Técnicas de Perforacion Direccional

PETROGUARICOPETRODELTA

Mayo de 2011

Superintendencia de PerforaciSuperintendencia de PerforaciSuperintendencia de PerforaciSuperintendencia de Perforacióóóón y Rehabilitacin y Rehabilitacin y Rehabilitacin y Rehabilitacióóóón de Pozosn de Pozosn de Pozosn de Pozos

Presentado:Presentado:Presentado:Presentado:Ing. Jean Jorge Achji

http://achjij.blogspot.com

TECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALTECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALTECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALTECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALHerramientas y Operaciones para Construir Pozos DireccionalesHerramientas y Operaciones para Construir Pozos DireccionalesHerramientas y Operaciones para Construir Pozos DireccionalesHerramientas y Operaciones para Construir Pozos Direccionales

Mayo de 2011

Presentado:Ing. Jean Jorge Achji

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TECNICAS DE PERFORACION DIRECCIONALHerramientas y Operaciones para Construir Pozos Direccionales

PETROGUARICOPETRODELTA TTTTéééécnicas de Perforacicnicas de Perforacicnicas de Perforacicnicas de Perforacióóóón Direccionaln Direccionaln Direccionaln Direccional

�KOP� Tangente�Build Section (DLS)�Delta TVD�PE (Punto de Entrada)

�PH (Punto Horz.)�PF (Punto Final-TD)� Trayectoria 3D o 2D

PlanificacionPlanificacionPlanificacionPlanificacion de la de la de la de la TrayectoriaTrayectoriaTrayectoriaTrayectoria


CorridaCorridaCorridaCorrida de de de de AnticolisionAnticolisionAnticolisionAnticolision

TTTTéééécnicas de Perforacicnicas de Perforacicnicas de Perforacicnicas de Perforacióóóón Direccionaln Direccionaln Direccionaln Direccional

Evitar colisiones con Pozos Vecinos


SIMULACIONES e SIMULACIONES e SIMULACIONES e SIMULACIONES e IngenierIngenierIngenierIngenierííííaaaa

�Wellplan(T&D, Hidraulica)� Insite(Vibracion-RPM)(BHA Analisis)


PETROGUARICOPETRODELTA Superintendencia de PerforaciSuperintendencia de PerforaciSuperintendencia de PerforaciSuperintendencia de Perforacióóóón y Rehabilitacin y Rehabilitacin y Rehabilitacin y Rehabilitacióóóón de Pozosn de Pozosn de Pozosn de Pozos


�Buckling�PANDEO(Sinusoidal –Helicoidal)

�Configuracion del hoyo�Factores de Friccion� Caracteristicas del Fluido de Perforacion

�Excentricidad E=0 (concentrico) E = 1 �WOB�Velocidad de los viajes�Peso del Bloque viajero



Wellplan (Hidraulica) �Limpieza hoyo�Galonaje optimo a una

ROP�TFA optimo�HSI optimo�SPP aceptable

�Propiedades del fluido�DI�Galonaje estimado�Diametro y densidad

de los recortes


Métodos de Deflexión

� Cucharas (Whipstock)

Una de las primeras herramientas utilizadas Cuña de Metal colocada en el pozo de tal forma

que la mecha se desvíe

� Ensamblajes Rotarios

� Ensamblajes Direccionales

� Sistemas Direccionales Rotarios (RSS)

Existen diferentes herramientas direccionales que pueden ser usadas para deflectar el pozo o simplemente guiarlo hacia donde queramos



Los Ensamblajes Rotarios se utilizan sólo ocasionalmente, sin embargo, un ensamblaje direccional con motor en el modo de

rotario se comporta de igual manera.

La Fuerza Resultante aplicada sobre la mecha se descompone en: Fp (Fuerza Pendular) y, Fb (Fuerza de Construcción).

Teóricamente,

� Fp> Fb, la inclinación caerá.

� Fp <Fb, la inclinación aumentará.

� Fp = Fb, la inclinación se mantendrá constante.

