Principios de Perforacion Direccional

8/12/2019 Principios de Perforacion Direccional

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Principios de Perforacin

Direccional

ASIGNATURA: Perforacion III (PET-201)

DOCENTE: Ing. Jose E. Bautista Rodas


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PERFORACIN DIRECCIONAL

Introduccin

La perforacin direccional se ha convertido en una

herramienta muy importante para el desarrollo de los

depsitos de aceite y gas.

Probablemente el aspecto ms importante de la

perforacin direccional controlada es que le permite a

los productores de todo el mundo desarrollar

depsitos que nuca podran ser alcanzados

econmicamente de otra manera.


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DEFINICIN DE PERFORACIN

DIRECCIONAL

La perforacin direccional controlada es laciencia y arte de desviar un agujero a lolargo de un curso planeado, desde unalocalizacin de partida, hasta un objetivo,ambos, definidos por un sistema decoordenadas.

Un pozo direccional tpico, comienza conun pozo vertical, de donde en algn puntose desva de manera que la localizacin delfondo puede terminar a cientos de metrosde distancia del punto de partida.

Con el uso de la perforacin direccional, sepueden perforar varios pozos desde unamisma localizacin/plataforma.


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DESARROLLO HISTRICO DE LA PERFORACIN

DIRECCIONAL

La perforacin direccional inicialmente fuusada como operacin correctiva, yafuera para librar pescados, verticalizaragujeros desviados accidentalmente opara perforar pozos vecinos de alivio paracontrolar reventones.

El inters en la perforacin direccionalcontrolada comenz alrededor de 1929,despus de la introduccin de sistemasprecisos de medicin en los campos deSeminole, en Oklahoma.

El primer pozo direccional se perfor en1930 en Huntington Beach, California,pero no recibi reconocimiento favorablehasta 1934, donde se perfor un pozodireccional para intersectar un pozodescontrolado.


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APLICACIONES DE LA PERFORACIN DIRECCIONAL

El sidetrack fu la primera tcnica de

perforacin direccional para librarobstrucciones (pescados)

1.-Sidetracks

Las localizaciones inaccesibles, tal como

objetivos localizados bajo ciudades, rios, oreas sensitivamente ambientales hacen

necsario localizar el equipo de perforacin lejos

del objetivo.

2.-Localizaciones Inaccesibles


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Se ha encontrado que los domos salinos son excelentes

trampas naturales de hidrocarburos acumulados debajo

de la tapa superior del domo. Se perfora un pozo

direccional para alcanzar el yacimiento atrapado y asprevenir los problemas asociados con la perforacin a

travs de estas estructuras.3.-Perforacin en domos salinos

4.-Control de fallas

El control de fallas es una aplicacin para

perforar un pozo direccional en formaciones

subterrneas donde exista una falla sin cruzar

la lnea de sta.


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5.-Mltiples pozos exploratorios desde un solo

agujero

En este caso se perforan varios pozos exploratorios

desde un solo agujero desvindose del pozo

original a diferentes profundidades. Permite la

exploracin de localizaciones estructurales sin la

necesidad de perforar otro pozo.

6.-Perforacin terrestre hacia localizaciones marinas

Este tipo de perforacin se desarrolla cuando un

yacimiento que est localizado bajo grandes

volmens de agua se encuentra dentro del alcance

de un equipo terrestre. La cabeza del pozo est en

tierra mientras que el agujero se perforadireccionalmente bajo el agua para alcanzar el

yacimiento. Esta tcnica ahorra dinero por que los

equipos terrestres son mucho ms econmicos que

las plataformas marinas.


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El uso de esta tcnica es el modo ms

econmico para desarrollar campos costa

afuera. Se perforan varios pozos

direccionales desde una sola plataforma.

7.-Perforacin costa afuera de pozos mltiples

8.-Pozos de alivio

Los pozos de alivio son usados para matar

pozos descontrolados interceptndolos. Sedebe planear cuidadosamente un pozo

direccional para localizar e interceptar el

pozo fuera de control.


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Los pozos horizontales sirven para interceptar

horizontalmente una formacin productora para

mejorar su produccin. Esta tcnica incrementa el

rea superficial de una formacin productora.,

especialmente cuando la permeabilidad efectiva del

yacimiento es vertical.9.-Pozos horizontales

10.-Pozos de alcance extendido

Los pozos de alcance extendido se perforan para

alcanzar yacimientos que tienen un desplazamiento

horizontal mayor a 5000 metros.


