Unidad Vi Perforacion Direccional y Tipos de Sartas

Procedimientos y Buenas Prácticas de Perforación

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Procedimientos y buenas prácticas11. Procedimientos de perforación direccional

11.1 Análisis del programa direccionalVerificar en el programa de perforación:

1. Tipo de trayectoria del plan direccional: Pozo tipo “S” , “J”, alto ángulo, horizontal, multilateral

2. Ubicación geográfica del pozo a perforar3. Coordenadas de superficie4. Coordenadas del fondo5. Objetivos geológicos y de producción6. Objetivos intermedios para control de la trayectoria7. Plano de la sección vertical y detalles de la trayectoria8. Desplazamiento horizontal9. Máximo desvío del plan permitido




11.1 Análisis del programa direccionalVerificar en el programa de perforación:

10. Programa de registros direccionales11. Corrección magnética para el área 12. Profundidad del punto de desvío inicial: KOP13. Programa de sartas de perforación: herramientas de fondo14. Programa de barrenas15. Programa de fluidos de perforación para cada fase del pozo16. Programa de hidráulica: máxima presión requerida17. Número de pozos a perforar en la misma localización 18. Programa de anticolisión 19. Planes de contingencia para resolver eventos inesperados




11.2 Requerimiento de equipos, herramientas, servicios y personal

1. Solicitar con anticipación suficiente las herramientas direccionales y el personal requeridos de acuerdo con la planeación logística y el programa de perforación

2. Al recibir las herramientas en el sitio del pozo, verificar que corresponden a las solicitadas. Verificar las especificaciones con el personal direccional

3. Determinar si se requiere el arriendo de combinaciones, martillos u otros componentes de la sarta no suministrados por la compañía de servicios direccionales




11.2 Requerimiento de equipos, herramientas, servicios y personal

4. Verificar el diámetro interno de los componentes de la sarta para propósitos de pesca del MWD por su interior en caso de pegas de la misma

5. Solicitar al perforador direccional el detalle de los componentes de la sarta con todas sus especificaciones, número de serie, medidas de diámetros y toda otra información relevante




11.3 Ensamble e introducción de herramientas direccionales

6. Utilizar los levantadores apropiados (“lifting sub” o “lifting plug”) al levantar las herramienta del piso a la MR para apriete o al bajarlas después de salir del pozo

7. Los levantadores se deben apretar en forma moderada antes de proceder a izar la herramienta

8. Colocar el collarín de seguridad respectivo a la herramienta asentada sobre las cuñas de la MR antes de soltar el elevador para conectar otro componente a la sarta en el pozo





9. Cambiar o instalar el estabilizador tipo camisa con el motor colgando de los elevadores y aplicar el torque apropiado

10. Si no se va a colocar un estabilizador sobre el motor, instalar en su lugar un buje liso para proteger la rosca

11. Ajustar el ángulo de la camisa deflectora de acuerdo con el programa

12. Verificar el estado de desgaste de los rodamientos (midiendo el juego axial con la barrena apoyada sobre la MR)





13. Llevar a cabo una prueba de funcionamiento del motor en la superficie antes de introducirlo en el agujero

14. Circular a muy baja tasa para evitar golpear la barrena contra el conjunto de BOP o el cabezal del pozo. La prueba es sólo para verificar que el motor se mueve con el fluido

15. Bajar lentamente el motor de carcaza curva mientras pasa frente al conjunto de BOP y el cabezal

16. Continuar conectando los componentes de la sarta en el orden programado y verificar los torques de ajuste





17. Una vez instalado el equipo para registro MWD verificar que las señales enviadas indiquen su correcto funcionamiento antes de continuar introduciendo la sarta

18. Para la prueba colocar el filtro de lodos en la sarta y se conecta la “kelly” o “top drive”

19. Circular y observar el torque reactivo del motor y la señal del MWD en el monitor de de superficie




11.4 Toma de registros direccionales – Control de calidad

1. Verificar que los objetivos para control de la trayectoria se hayan especificado en forma precisa y que estén señalados en el plan del pozo

2. Se debe asegurar el cumplimiento de los objetivos del pozo sin sufrir colisiones con trayectorias de pozos vecinos

3. Se deben tener registros direccionales confiables de la trayectoria perforada que faciliten la perforación de pozos de alivio que intercepten el pozo que ha presentado pérdida de control





4. Cada registro direccional que se tome deberá satisfacer en formaindependiente los requerimientos de calidad específicos para eseregistro, los de la operadora y los de la compañía direccional antes ser incluidos en el cálculo final de la trayectoria del pozo

5. En los registros magnéticos, el control de calidad incluye asegurar el cumplimiento con los criterios de aceptación para la intensidad total del campo, la gravedad total y ángulo de inclinación