Ensamblajes Rotarios

Consiste de la mecha y una combinación de estabilizadores, collares de perforación y otras herramientas especializadas ubicadas por debajo de la tubería de perforación, donde la tendencia de desviación es causada por la

flexión de los collares.



Ensamblajes Rotarios

Los estabilizadores sirven de puntos de apoyo permitiendo desviar la dirección de la fuerza aplicada sobre la mecha.



Ensamblajes Rotarios. Principio del Péndulo…

� Estabilizadores por encima de la mecha son removidos y un DC adicional es agregado, dándole flexibilidad al BHA.

� Los estabilizadores superiores, propiamente ubicados, mantienen los tubulares alejados de la parte baja del hoyo.

� La gravedad actúa en el tubular más bajo y la mecha, causando que el hoyo pierda inclinación.



Ensamblajes Rotarios. Principio Fulcrum…

� Usa un estabilizador justo por encima de la mecha.

� Durante la rotación en fondo, suficiente peso es aplicado para que los tubulares inmediatos se curven.

� Este arco causa que la mecha empuje hacia el tope del hoy, resultando en un incremento de ángulo a medida que se perfora.


Ensamblajes Rotarios. Principio de Estabilización…

� Los estabilizadores son colocados en puntos específicos para control la sarta de perforación y minimizar la desviación del hoyo.

� Aumentos en la rigidez del BHA por adición de estabilizadores impide la curvatura de la sarta forzando a la mecha a perforar de forma tangencial.

� Este tipo de ensamblaje es usado para mantener ángulo.



� Poder rotacional generado por un rotor y un estator, los cuales poseen lóbulos helicoidales enlazados para formar cavidades helicoidales selladas. (Principio de Moineau)

� El flujo de fluido a través de estas cavidades fuerza el rotor a girar.

� El rotor viaja en un movimiento alrededor del eje de la herramienta el cual está conectado a una articulación flexible que transmite el torque a la mecha sin afectar el efecto de las cargas axiales y laterales sobre la misma.

Ensamblajes Direccionales y Motor de Fondo


Motor de Fondo (Clasificación según su Relacion)



Un motor direccional, típicamente configurado con una curvatura en su estructura y dos omás estabilizadores, permite ser operado bajo dos modalidades:

� Perforación rotacional. La sarta completa rota y el

efecto de la curvatura del motor es anulado hasta el punto de nuestro interés. En esta modalidad el ensamblaje de fondo se convierte en un ensamblaje direccional convencional, donde la tendencia es determinada por el diámetro y posición de los estabilizadores y rigidez del sistema.

� Perforar “deslizando”, o en Modo Orientado.Consiste en orientar inicialmente la mecha en la dirección a perforar, al circular lodo por el motor hace rotar la mecha, más no la sarta. De esta manera y en combinación de los estabilizadores, al aplicar peso sobre la mecha el hoyo es construido en la dirección orientada.



Combinando ambas

modalidades desde superficie,

pueden construirse distintos

perfiles de hoyo.


Sistemas Direccionales Rotarios (RSS)

Una herramienta diseñada para perforar direccionalmente con rotación continua desde la superficie, eliminando la necesidad de deslizar con motor

direccional.

En los Ensamblajes RSS existen dos grandes sistemas:

� Empujar la Mecha (Push the Bit), método donde se imparte una fuerza lateral a la mecha en una dirección constante, donde la desviación se logra por la acción de corte lateral de la mecha.

� Apuntar la Mecha (Point the Bit), método que desvía ligeramente la mecha del eje axial al BHA y del hoyo. Similar al procedimiento de deslizar con motor direccional.


Cara de la Herramienta (Toolface)Termino relacionado a las herramientas de deflexión o motores direccionales, y puede ser expresado

de dos maneras:

Toolface Físico, usualmente identificado en las herramientas por una línea de referencia (o Scribe Line).

Toolface Conceptual, es la medida angular de la orientación de la sarta de perforación con respecto al tope del hoyo (Highside) o a la referencia Norte

del mismo.


Toolface Magnético

Dirección (en el plano horizontal) donde el Bent Sub se encuentra orientado con

respecto a la referencia Norte.