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11.-Pozos multilaterales

Los pozos multilaterales tiene varios agujeros que

corren lateralmente saliendo desde un solo pozo

original

Los pozos de radio corto, normalmente reentradas

de pozos verticales viejos, tienen curvas con un

radio de 44 m. o menos, que no pueden perforarse

con motores convencionales. Se utilizan para aislar

zonas de produccin con alta/baja presin o arenas

con agua sin la necesidad de asentar/cementar un

liner. Este tipo de perforacin es deseable cuando

el inicio de desviacin se realiza abajo de

formaciones problemticas.12.-Pozos de radio corto, mediano y largo


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Perfiles de Pozos Direccionales

El perfil de un pozo direccional es la trayectoria del pozo planeado desde

la superficie hasta la profundidad final de perforacin proyectando elagujero en dos planos graficados.

Definiciones

Para un mejor entendimiento del concepto de la perforacin direccional, es

necesario comprender algunos trminos, entre ellos se encuentran los

siguientes.


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KOP, Inclinacin y EOB Mtto. de Angulo, Secc. Tangencial y

Comienzo del Decremento


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Fin del decremento y

desplazamiento del objetivo

Localizacin del Target

Y DOR


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Profundida Vertical Verdadera,

TVD

Profundidad Medida,

MD


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Desplazamiento horizontal,

HD

Seccin Vertical, Vs


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Azimuth Cuadrante


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Coordenedas RectangularesAzimuth


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TIPOS DE PERFILES DE POZOS DIRECCIONALES

En general, existen cuatro tipos de Pozos Direccionales, estosson:

Rectos (Verticales) Tipo S

Tipo J

Horizontales


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Pozos Verticales

Pozos Tipo S


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Pozos Tipo J

Pozos Horizontales


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HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN SARTASDIRECCIONALES

INTRODUCCIN

Antes de la introduccin de los motores de fondo, seutilizaban otras tcnicas para desviar un pozo, como

cucharas, y barrenas desviadoras (jetting). Las herramientasy tecnologa direccional ha evolucionado tremendamente enlos ltimos 20 aos. Para desviar un pozo se emplea unaamplia variedad de herramientas, entre las cuales, podemosmencionar las siguientes.


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Motores de Fondo

Un motor de fondo es una herramientacilndrica donde se conecta la barrena paraperforar un agujero y tiene la capacidad dedirigirlo hacia una cierta direccin. Secompone de varias secciones. Un sustitutosuperior, la seccin de potencia, la seccin detransmisin, la seccin de baleros y flechaimpulsora y el cuerpo y cuerdas. Acontinuacin se vern las tres partes

principales.


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Seccin de Potencia

Esta seccin consta de un rotor, fabricado enacero inoxidable y un estator, que consiste en untubo de acero con un elastmetro (hule) moldeado

dentro de l. El rotor y el estator tienen perfileshelicoidales similares llamados lbulos, pero elrotor tiene un lbulo menos que el estator. Haydiferentes combinaciones de rotor-estator. A estacombinacin se le llama relacin. Las relacionesms comunes son 3:4, 4:5 y 7:8. Normalmente,

entre mas grande es el nmero de lbulos, mayores el torque generado por el motor. Al hacer pasarun fluido a travs de la seccin de potencia, elrotor gira y a su vez, hace girar la barrena.


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Seccin de Transmisin

Esta seccin est acoplada a la parteinferior del rotor. Transmite la velocidad

rotacional y torque generado por la seccinde potencia hacia los baleros y la flechaimpulsora.La rotacin es transmitida atravs de la flecha impulsora. La seccintransmisora contiene la junta ajustable,

que es donde se grada la deflexin delmotor de fondo. Esta vara desde 0 hasta3.


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Seccin de Baleros

Esta seccin transmite el impulso deperforacin y la potencia rotacional de laflecha impulsora hasta la barrena. Consisteen una flecha de acero forjado soportada

por baleros que absorben las cargas axialesy radiales. Los baleros axiales tienenmltiples pistas para balines lubricados porlodo.


