, el peso oempuje de un slido, etc.

Para conocer la presin que ejerce una fuerza sobre una superficie o rea seutiliza la siguiente formula:

P = PresinP = F / Aen donde F = Fuerza

A = rea

Por consiguiente

Las unidades y smbolos en las que se expresa la presin son:

SISTEMA METRICODECIMAL

SISTEMAINGLES

kilogramo / centmetrocuadradokg / cm

libras / pulgadas cuadradas

lb / pg

FACTOR DE CONVERSIN

kg / cm a lb / pg 14.22

FACTOR DE CONVERSION

lb / pg a kg / cm 0.0703

APLICACIONES

FuerzaPresin = rea


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Se coloca sobre un plano horizontal un tabln que mide 10.16 cm de espesor,30.48 cm. de ancho y 3.66 m de largo; primero se apoya sobre la cara ms grande ydespus sobre un extremo.

Si la superficie en que se apoya es muy blanda, evidentemente que el primercaso no se encajar mucho por que el peso se distribuye sobre un rea muy grande.En el segundo caso s se hundir ms puesto que su peso se concentra sobre unrea pequea, tal como se aprecia en la siguiente figura.

Menor presin MayorPresin

Considere que el tabln pesa 68 kg. en la posicin 2 (Fig. 1). Este descansasobre un rea de 309.67 cm.

Formula Sustitucin

P = F / A P= =0.219 kg / cm

P = 0.219 kg / cm

En la posicin 1, el tabln descansa sobre un rea de 3718.56 cm Qu presinejerce?

68 kg

309.67 cm


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Formula Sustitucin

68 kg

P = F / A P = =0.0183 kg / cm3718.56 cm

P = 0.0183 kg / cm

Que presin ejerce un mstil sobre sus apoyos dos gatos de tornillo con total de91.20 cm cuando su estructura pesa 5 toneladas con una carga adicional al ganchode 30 ton?

Datos Formula

rea = 91.20 cm FP =

Fuerza = 35 ton A

Sustitucin

35 ton x 1000 35000 kgP = = = 383.7 kg / cm

91.20 cm 91.20 cm

P = 383.7 kg / cm

Si se requiere conocer cual es la presin ejercida en lb / pg se utiliza el factor deconversin 14.22

383.7 kg / cm x 14.22 = 5456 lb / pg

P = 5456 lb / pg

Con este ejemplo se observa que en la instalacin de un mstil, es ineludibleacondicionar una base con una rea lo suficientemente grande donde se colocar lavigueta.

CAPITULO 2

YACIMIENTOS Y GRADIENTES DE PRESION


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2.1 ORIGEN Y CLASIFICACION DE LOS ROCAS

HISTORIA DE LA TIERRA

La ciencia que estudia la tierra y su evolucin es la geologa. La tierra estaformada por una gran variedad de materiales como aire, agua, hielo, minerales,rocas y organismos vivos. Los movimientos relativos de estos materiales por agentestales como el viento, la lluvia, los ros, las olas, crecimiento de los organismos y laactividad volcnica, ocasionan todos los cambios en la corteza terrestre.

Estos cambios comprenden la formacin de nuevas rocas a partir de otrasantiguas, estructuras nuevas en la corteza y nuevas distribuciones de mares ycontinentes, montaas y llanuras. El paisaje actual es solamente la ltima fase deuna serie de variadsima e infinita de paisajes terrestres y marinos.

Es por eso que una roca no es slo un conjunto de minerales, sino que es unapgina de la autobiografa de la tierra; dispuestas en orden apropiado, estas pginasengloban la historia de la tierra.

Se considera que la tierra se form junto con el sistema solar, a partir de lacondensacin de polvo csmico, hace aproximadamente cinco millones de aos,

pasando por una etapa de fusin inducida por la comprensin gravitacional y eldesprendimiento de energa de elementos radioactivos.