6. Para los registros giroscópicos, el control de calidad incluye asegurar que se cumplan los términos específicos del contratista con respecto a la deriva, repetición y compensación del balance de masas

7. El ingeniero de MWD deberá verificar en el sitio que las comparaciones entre las corridas de las herramientas suministrenconfirmación de la posición del pozo





8. Si no es posible lograr esta confirmación, entonces el programa de registros direccionales se considerara inválido y la primera respuesta será la de repetir el registro del intervalo con otra herramienta

9. El ingeniero del pozo será responsable de conducir una investigación cuando la calidad del registro direccional no sea idónea y evaluará el impacto de dicha situación en el programa del pozo





10. Para evitar colisiones del hoyo superficial perforado desde plataformas de pozos múltiples o “macro peras” en tierra firme y para optimizar la posición del pozo, se debe prestar especial atención a los requerimientos de frecuencia para la toma de registros que se especifique en el programa de registros direccionales

11. Como regla general, para los hoyos superficiales perforados en áreas de elevada densidad de pozos, se debe correr registro giroscópico simple (“Gyro Single Shot”) cada conexión de tubería ó cada 10 metros




11.5 Operación de Motores de Fondo dirigibles

1. Los motores de fondo dirigibles permiten gobernar el rumbo y la inclinación de la trayectoria del pozo para alcanzar los objetivos planeados en el subsuelo siguiendo procedimientos de perforación en modo deslizante orientado y rotación de la sarta en forma alterna

2. La curvatura seleccionada para la carcaza del motor de fondo combinada con su orientación en el pozo permite construir ángulo, girar la trayectoria o reducir el ángulo del pozo cuando se perfora en modo orientado o deslizante





1. La rotación de sarta con el motor de carcaza curva tiende a mantener el ángulo construido mientras perfora un agujero ligeramente ensanchado

2. Los registros direccionales que se van tomando a lo largo de la trayectoria y las proyecciones calculadas para alcanzar los objetivos del plan, definen el modo en que se debe perforar cada intervalo(modo rotacional o modo deslizante orientado)





3. El programa direccional define el punto de desvío de la trayectoria vertical, KOP (punto de disparo angular), el tipo de trayectoria y las tasas de construcción o reducción angular a la vez que señala los objetivos intermedios y la posición final del pozo en el subsuelo (profundidad vertical, desplazamiento y rumbo a partir del punto de partida (coordenadas de superficie)

4. Es preferible comenzar un poco más arriba el punto de salida conrespecto al plan para permitir un margen de maniobra al perforador direccional en caso que se dificulte la salida.





5. Antes de iniciar la perforación con el motor a uno o dos metros del fondo se debe circular brevemente hasta alcanzar la tasa de flujo programada

6. Registrar la presión de circulación y la velocidad de la bomba (SPM)

7. La presión diferencial a través del motor aumenta al apoyar la barrena en el fondo para iniciar la perforación como resultado del torque generado cuando el giro del rotor se ve restringido a medida que el torque en la barrena incrementa





8. A la profundidad del KOP se corre un registro direccional para orientar con el MWD la herramienta deflectora (carcaza curva del motor) hacia la trayectoria planificada teniendo en cuenta el torque reactivo

9. Iniciar la perforación con baja presión diferencial (poco peso sobre barrena) y deslizar de acuerdo con la severidad de

10. El perforador direccional perfora por lo general ciclos de 5 mtsdeslizando y 4 mts rotando en forma alterna y de acuerdo con el primer registro direccional y las proyecciones establece la longitud de cada intervalo





• Se debe evitar colocar excesivo peso sobre la barrena que eleva la presión diferencial por encima de los valores recomendados o permitidos que puede llegar a parar el motor ( “stall out”)

• Si esto ocurre se debe reducir inmediatamente la tasa de bombeo para no dejar el motor con carga detenido por mucho tiempo que podríadañar el estator y otros componentes

• El torque atrapado en el motor y la barrena se debe liberar levantando despacio la sarta para reducir el riesgo de desconectar la sartamecánicamente.





14. Si el motor se para frecuentemente bajo condiciones normales de perforación es probable que haya que ajustar su presión de operación

15. Un control estricto de las variaciones de presión diferencial da una advertencia temprana de posibles problemas en fondo que se pueden corregir antes de tomar la decisión de realizar un costoso viaje





16. Normalmente se orienta la cara del motor unos grados más a la izquierda teniendo en cuenta que cuando se esté rotando la tendencia del pozo es girar a la derecha

17. Cada registro que se tome se debe colocar en la gráfica del plan de pozo para ir haciendo seguimiento al programa (plano de pared)

18. La gráfica se debe actualizar con el perforador direccional y seaprovecha para discutir y acordar el plan a seguir: Se requiere más rotación ó más deslizamiento y cuánto.