� Generalmente, usado en inclinaciones menores o iguales a 5°. A estas inclinaciones, el ToolfaceGravitacional no es del todo exacto.

� En un pozo relativamente vertical, no existe dirección del hoyo. Salir de la Vertical requiere que el Direccional oriente el Toolface en la dirección planificada del pozo.


Toolface Gravitacional

Inclinación (en el plano horizontal) del Highside de la herramienta de registro, sin

importar la dirección del hoyo.

� Con inclinaciones mayores a 5°, el ToolfaceGravitacional resulta el más apropiado a usar.

� Se presenta en la cantidad de grados a la derecha o izquierda del HighSide del hoyo.


Una vez alcanzada la inclinación entre 5 y 8 grados, el Toolface cambia de Magnético a Gravitacional. Este cambio de Orientación se conoce como

Cambio de Toolface o CrossOver.

Si el Toolface Magnético se encuentra Orientado en la Dirección del Hoyo, para el momento del cambio, el Toolface Gravitacional indicara

Cero grados o High-Side.

El Bend ahora se encuentra orientado hacia el tope del hoyo.


Cambios de Inclinación y Dirección según la Orientación

Cuando el Toolface Gravitacional se encuentra …

� Por encima de los 90° derecha y/o izquierda, la Inclinación

Aumenta.

� 90° a la derecha y/o izquierda, teóricamente, la Inclinación se

Mantiene.

� Por debajo de los 90° derecha y/o izquierda, la Inclinación

Disminuye.

� A la derecha del HighSide/LoSide, la dirección del hoyo Gira

hacia la Derecha.

� A 0° (HighSide) o 180° (LoSide), teóricamente, la Dirección se

Mantiene.

� A la izquierda del HighSide/LoSide, la dirección del hoyo Gira

hacia la Izquierda.


Con respecto al Toolface Magnético…

� Mantener la misma orientación a bajas inclinaciones, eventualmente hará que la orientación se convierta en la dirección del hoyo, y la inclinación aumente sin cambio de dirección.

� Esto ocurre cuando la dirección del Toolface Magnético concuerda con la dirección del Hoyo.

� Esta condición es equivalente al Cero Gravitacional. Creando así un patrón para usar el Toolface Magnético de forma similar al Gravitacional.

� Un Toolface Magnético cercano a la dirección del hoyo, aumentará la inclinación del hoyo.

Cambios de Inclinación y Dirección según la Orientación


Pozos Horizontales

Pozo con una o dos Secciones Continuas de Incremento de Ángulo, con tangentes intercaladas, finalizando con una Sección Horizontal (Incl. 86°)

� Variantes 3D, con cambios de dirección.


� Pozos Convencionales, o de Radio Largo, son definidos, generalmente, como aquellos con tasas de construcción de aproximadamente de 1 a 8

° / 100 pies.

Los Pozos Horizontales se pueden clasificar de acuerdo a la tasa de construcción de ángulo de la siguiente manera:

� Su sección de construcción permite rotar con seguridad el motor direccional, y adicionalmente, la curvatura del hoyo no es lo suficientemente alta para hacer fallar la tubería de perforación por fatiga.

� Punto de entrada vertical de 1500 pies de distancia del yacimiento objetivo.

� Su longitud horizontal puede ser considerable, generalmente oscila entre los 3000 y 4000 pies, sin embargo, el record se encuentra en más de 10.000 pies.


� Pozos de Radio Medio, requieren de aproximadamente 300 pies para completar un giro de vertical a horizontal.

� Usan equipo direccional similar al utilizado en los pozos de radio largo, pero las prácticas de perforación son diferentes.

� Pozos de Radio Corto, pasan de vertical a horizontal en 50 pies o menos.

� Requiere de ensamblajes articulados y especializados, y los diámetros típicos son generalmente más pequeñas que la de los pozos convencionales.

� Es de uso frecuente, tubería flexible de perforación (Coil Tubing).

� Se dispone de tecnología de perforación para pozos de radio UltraCorto.

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