Con el transcurso del tiempo geolgico (millones de aos), al irse enfriando latierra, se solidific el material fusionado (magma) dando origen a las rocas gneasque formaron la corteza terrestre. Simultneamente se liberaron masas de vapor ygases que construyeron la atmsfera, generndose lluvias torrenciales que formaronlos ocanos.

El movimiento del agua, removi partculas de roca, arrastrndolas a los lugaresms bajos. A este proceso se le llamo erosinel cual tambin se debe a la accin

del viento, a la formacin de glaciares (hielo) y cambios de temperatura.

Finalmente, las partculas o detritos derivados de las rocas gneas fuerontransportados y acumulados, proceso que se conoce como sedimentacin. En lafigura 1 puede observarse como ciertos bloques de rocas gneas se han desgastado


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de sus formas originales (lneas punteadas) y entre estos bloques aparece un valleparcialmente lleno con los sedimentos resultantes.

Fig. 1. Valle de sedimentos formada por la erosin.

La figura 2 no muestra el corte de nuestro planeta en donde se representa elncleo magmtica, el ncleo exterior, el manto y la denominada corteza terrestretambin llamada litosfera que tiene aproximadamente 50 Km. de espesor.

Fig. 2.- Corte transversal de la tierra

A continuacin se anotan algunos datos numricos de la tierra:

Dimetro Ecuatorial----------------------------------- 12,757 Km.Dimetro Polar----------------------------------------- 12.714 Km.Longitud del Meridiano Polar----------------------- 40,077 Km.Superficie total------------------------------------------ 510 Millones de kmSuperficie cubierta por mares----------------------- 361 Millones de km (70.78%)Superficie de tierra emergida------------------------ 149 Millones de km (29.22%)Mayor altura conocida-------------------------------- 8,882 m. sobre el nivel del marMayor profundidad marina conocida----------- -- 10,480 m. bajo el nivel del marComo el libro de la tierra es inmensamente largo, se ha clasificado su contenido,

del mismo modo que un libro extenso se divide en volmenes, secciones y prrafos;as se dividen los intervalos correspondientes de tiempo, o sea:


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Divisiones de un libro:

Historia de latierra

Volumen Captulo Seccin Prrafo

Intervalos detiempo

Era Periodo poca Edad

La Tabla 1 representa la llamada Escala Geolgica del Tiempo, la cual nos da lareferencia general de la historia de la tierra y de la vida.


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TABLA 1

ESCALA GEOLOGICA DEL TIEMPO

ERAS PERIODOS ESPESOR MXIMODE ESTRATOS ENMETROS

DURACINAPROXIMADAEN AOS

VIDACARACTERISTICA

CENOZOICA

CUATERNARIO-Actual

-PleistocenoTERCIARIO-Plioceno-Mioceno-Oligoceno-Eoceno

1,220

4,0006,4004,5704,270

25,000

1,000,000

15,000,00035,000,00050,000,00070,000,000

Hombre Moderno

Hombre de la Edad Piedra

Mamferos y plantas con flores

MESOSOICA-Cretcico-Jursico-Trisico

19,5006,1007,620

120,000,000150,000,000190,000,000

Reptiles

PALEOZOICA

-Prmico-Carbonfero-Devnico-Silrico-Ordivcico-Cmbrico

4,00012,19011,2804,57012,19012,190

220,000,000280,000,000320,000,000350,000,000400,000,000500,000,000

Anfibios y plantas primitivas

Peces

Invertebrados y fsiles abundantes

PRECAMBRICA -Proterozoico-Arqueozoico-Eozoico

Desconocidos endetalle peroinmensamente grandes

1750,000,000 Restos escasos de esponjas y algasSin evidencia fsil de vida

ORIGEN DE LATIERRA

Por lo menos5000,000,000


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CLASIFICACION DE LAS ROCAS

Las referencias que hicimos anteriormente de las rocas, son suficientes para

mostrar que pueden dividirse en tres grandes grupos, de acuerdo a su origen:

a) Rocas gneasb) Rocas sedimentariasc) Rocas metamrficas

La figura 3 muestra el ciclo evolutivo de las rocas.