19. Registrar el torque y el arrastre en cada conexión para detectarproblemas de limpieza, cambios severos de ángulo, inestabilidad del agujero etc.

20. Llevar un registro independiente de los parámetros operacionales al que lleva el DD permite detectar cambios inesperados o problemas de consistencia de los registros o del programa de cálculo (software) por ejemplo





21. Cualquier duda o desacuerdo en la calidad de los registros o en el cumplimiento del plan que se suscite con el perforador direccional se debe comunicar en forma inmediata al superintendente y al ingeniero encargado de la operación en la oficina

22. Para evitar bajas ROP al deslizar en formaciones muy duras se debe discutir con el DD la opción de perforar rotando ese intervalo

23. Se debe considerar la opción de repasar los intervalos perforados con rotación para suavizar la curvatura, ajustarse al plan y limpiar el agujero perforado




11.6 Operación direccional por rotación de BHA rotacional

1. La rotación de sartas con estabilizadores colocados a distanciasdefinidas de la barrena permite perforar trayectorias desviadas o rectas con relativo buen control de su desempeño por el operador

2. Este tipo de ensamblaje se conoce como BHA rotacional y se denomina de acuerdo con su efecto sobre la trayectoria del pozo

3. Los ensamblajes rotacionales pueden ser de tres tipos básicos: Sarta Pendular, Sarta Estabilizada o Sarta de Pivote

4. Los estabilizadores son accesorios similares a DC cortos (+/- 4 pies) provistos de aletas o cuchillas exteriores que contactan las paredes del agujero y sirven de puntos de apoyo de la sarta





Sarta Pendular:

1. Empleada para tirar o tumbar el ángulo alcanzado en la trayectoria

2. Uno o dos estabilizadores instalados a uno o dos Dc’s de la barrena

3. El BHA por debajo del primer estabilizador genera una fuerza lateral que tiende a llevar la barrena hacia la vertical (efecto de péndulo)

4. Las fuerzas laterales existentes por debajo de los estabilizadores hacen caer el ángulo a medida que se perfora la trayectoria.





Sarta Estabilizada:

1. Llamada también Sarta Empacada se emplea para mantener el ángulo conseguido

2. Utiliza un estabilizador colocado cerca de la barrena o inmediatamente encima de ella seguido por lo general de un DC corto, un segundoestabilizador, un DC largo y un tercer estabilizador

3. Los tres estabilizadores actúan como puntos de apoyo en línea recta que mantienen rígida la sarta y la obligan a perforar una trayectoria con ángulo constante (sección tangente)





Sarta de Pivote: 1. Empleada para construir ángulo a medida que se perfora

2. Se compone de un estabilizador cercano a la barrena (NBS), dos DC’s largos y un estabilizador de sarta (opcional)

3. Al aplicar peso sobre la barrena los DC largos ubicados entre los dos estabilizadores se flexan y se recuestan contra la pared del agujero originando una fuerza lateral que empuja la barrena hacia fuera a medida que va perforando

4. El NBS actúa también como un punto de giro (“fulcrum” o “pivote”) que hace que la barrena trate de apuntar hacia el lado alto del pozo para construir ángulo a medida que se rota el ensamblaje




11.7 Control de la trayectoria

• El control de la trayectoria se lleva graficando cada registro tomado sobre un plano del programa de perforación del pozo (Plano de laSección Vertical = vista lateral y Plano Geográfico = vista en planta)

• Se grafica la Profundidad Vertical Verdadera de la estación de registro contra su desplazamiento horizontal en el plano del azimuth de la trayectoria o “vista lateral” (“Vertical Section”); TVD vs VS

• Se grafica también la coordenadas del punto de registro sobre elplano geográfico o “vista en planta” (coordenadas N/S vs E/W) que completan la posición del fondo del pozo para esa estación, referidas al punto origen en la superficie




11.7 Control de la trayectoria

• EL programa electrónico de la cia de servicio direccional permite conocer la distancia de separación de la trayectoria perforada con los pozos vecinos (anticolisión)

• Se compara la trayectoria real con la del pozo con el plan y se proyecta la misma hasta los objetivos definidos para determinar si estará dentro de la elipse de incertidumbre definida

• Con base en la anterior información se deciden las correcciones que se deben aplicar para ajustar la curva real al plan direccional, tanto en dirección (giros mientras se perfora) como en inclinación (dog leg)




11.8 Procedimientos para perforar desvío lateral (“Side Track”)

• Se prepara la sarta direccional

• La elección del ángulo de la carcaza del motor es un factor muy importante para el éxito de la operación

• La elección de la barrena igualmente constituye un factor importante. Ideal bajar una barrena tricónica con toberas grandes para no impactar y destruir el cemento.





