PERFORACIÓN DIRECCIONAL1.- HISTORIA:

Surgió como una operación de remedio, la cual se ha seguido desarrollando, de tal manera que ahora se considera una herramienta de gran utilidad para la optimización de yacimientos.

Perforación direccional para evitar fallas, fracturas y también para acceder a yacimientos que se encuentren juntos, utilizando el mismo pozo.

Sus inicios en 1920 cuando hubo varios pleitos que alegan que los pozos perforados desde una plataforma en una propiedad habían cruzado la frontera

En 1930 se perforo el primer pozo direccional controlado en Huntington Beach, California. En 1943 se perforo el primer pozo de alivio en Conroe

2. APLICACIONES DE LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL

Existen varias razones que hacen que se programen pozos direccionales, estas pueden ser planificadas previamente o por presentarse problemas en las operaciones que ameriten un cambio de programa en la perforación. Las más comunes son las siguientes:

Perforación En Fallas:

Esta aplicación se utiliza para el control de fallas, en este caso el pozo es desviado a través de la falla o en paralelo con ella, por lo que se elimina el riesgo de perforar pozos verticales a través de planos de fallas muy inclinados, al seguir la dirección preferencial del plano de falla con la sarta de perforación, lo que puede ocasionar el deslizamiento y perforación de las sartas de revestimiento, así mismo, se elimina el riesgo de tener que perforar a través del plano de una falla que en el caso de ocurrir un sismo, si se mueven bloques se podría mover y cortar la tubería de revestimiento.

Perforación A Través De Domos Salinos:

Este método es utilizado para alcanzar los intervalos productores que frecuentemente están situados bajo el tope protuberante de un diapiro de sal (canopie); el pozo se perfora primeramente cortando lo que está arriba de la estructura salina y posteriormente se desvía para que penetre bajo la protuberancia.

Localidades Inaccesibles:

Esta es una de las razones por las que más se utiliza este método, cuando se tiene la necesidad de situar el equipo de perforación a cierta distancia horizontal del yacimiento, como ocurre cuando los intervalos productores se encuentran debajo de ríos, montañas, ciudades, selvas, etc

Múltiple Pozo Con Una Misma Plataforma Offshore:

Desde la plataforma se pueden perforar varios pozos para reducir el costo de la construcción de plataformas individuales y minimizar los costos por instalación de facilidades de producción.

Pozo De Alivio:

Es aquel que se perfora para controlar un pozo en erupción. Mediante el pozo se contrarresta las presiones que ocasionaron el reventón. Los pozos de alivio son usados para matar pozos descontrolados interceptándolos.

Desarrollo Múltiple De Un Yacimiento:

Cuando se requiere drenar el yacimiento lo más rápido posible o para establecer los límites de contacto gas/petróleo o petróleo/agua.

Sidetrack:

Un sidetrack se puede hacer para evitar una obstrucción (un "pez") en el pozo original o para explorar la extensión de la zona que produce en un determinado sector de un campo.).

Los Pozos Horizontales:

Sirven para interceptar horizontalmente una formación productora para mejorar su producción. Esta técnica incrementa el área superficial de una formación productora., especialmente cuando la permeabilidad efectiva del yacimiento es vertical.

3. CONCEPTOS BÁSICOS DE LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL

Profundidad Desarrollada (PD)Es la distancia medida a lo largo de la trayectoria real del pozo, desde el punto de referencia en la superficie, hasta el punto de registros direccionales. Esta profundidad siempre se conoce, ya sea contando la tubería o por el contador de profundidad de la línea de acero

La Profundidad Vertical Verdadera (PVV)Es la distancia vertical desde el nivel de referencia de profundidad, hasta un punto en la trayectoria del pozo. Este es normalmente un valor calculadoInclinación (DRIFT)

Es el ángulo (en grados) entre la vertical local, dada por el vector local de gravedad como lo indica una plomada, y la tangente al eje del pozo en un punto determinado. Por convención, 0° corresponde a la vertical y 90° a la horizontal

Azimuth (Dirección Del Pozo)El azimuth de un pozo en un punto determinado, es la dirección del pozo sobre el plano horizontal, medido como un ángulo en sentido de las manecillas del reloj, a partir del norte de referencia. Esta referencia puede ser el norte verdadero, el magnético o el de mapa, por convención se mide en sentido de las manecillas del reloj.

Todas las herramientas magnéticas proporcionan la lectura del azimuth con respecto al norte magnético. Sin embargo, las coordenadas calculadas posteriormente, están referidas al norte verdadero o norte geográfico

Angulo De Inclinación, Drift.-Es el ángulo expresado en grados, formado por la superficie terrestre y las líneas decampo magnético en un punto determinado, por consiguiente 0° se refiere a una vertical verdadera, mientras que 90°se refiere a una construcción horizontal.

Dirección De Pozo, AzimutEs la dirección del pozo sobre el plano horizontal, medido como un ángulo en sentido de las manecillas del reloj a partir del norte de referencia; el que puede ser el norte verdadero, magnético o de grilla. Todas las herramientas magnéticas proporcionan la lectura del azimut con respecto al norte magnético, pero las coordenadas calculadas posteriormente pueden ser referidas al norte verdadero o al norte del mapa.