Fig. 3 Ciclo evolutivo de las rocas

a) Rocas gneas.-ya se not que por el enfriamiento de la tierra, la materia enestado de fusin dio origen a las rocas gneas. Las erupciones volcnicasproporcionan una prueba espectacular de que el interior de la tierra seencuentra todava caliente; bsicamente un volcn es una grieta o aperturapor la cual el magma procedente de las profundidades es lanzado a lasuperficie bajo la forma de corriente de lava, nubes explosivas de gases ycenizas volcnicas, dando lugar a enfriarse las rocas gneas.

b) Rocas sedimentarias.- Como producto de los procesos erosivos y por la

accin de agentes de transporte como vientos, ros y mares, as como lapropia accin de la va generadora de sedimentos orgnicos, se dio origen alas rocas sedimentarias.

Para la industria del petrleo estas rocas son las ms importantes, ya que enellas ocurre el origen, migracin y acumulacin de depsitos de hidrocarburos.Estas rocas se clasifican a su vez en:

ClsticasQumicasOrgnicas


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Las rocas sedimentarias clsticasson aqullas formadas a partir de fragmentos omaterial clstico, compuesto por partculas de minerales o de otras rocas que yaexistan previamente.

Las rocas sedimentarias qumicas son las que se forman por la precipitacin,evaporacin de aguas salobres y reacciones qumicas de sales disueltas.

Las rocas sedimentarias orgnicas son la que se forman por desechos orgnicosde plantas y animales.

TABLA 2

ROCAS SEDIMENTARIAS

Estas rocas poseen dos propiedades importantes que son:

PorosidadPermeabilidad

Porosidad.- Los espacios entre las partculas de una roca se denominan poros(figura 4), estos espacios pueden ser ocupados por fluidos como agua, aceite o gas,tal y como se observa en una esponja la cual puede contener lquidos o permanecervaca sin variar su volumen total.

Fig. 4.- Porosidad de las rocas

CLSTICAS QUIMICAS ORGANICAS

Conglomerados

Arenicas

Limolitas

Esquistos

Caliza

Dolomita

Arena

Yeso

Sal o anhidrita

Turba

Carbn

Diatomita

Calizas


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En algunas rocas estos espacios pueden o no estar comunicados, lo cual es muyimportante, ya que de estos depende que pueda existir flujo a travs de la roca.

El volumen de poros entre el volumen total de la roca nos da una medidaporcentual de la porosidad. As por ejemplo, si tenemos una roca con un volumen de10 cm y un volumen poroso de 2 cm el valor de su porosidad () sera:

2 cm = = 0.2 = 20% de porosidad

10 cm

Los valores ms comunes de porosidad varan segn el tipo y las caractersticasde las rocas en porcentajes de 5 a 25 %. Estas mediciones se hacen a partir dencleos en laboratorios o indirectamente por medio de anlisis de registros de

pozos.

Fig. 5.- Porosidad y permeabilidades caractersticas de rocas en yacimientoscomerciales

Se conoce como porosidad primaria la que se refiere a los espacios resultantesen la roca despus de su proceso de sedimentacin.

Laporosidad secundariade una roca es aquella resultante de fracturas, cavernasy otras discontinuidades en la matriz rocosa.

Permeabilidad.- La permeabilidad de una roca es la medida de su capacidadespecfica para que exista flujo a travs de ella.

En la Industria petrolera la unidad que se usa para medir la permeabilidad es elDarcy.

Se dice que una roca tiene permeabilidad 1 Darcy si un gradiente de presin de 1at/cm induce un gasto de 1 cm/seg por cm de rea transversal, con un lquido deviscosidad igual a 1 centipiose (cp). Para fines prcticos se utiliza el milidarcy (md)que es la milsima parte de 1 Darcy.


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Fig. 6.- Definicin de Darcy

c) Rocas metamrficas.- Cuando las rocas de la corteza terrestre se encuentranbajo la influencia de presin por columnas de sedimentos, traccin pormovimientos telricos; elevadas temperaturas por actividad gnea; reaccionancon cambios en la estructura y composicin mineral, con lo cal llegan atransformarse en nuevos tipos de rocas que se les llama metamrficas.