1. Otra alternativa de barrena es PDC diseñada con aletas cortas o de baja sección de calibre (“short gauge”) y con toberas grandes

2. Se empieza a circular por lo menos 30 metros por encima del cemento para prevenir sorpresas de pegas de tubería al entrar, sin circular ni rotar, en la interfase contaminada de cemento sin fraguar (cemento “verde”)





3. Se inicia la operación con circulación a una tasa más baja de laprogramada y rotando a +/- 40 RPM. Se empieza a limpiar el tope del cemento y se registra la ROP con bajo peso sobre la barrena

4. Cuando se tengan unos 6 metros/hora se para de rotar, circula arriba del fondo y luego sin bomba prueba la consistencia del tapón





5. Establecido que el tapón de cemento esta bien se inicia la operación orientando la herramienta para construir la trayectoria desviada en la dirección programada

6. Circular arriba del fondo (+/- 6 metros) durante 15 minutos para crear un colchón de lodo limpio antes de iniciar el desvío

7. Iniciar la operación de desvio con la herramienta orientada controlando el tiempo de perforación por ejemplo 60 min /metro (“time drilling”)





8. Al tiempo de atraso colectar muestras de los recortes en las “temblorinas” y analizarlas para establecer los porcentajes decemento y formación en la mismas

9. El tiempo de perforación controlada se hace hasta que las muestras en las temblorinas nos digan que estamos 100% de formación

10. Se sigue perforando con cuidado para garantizar la salida y evitar el peligro de volver a caer en el hueco viejo.




11.9 Consideraciones de hidráulica y limpieza del pozo

• Una hidráulica optimizada es la clave para un buen desempeño de la perforación

• Asegurar que las pérdidas friccionales de presión en el sistema se mantienen en el valor mínimo posible para aumentar la potencia en la barrena

• Asegurar que las bombas estén equipadas con las camisas apropiadas para el gasto y presiones anticipadas.





• Tener en cuenta en el diseño las pérdidas de presión en el motor y en el MWD

• Tener en cuenta la máxima densidad de lodo a usar en el diseño

• Tener en cuenta los parámetros de reología





• Bombear baches de barrido de alta y de baja viscosidad

• Mantener la tasa de flujo en la bomba de acuerdo al tamaño del hoyo

• Como regla, usar entre 50 y 60 GPM por pulgada de diámetro del hoyo

• Vigilar el retorno de recortes en las temblorinas para evaluar la eficiencia de limpieza del hoyo

• Monitorear en todo momento el torque y el arrastre en todo momento



Procedimientos y buenas prácticas

11. Procedimientos de perforación direccional


• Antes de cada conexión circular para alejar los recortes del fondo

• Calcular los volúmenes del anular y el tiempo de atraso (bottoms up)

• Cada conexión entrega una información valiosa sobre la condición del pozo (cambios severos de arrastre, incremento anormal en el torque, incrementos en la presión, se cuelga la herramienta y no llega peso a la barrena)




11.10 Interferencia Magnética

• Se debe prestar especial atención a las características magnéticas de todos los componentes del BHA y realizar el cálculo del numero requerido de lastra barrena (DCs) no magnéticos de manera anticipada, con el fin de asegurar que se puedan cumplir, en condiciones normales, los criterios para aceptación del registrodireccional.





• La responsabilidad de este cálculo le corresponderá al contratista de perforación direccional en la etapa de planificación del BHA y durante la ejecución al ingeniero de MWD y el perforador Direccional.





• La interferencia magnética causada por pozos cercanos es un problema especifico de hoyos superficiales y puede ser fuente deerrores importantes

• En tales circunstancias, es obligatorio correr registros giroscópicos hasta que se cumplan todos los criterios de aceptación de MWD y concuerden las medidas con las giroscópicas

• Puede requerir que el conductor o la TR mas cercano se encuentre a una distancia de 50 metros o más.




11.11 Consideraciones sobre colisión de trayectorias desviadas

• Cada diseño de pozo debe someterse a un análisis de anticolisión

• En las bases de diseño se debe indicar que se ha realizado tal análisis, y el mismo se verificara durante el proceso de aprobación del diseño

• Reglas estándar para prevención de colisiones:

• Para todas las operaciones normales de perforación, el procedimiento para seguir perforando consiste en mantener un Factor de Separación mínimo de 1.5.

• Si este factor es inferior a 1.5 pero superior a 1.0, entonces existe una condición de proximidad y se requiere una evaluación de riesgos.




11.11 Consideraciones sobre colisión de trayectorias desviadas

Evaluación de riesgos para prevención de colisiones

• La evaluación de riesgos debe incluir la planificación suficiente y adecuada de contingencias tales como: • reuniones informativas especiales con la cuadrilla del taladro, • Cierre de pozos cercanos, • Seguimiento y calculo de la trayectoria del pozo en la oficina, de forma

independiente.

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