Direcciones De CuadrantesLa dirección de cuadrante de un pozo es el ángulo en el plano horizontal medido desde el Norte o Sur hacia el Este u Oeste definiendo la dirección del pozo.

Sección TangencialEs la sección del hoyo donde el ángulo de inclinación y dirección permanecen constante hasta alcanzar el siguiente objetivo, se presenta después de la sección e construcción. El propósito de esta caída es generalmente posicionar el pozo en el yacimiento con la orientación óptima a la permeabilidad de la formación o a los esfuerzos de la misma.

Pata De Perro (Dog Leg)Es la medida del cambio angular total del pozo, este cálculo se realiza utilizando la inclinación y azimut entre dos estaciones de registros direccionales y se mide en grados. Los cambios de azimut con altas inclinaciones tendrán un mayor efecto en el dog leg que los cambios de azimut con inclinaciones inferiores.

Posicionamiento Y Sistema De CoordenadasEn Perforación Direccional los mapas utilizados para posicionar un pozo son planos. Para representar la Tierra en forma plana existen varias proyecciones. El Sistema de Coordenadas UTM (Universal Transverse Mercator) divide a la tierra en 60 Zonas, cada una de 6° de amplitud. Las locaciones se miden en Norte y Este en lugar de longitudes y latitudes.Norte Geográfico VerdaderoEs la dirección del polo norte geográfico, el cual yace sobre el eje de rotación de la tierra. El sistema de cuadriculas UTM, no marca el norte geográfico en todas las cuadriculas rectangulares creadas, ya que los meridianos y paralelos aparecen distorsionados con respecto a la cuadricula. En el cuadriculado, solamente existe una dirección, coincidente con un meridiano en cada huso, que realmente se encuentra orientada al norte, esta dirección es el meridiano central de cada huso.Las cuadriculas existentes dentro del huso desvían la dirección real del norte geográfico, esta desviación se la denomina Convergencia de Cuadricula (T), que se encuentra evaluada en los mapas topográficos.

Norte Cuadricula O Norte De Mapa

Es la dirección norte sobre un mapa, este norte corresponde al norte verdadero solo en el meridiano central. Todos los otros puntos deben corregirse por convergencia, esto es, por el ángulo entre el norte de mapa y el norte verdadero en cualquier punto

RumboEs el ángulo respecto al norte, que forma la línea de intersección del estrato con un plano horizontal.

BuzamientoConocido también como máxima inclinación, ya que es el ángulo que forma el estrato con la horizontal, medido perpendicularmente al rumbo.

5.- MÉTODOS Y HERRAMIENTAS DE DEFLEXIÓNDesviador de Pared (Whipstock)Chorro de Barrena (Jetting)Motores de Fondo (DHM) con codo desviador (Bent Sub, Bent Housing )

Desviador De Pared (Whisptock)

Son herramientas muy usadas en pozos multilaterales y pueden ser del tipo recuperable o permanente.

Desviador de Pared RecuperableConsta de una cuña larga invertida de acero, cóncava, con el lado interior acanalado para guiar la barrena hacia el rumbo de inicio de desviación. Los ángulos para los cuales están diseñados estos desviadores, varían entre 1 y 5 grados; en su parte inferior tienen una especie de punta de cincel para evitar que giren cuando la barrena esta trabajando. En la parte superior de la barrena, se instala un lastrabarrenas o portamechas,el cual permite recuperar el desviador.Estos desviadores son muy usados en equipos con bombas de lodo pequeñas, sidetracks en profundidad y pozos muy calientes.

Desviador de Pared PermanenteEstos desviadores se colocan en agujeros ademados (donde existan obstrucciones por colapso de la formación) o en agujeros abiertos que contengan un medio donde asentarlos (un tapón de apoyo o un pescado con media junta de seguridad). Comúnmente, se coloca con un conjunto compuesto por un molino, un orientador y tuberías pesadas. Una vez orientado la herramienta se le aplica peso y se rompe el pasador que une el desviador con el molino, girando lentamente la sarta de la molienda. Este tipo de desviador sigue siendo utilizado sobre todo en pozos con accidentes mecánicos.Un arreglo típico con herramienta desviadora de pared, se muestra a continuación:

Desviador de pared + Trepano piloto + Estabilizador + 1 junta de tubería de perforación + Substituto de orientación + 1 portamechas no-magnéticoChorro De BarrenaEsta técnica es utilizada para desviar el pozo en formaciones suaves y friables, aunque con resultados erráticos y generando patas de perro severas.Una barrena convencional se usa para desviar pozos en el tipo de formaciones mencionadas. Esto se logra taponando dos de las toberas y dejando la tercera sin tobera o con un diámetro muy grande. Esta última se orienta en la dirección a la cual se desea desviar, después se ponen en funcionamiento las bombas, moviendo hacia arriba y hacia abajo la tubería de perforación; Una vez fijado el curso apropiado, se gira la sarta y el trepano tiende a seguir el camino de menor resistencia formado por la sección deslavada. Se deben generar velocidades de circulación de aproximadamente 500 pies/seg.