Como se aprecia en el ciclo de las rocas, stas pueden fundirse y volverse

magma convirtindose al enfriarse en rocas gneas, o pueden sufrir el procesoerosivo que las convierte en sedimentos.

COMPOSICIN MEDIA DE LAS ROCAS

SMBOLO NOMBRE %O Oxigeno 46.71

Si Silicio 27.69Al Aluminio 8.07Fe Hierro 5.05

Ca Calcio 3.65Na Sodio 2.75K Potasio 2.58Mg Magnesio 2.08Ti Titanio 0.62H Hidrgeno 0.14

TOTAL 99.34%


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EXPRESADA EN XIDOS:

Sio2 Slice 59.07

AL2O3 Almina 15.22Fe2o3/Feo xidos de Hierro 6.81CaO Cal 5.10Na2o Sosa 3.71K2O Potasa 3.11MgO Magnesia 3.45Tio2 Oxido de Titanio 1.03H2O Agua 1.30

TOTAL 98.80%

LA CLAVE DEL PASADO

Las rocas son tambin pginas del libro de la historia de la tierra; uno de losobjetivos principales de la geologa es descifrar estas pginas y colocarlas en elorden histrico apropiado, haciendo vlida la frase de que el presente es la clave delpasado.

Por ejemplo la presencia de corales fsiles en una caliza o conchas de animalesmarinos, indica que tal caliza fue depositada en el fondo del mar y que lo que ahora

es tierra, estuvo sumergido en el mar; la presencia de salinas sealan la primitivaexistencia de mares continentales que se evaporaron por el calor solar.

Las rocas estratificadas se acumularon capa sobre capa a travs del tiempo, esevidente que los estratos inferiores sern los ms antiguos y los superiores los ms

jvenes.

En realidad cada estrato contiene fsiles que vivieron en determinado intervalo detiempo, por ellos es posible conocer la edad de las rocas. En todas partes, lasucesin de fsiles revela un gradual despliegue de diferentes formas de vida, y deeste modo es posible seccionar el conjunto de rocas estratificadas en orden

cronolgico.


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3. ORIGEN Y MIGRACION DEL PETROLEO

ORIGEN.- Petrleo (del latn petra = roca y oleum = aceite) es el termino generalcon el que se designan todos los hidrocarburos naturales, ya sean slidos ogaseosos que se encuentran en las rocas

El petrleo se compone de una mezcla de hidrocarburos (compuestos de carbne hidrgeno) diferentes, por lo general acompaados de pequeas cantidades decompuestos de nitrgeno, azufre y oxgeno.

Siendo fluidos, el aceite y el gas se comportan muy anlogamente a las aguassubterrneas; ocupan los intersticios o espacios porosos de rocas tales como arenas,areniscas y calizas cavernosas o fisuradas, en aquellos lugares en que estas rocasalmacn estn convenientemente encuadradas por rocas impermeables, de modoque el aceite quede encerrado entre ellas. Las acumulaciones en escala suficientepara compensar los gastos de explotacin, se denominan yacimientos de gas yaceite.

El petrleo no conserva evidencia visible de su origen; bsicamente se manejandos teoras: la inorgnica y la orgnica.


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La inorgnicasostiene que el aceite se form por procesos volcnicos y qumicosen la profundidad de la corteza terrestre, desplazndose, posteriormente, a travs delas rocas porosas hasta acumularse en trampas naturales.