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Drill Collars

Los drill collars son herramientas tubulares rgidas y pesadas. Se utilizan en la parte

inferior de la sarta de perforacin para proveer de peso y rigidez a la barrena. Los hay

lisos y espirales. Se fabrican en diferentes materiales, pero los ms comunes son de

acero. Los hay tambin de una aleacin de metales, que los hacen antimagnticos.

Drill Collars Cortos

Los drill collars cortos son una versin ms pequea de los drill collars

normales. Se pueden fabricar de cortes de estos ltimos. La utilidad mas

comn con fines direccionales es la de aportar mayor longitud entre los dos

puntos de contacto de la geometra de la sarta de perforacin (como se

ver mas adelante) y cuando el drill collar es antimagntico, se usa para

aislar las herramientas magnticas de fuentes de interferencia de la misma

ndole.


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Vlvula Contra Presin

Esta herramienta es un sustituto normalmente corto (60 a 90 cm.), que

sirve para alojar un cartucho con una vlvula tipo check,que permite el

flujo hacia abajo, pero no de regreso (flujo a la inversa). Esto es de suma

importancia cuando el pozo aporta fluidos y la vlvula les impide el pasohacia el interior de la sarta de perforacin.

Porta Barrena Lisa y

Estabilizada

Este es un sustituto con caja en los dos extremos que normalmente se

conecta a la barrena. Est fabricada de tal manera que se puede alojar un

cartucho de vlvula contra presin.


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Tuberia de Perforacion Pesada (TP HW)

Este es un miembro de la sarta de perforacin con mediano peso y

dimensiones similares a la tubera de perforacin para un manejo ms

fcil. El tubo de pared pesada est acoplada a juntas de herramienta extra-

largas. La TP HW es menos rgida que los drill collars y la superficie decontacto con las paredes del pozo, es mucho menor, reduciendo as el

riesgo de una pegadura. Tambin permite la perforacin con altas

revoluciones y puede correrse en pozos con cambios en inclinacin y

direccin reduciendo los problemas de conexiones y fatiga. Hoy en da, la

tendencia en el diseo de las sartas de perforacin apunta hacia lautilizacin de menos Drill Collars y ms TP HW, para darle peso a la

barrena .


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Estabilizadores

Los estabilizadores son una parte

indispensable en la mayora de las sartas

direccionales, con y sin motor de fondo. Los

principales objetivos del uso de los

estabilizadores, es el control de la

desviacin del pozo, la reduccin del riesgo

de una pegadura por diferencial y la

estabilizacin del agujero, rimando ojos de

llave y severidades causadas por loscambios en inclinacin y rumbo del pozo.


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Orientador (UBHO)

Tambin llamado sustituto de orientacin el UBHO (Universal Bore Hole

Orientator) es un sustituto recto con un pion y caja en los extremos. Est

fabricado para alojar en su interior una camisa llamada patade mula, la

cual tiene acoplada una cua donde asienta una herramienta medidora

(MWD, giroscpico, sinleshot, etc). Esta cua se alinea con la direccin de

la deflexin del motor de fondo y se ajusta con opresores para impedir su

giro, una vez que se est perforando.


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Pulser

Este mdulo tiene componentes mecnicos que mediante la obstruccin y

liberacin parcial del flujo del lodo, transmite hasta la superficie la

informacin del pozo.

Mdulo electrnico

Este mdulo tiene componentes electrnicos que con la ayuda deacelermetros y magnetmetros se encargan de medir la inclinacin y

rumbo del pozo, as como la orientacin de la cara de herramienta.


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Mdulo de bateras

Este mdulo contiene las bateras para proveer de energa a la

herramienta completa. Las bateras normalmente son de Litio y pueden

trabajar durante periodos prolongados, (Hasta 240 Hrs.) a altas

temperaturas (Hasta 130 C)


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Tipos de sartas direccionales rotatorias

Hay ocasiones en que se disean sartas de perforacin en pozos

direccionales sin incluir un motor de fondo en ellas. El diseo depende de la

posicin y dimetro de los estabilizadores integrados en la sarta y del

comportamiento que se espera de ellas. Existen tres principales tipos de

sartas direccionales. Ellas son:

-Sarta para construir ngulo.

-Sarta para mantener ngulo

-Sarta para decrementar ngulo.


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Sarta para decrementar inclinacinSarta para mantener inclinacinSarta para levantar inclinacin


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Preguntas ????

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