Lo Teora orgnica es la ms aceptada por los cientficos, sta afirma que elcarbn e hidrgeno que forman el petrleo, provienen de restos de plantas yanimales acumulados a travs del tiempo geolgico. A medida que se acomodaronlos sedimentos, la accin de las bacterias junto con las condiciones de presin ytemperatura dieron lugar a la formacin de hidrocarburos

Fig. 8 Migracin de hidrocarburos

MIGRACIN.- Por migracin se entiende el movimiento de lquidos y gases dellugar donde se formaron (roca madre) y que viajan hacia la roca donde se puedanacumular (roca almacn)

La migracin es un proceso continuo, una vez que los hidrocarburos songenerados y expulsados de su lugar de origen, sin tomar en cuenta si se mueven atravs de rocas porosas o por un sistema de fracturas.

Los esquemas sucesivos de la figura 8 muestran el movimiento de ellos.

En la etapa 1 se ilustra la estratificacin del gas, aceite y agua arriba del punto derebose de la trampa.

En la etapa 2 se muestra como los hidrocarburos llenan la trampa hasta el puntode rebose, causando que el aceite migre hacia arriba.

La etapa 3 seala como la trampa est llena de gas, ste se mueve debajoentrando en la trampa, pero un volumen igual se rebasa al mismo tiempo y el aceitese ha desviado completamente de la trampa.


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De la interpretacin anterior se deduce que deber existir una barrera necesariapara impedir una migracin, con objeto de tener una acumulacin de hidrocarburos.

En algunos casos el peso de las rocas y en otros la presin hidrosttica ejercidasobre los hidrocarburos, darn la fuerza necesaria para expulsarlos a travs de lascapas ms porosas o fracturadas hacia regiones de ms baja presin.

Fig. 9 Efecto del peso de las rocas

4. ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS

Las rocas de depsito son rocas porosas capaces de almacenar gas, aceite yagua.

Para que un depsito de hidrocarburos sea comercial debe tener suficienteespesor y espacio poroso, con el fin de que produzca los fluidos contenidos en unarelacin satisfactoria cuando se penetra al depsito a travs de uno o varios pozos.

Las areniscas y las calizas son las rocas de acumulaciones ms comunes.

La figura 10 muestra un yacimiento tpico.

Fig. 10 Almacenamiento de hidrocarburos en arenas o areniscas

Aqu podemos observar como los tres fluidos del depsito, que son el gas, elaceite y el agua, por tener diferentes densidades ocupan determinados espacios enla trampa.


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De esta forma los hidrocarburos migran hacia arriba a travs de las rocas y a lolargo de muchos kilmetros; inevitablemente existir una fuerza que los impulse, y eneste caso es al agua salada quien la esta ejerciendo.

A continuacin se dan las caractersticas de las rocas.

La caliza es un tipo de roca sedimentaria, rica en carbonato de calcio, que lamayora de las veces sirve como roca almacenadora para el petrleo.

La lutita es una roca formada por partculas finsimas de arcilla muy compactasentre s. Los poros entre ellos son muy pequeos para que los hidrocarburos puedanfluir a travs de los mismos.

La arenisca es una roca sedimentaria formada por granos de arena separadospor la disgregacin de las rocas preexistentes. Tienen muchos poros entre s ynormalmente con buena porosidad.

La porosidad es afectada adversamente por la compactacin y cementacin delos sedimentos. En las areniscas la porosidad se debe a la mezcla de distintostamaos de granos y a la forma de empacarse.

A continuacin se muestran dos formas de empacamiento de granos esfricos.

Figura 11.- Empacamiento de granos de arenisca

En la figura del lado derecho los granos estn arriba unos de otros, mientras queen la del lado izquierdo cada grano se apoya en dos granos inferiores. Adems aqupodemos observar que la del lado derecho tiene poros ms grandes.


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La compactacin por sobre peso de las rocas aplastar a los granos de arena,dando como resultado una menor porosidad.

En los carbonatos (calizas), la porosidad y la permeabilidad estn relacionadascon la sedimentacin y con los cambios que han tenido lugar despus de laacumulacin.

La porosidad de una roca puede cambiar por procesos posteriores, por lo que lasrocas pueden romperse y ser fracturadas por el asentamiento o movimiento de lacorteza terrestre.

Las fracturas y las juntas pueden aumentar la porosidad de una caliza.

El agua disuelve a la caliza cuando no est saturada con minerales disueltos,

fluyendo a travs de la formacin provocando que las fracturas y las juntas se haganms grandes.

Fig. 12.- Bloque de caliza mostrando las juntas y fracturas

Las corrientes subterrneas que circulan a travs de los poros de una calizapueden aumentar mucho el tamao de stos al disolverse la roca. Estas corrientesaumentarn las fracturas, las juntas y los poros.

Con referencia a la primera tabla de clasificacin de las rocas sedimentarias,

descrita anteriormente, existe un proceso llamado DOLOMITIZACION que sepresenta cuando la caliza cambia a DOLOMITA. Esta roca surge del procesoqumico que sufre la caliza por el intercambio de sus partes de calcio por magnesio.

As observamos que ciertas partculas de DOLOMITA reemplazan a las decaliza, produciendo espacios vacos debido a que la partcula de DOLOMITAocupamenos espacio que la de caliza.

Cuando muchas partculas de caliza son reemplazadas por partculas deDOLOMITA, se forman demasiados poros o espacios entre las partculas, resultandocon esto un aumento en la porosidad, por lo que con la disolucin, el fracturamiento yla DOLOMITIZACIONde las rocas, la porosidad resulta mayor que la original.


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Esta porosidad original tambin puede disminuir cuando el agua esta saturadacon minerales disueltos, depositndolos cuando fluye por los poros de la roca.

Algunos yacimientos que originalmente tienen buena porosidad pueden llegar aobstruirse con residuos precipitados o depositaciones, que llenarn los porosdisminuyendo la produccin.

Tambin si una roca tiene pocas aberturas o poros, stos no estarncomunicados, por lo que tendrn poca permeabilidad (figura 13)

Fig. 13.- Poros incomunicados

La acumulacin de hidrocarburos debe tener en su parte superior e inferior unacapa de material impermeable que impida la migracin del aceite hacia otras capassuperiores.

Los factores que afectan la porosidad, tambin afectan la permeabilidad, sin lacual los hidrocarburos no pueden fluir, migrar o moverse a travs de las rocas.Ejemplo de esta son las lutitas, que a pesar de tener muchos poros; tienen pocapermeabilidad por lo que estas formaciones no tiene porosidad.

5.ESTRUCTURAS GEOLGICAS

Las principales estructuras capaces de contener hidrocarburos se clasifican en:

ANTICLINAL.- En esta estructura, tambin llamada domo, la acumulacin de

aceite y gas es sustentada por agua en una trampa, teniendo de apoyo dosformaciones impermeables.

Los relieves de este tipo varan entre ciento y miles de metros. Muchos de ellosestn acallados y el patrn puede ser sencillo o en extremo complejo. Algunosdepsitos de petrleo se localizan en este tipo de estructuras.


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Fig. 14.- Estructura anticlinal

TRAMPAS POR FALLAS.- Fallas normales o de gravedad controlan laproduccin en gran nmero de yacimientos. Ocurren en donde los efectos deesfuerzos tensionales son dominantes.

Invariablemente los pozos que pasan por una falla normal perforan una seccinsedimentaria anormalmente corta (figura 15)

Fig. 15.- Falla Normal

Las fallas suelen dividir un yacimiento de depsitos separados o bloques de falla.Estas pueden ser paralelas, como muestra la figura 16, y cruzadas para formartrampas. Tambin se desarrollan en grandes pliegues y pueden formar depsitosseparados en estructuras mayores.


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Fig. 16.- Fallas paralelas

Las fallas inversas ocurren ordinariamente en zonas que han sufrido compresin.Los pozos que pasan por estas fallas normalmente repiten la seccin, pasando decapas antiguas por encima de la falla a capas ms jvenes por debajo de la misma.Este tipo de fallas sucede en flancos de montaas levantadas en donde lacompresin horizontal influye principalmente en la formacin de estructurasregionales.

Fig. 17.- Falla inversa

ESTRATIGRFICA.- Se le llama as a la estructura o trampa que tiene unacuamiento de una arena productiva atrapada por capas impermeables. Estasdiscordancias o periodos de erosin seguidos de depositacin llegan a formartrampas ricas en hidrocarburos. Aunque la figura muestra una arenisca truncada, lasdiscordancias pueden atrapar petrleo en calizas o en dolomitas.


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Fig. 18. Falla estratigrfica

a) DE CUA .- Se forman cuando una arenisca porosa gradualmente seconvierte en lutita o en caliza compacta. Estos adelgazamientos pueden servestigios de antiguos bancos y extenderse en muchos kilmetros a lo largo deuna faja angosta, en el lmite de buzamiento, arriba de la arenisca.

Aunque son cuas estratigrficas pueden tener pliegues y fallas influyentesen el control de la produccin.

Existen otras como la de la cua de transplante, originada en antiguoslitorales, donde la arenas mas recientes se extienden buzamiento arriba y

cada arena es un yacimiento aparte, desarrollndose en varios rumbos,pudindose extender con la produccin confinada a trampas o altosregionales.

Fig. 19.- Trampa de cua

b) DE CUA POR CAMBIO DE POROSIDAD-PERMEABILIDAD.- Esta cuaestratigrfica ocurre donde una roca porosa y permeable cambiagradualmente en impermeable. Frecuentemente una dolomita no porosa seconvierte en buzamiento arriba en caliza no porosa para formar la trampa.


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Fig. 20.- Trampa por cambio de porosidad

ESTRUCTURAS SALINAS.-Estn presentes a lo largo de la costa del golfo. Elgrupo o tapn salino ha salido por entre sedimentos superyacentes. La produccinocurre en muchas trampas diferentes donde suele haber fallas complejas.

La sal puede estar cubierta por roca caliza, yeso, azufre o anhidrita, y esta capade roca puede ser productiva.

Un campo de domo presenta gran variedad de trampas. En muchos la sal o roca

tapa, cuelga o sobre sale por los sedimentos invadidos. Las fallas complejas sontpicas de domos salinos y atrapan el petrleo.

Fig. 21. Domo salino


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2.2 INTERPRETACION DE LA COLUMNA ESTRATIGRAFICA DE LOSPROGRAMAS DE PERFORACIN

COMPOSICION ESTATIGRAFICA DEL SURESTE MEXICANOBAHIA DE CAMPECHE

GOLFO DE MEXICO

ERA SISTEMA SERIES COMPOSICION LITOLOGICAHOLOCENO ARENA BLANCA Y CRISTALINA DE GRANO FINO A

MEDIO, SUBREDONDEADA DE BAJACONSOLIDACION, FRAGMENTOS DE CONCHAS.

PLEITICENO ARENISCA GRIS YBLANCA DE GRANO GRUESO,FIRME Y CONSOLIDADA.

CENOZOICA

TERCI

ARI

O

PLIOCENO ARENA/ARENISCA COMO LA DESCRITA ARRIBA,ABUNDANTES FRAGMENTOS DE CONCHAS,FRAGMENTOS ARCILLOSOS.

C

E

N

O

Z

O

I

C

A

T

E

R

C

I

A

R

I

O

MIOCENOSUPERIOR

MIOCENOINFERIOR

OLIGOCENO

EOCENO

PALEOCENO

LUTITA GRIS CLARO A GRIS VERDOSO, SUAVE,PLASTICA, MUY ARENOSA, LIGERAMENTECALCAREA CON FRAGMENTOS DE CONCHAS.

LUTITA GRIS, SUAVE A FIRME.

LUTITA GRIS-GRIS CLAROSUAVE A FIRME

LIGERAMENTE CALCAREA, CON TRAZAS DEPIRITA Y CALIZA DOLOMITICA.

LUTITA GRIS VERDOSO, SUAVE A FIRME,CALCAREA, BENTONITICA CON TRAZAS DECALIZA/MUDSTONE: BLANCO, SUAVE.

CALIZA/MUDSTONE, CREMA SUAVE A FIRME,ABUNDANTE CALCITA, LUTITA GRIS, GRISOSCURO Y GRIS VERDOSO, PARCIALMENTEBENTONITICA, CALCAREA, CON TRAZAS DECALIZA Y CALCITA.

LUTITA GRIS VERDOSO DE FIRME A DURA,CALCAREA.

LUTITA GRIS A CAF ROJIZO DURA A FIRME,CALCAREA, TRAZAS DE LIMOLITA ROJA, FIRME,TRAZAS DE CALIZA.

LUTITA CAF ROJIZA-GRIS, DURA TRAZAS DELIMOLITA Y DOLOMIA.

BENTONITA: VERDE CLARO, SUAVE A FIRME.


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BRECHAS

CRETACICOSUPERIOR

CALIZA/MUDSTONE-WACKSTONE CAFTABACO, FIRME A DURA-COMPACTA,BENTONITICA, MICROCRISTALINA, CON TRAZASDE BENTONITA Y MARGA.

CRETACICOMEDIO

DOLOMIA: GRIS Y CAF OSCURO DURA,COMPACTA.CALIZA: PACKSTONE-GRAINSTONE, TRAZAS DEMUDSTONE, CREMA A CAF, DURA CONTRAZAS DE PEDERNAL Y FRACTURASSELLADAS CON CALCITA.

CRET

ACICO

CRETACICOINFERIOR

DOLOMIA/CALIZA: CAF A CAF CLARO, DURACOMPACTA.

TITONIANO CALIZA/PACKSTONE-WACKSTONE: CAF A

NEGRA, DURA.

KINMERIDGIANO

CALIZA/DOLOMIA: CAF OSCURO, DURA ACOMPACTA, MICROCRISTALINA.

LUTITA/LIMOLITA/BENTONITA/CALIZA/ARENISCA,ESTRATIFICACION MIXTA, SECCIONESDELGADAS.

M

E

Z

O

Z

O

I

C

OOXFORDIANO ARENISCA ROJIZA, FIRME DE GRANO FINO,

CONSOLIDADA POROZA.


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TABLA ESTATIGRAFICA DE LA REGION NORTEC.D. REYNOSA TAMAULIPAS

ERA PERIODO EPOCA EDAD GRUPO SUBGRUPO FORMACION ZONARECIENTE

PLEISTOCENOBEAMUN

LISSIE

PLIOCENO GOLIAD

LAGARTO

OAKVILLE

Bigenerina DiscorbisTextularia 13 ABigenerina HumbleiCibicides carstensiRobululus 43 AMIOCENO

CATAHOLUA

TARDI

O

DISCORBISHETEROSTEGINA

MARGINULINA IdiomorfaM. vaginataM. howel

MEDI

O

Hanzawaia hazzardiMarginulina texanaNonion strumaNodosaria blanpiedi

Anomalinoides bilate rales

OLI

GOENO

TEMPR

ANo

VICKSBURGO

T. seligi, T. warreni, T. missBulimina sculplilisHoterolepa mexicana

JACKSONSUPERIOR

Marginulina cocoaensis

Bulimina jacksonnensisGr. CerroazulenisisTr. CentralesHankkenina alabamensis

JAKSCONMEDIO

Textularia hockleyensis

TARDI

O

JACKSON

JACKSONINFERIOR

Textularia diobellensisN. coockfieldensisNummulites moadybranchensis

YEGUA Neoeponides guyabalensisDiscorbis yeguaensis

MEDI

O

COOKMOUNTAIN

CROKETTSPARTA

Ceratocaneris stellataCeratobulimina eximiaOperculinoides sabinensis

WECHES Textularia smithvillensis

QUEEN CITY

CL

AI

BOR

NE

MOUNT

SELMAN RECKLAW Cyclamina CaneriverensisT. degolyeri, E. elevatus

CARRIZO

SABINETOWN

E

O

C

E

N

O

T

EMPR

ANO

CYTHERIDEA SABINENSIS

V. halcheligbee

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