diseño de pozos

UNIDAD I

1. DEFINICIN DE LA PERFORACIN.

2. DEFINICIN DE UN POZO.

3. TIPOS DE POZOS.

4. TIPOS DE ESTRUCTURAS GEOLGICAS.

5. SELECCIN DE EQUIPOS DE PERFORACIN.

6. RECOLECCIN DE DATOS.

GENERALIDADES Y CONCEPTOS BASICOS DE

PERFORACION.

1. DEFINICIN DE

LA PERFORACIN

La nica manera en la que se puede verificar la

existencia de reservas de petrleo en el

subsuelo, aun despus de haber explorado y

corrido anlisis de su posible ubicacin, es

perforar un pozo en el lugar.

1. DEFINICIN DE LA PERFORACIN

Sin duda alguna la nica manera en la que se puede verificar la existencia de reservas de

petrleo en el subsuelo, aun despus de haber explorado y corrido anlisis de su posible

ubicacin, es perforar un pozo en el lugar.

Perforacin rotativa (Rotary drilling): s. Un mtodo de perforacin en el que se perfora un

agujero con una barrena rotativa, a la que se le aplique una fuerza descendente.

Perforar (Drill): v. Barrenar un agujero en la tierra, usualmente para descubrir y extraer los

fluidos de las formaciones del subsuelo, tales como el petrleo y el gas.

Perforacin (Drilling): Es el proceso mediante el cual con el uso de una herramienta de corte

(Barrena) se construye un agujero atravesando las capas rocosas de la tierra con la finalidad de

llegar a un objetivo predeterminado (Yacimiento) con la finalidad de crear un conducto (Pozo).

Qu es un pozo (Well)?

Es un conducto que permite comunicar los fluidos del yacimiento con la superficie, a travs de

una tubera, permitiendo con ello realizar la explotacin racional de los mismos de una forma

segura.

El objetivo de la perforacin es construir un pozo til colocando un

conducto que nos permita comunicar los fluidos del yacimiento con la

superficie, permitiendo realizar la explotacin racional de los mismos

de una forma segura, benfica y con el menor costo posible.

DEFINICIN DE LA PERFORACIN

2. TIPOS DE POZOS

2. TIPOS DE POZOS

TIPOS DE POZOS

ESTUDIO DE YACIMIENTOS

EXPLORATORIO

DELIMITADOR

PARAMETRICOS (SONDEO)

OBJETIVO

DESARROLLO

INYECTOR

DE ALIVIO

TRAYECTORIA

VERTICAL

DIRECCIONAL

MULTILATERAL

TIPOS DE POZOS

Exploratorios.- Es el primer pozo que se perfora para la comprobacin de la existencia o no de un

yacimiento potencialmente comercial. El principal objetivo de estos pozos es la incorporacin de

reservas. Es la perforacin de pozos localizados fuera de los lmites de yacimientos conocidos o

descubiertos con el objetivo de buscar nuevos horizontes productores, arriba o abajo del horizonte

productor.

Delimitador.- Es aquel pozo que se perfora para delimitar el yacimiento encontrado, confirmar su

extensin y determinar el volumen de la reserva probada (agua hidrocarburo).

Paramtrico.- Este pozo se perfora con el nico fin de obtener informacin geolgica en una zona

determinada.

Desarrollo.- Es la perforacin de pozos con la que se va a iniciar el desarrollo completarlo para

optimizar su explotacin, ambas dentro de los lmites que se conocen al momento en que se inicia

se contina la perforacin, siendo el objetivo terminar dichos pozos en el horizonte productor.

Inyector.- Se perforan para mantener la presin del yacimiento mediante la inyeccin de agua, CO2,

nitrgeno, metano, etc.

TIPOS DE POZOS

De alivio.- Se emplean para controlar pozos descontrolados. La profundidad total de estos

pozos se ubicar a no menos de 3 m de la zapata del pozo descontrolado.

Letrina o sanitarios.- Se utilizan para inyectar aguas residuales y recortes de perforacin. En

la Terminal martima de Dos Bocas se estn inyectando un promedio de 15,000 barriles

por da de agua residual.

Cavernas.- Estos pozos son diseados y construidos para servir el almacenamiento

estratgico y evitar cierres de produccin (de aceite) ocasionados por efectos

meteorolgicos.

Geotrmicos.- Estos pozos se perforan para la obtencin de vapor utilizado para la

generacin de electricidad.

Pozos de agua.- Utilizados para la explotacin de acuferos subterrneos (agua dulce). Estos

pozos pueden tener los siguientes objetivos: con fines de riego, para uso domestico,

abrevadero e industriales.

TIPOS DE POZOS

3. TIPOS DE

ESTRUCTURAS

GEOLGICAS

TIPOS DE ESTRUCTURAS GEOLGICAS

Existen dos teoras que tratan de explicar el origen del petrleo: la inorgnica y la orgnica.

Inorgnica: plantea varios tipos de explicaciones segn las cuales el carbono, el hidrgeno y

otros compuestos pudieron en condiciones diversas y extremas (alta presin y temperatura)

reaccionar bajo la superficie de la tierra formando los hidrocarburos especficos.

Orgnica: Como se sabe los organismos vivos obtienen su energa del sol gracias a los alimentos

que consumen. A travs del proceso de fotosntesis las plantas transforman la energa solar

en alimento, esta energa es absorbida por los animales cuando ingieren las plantas. En los

procesos de descomposicin de los animales que mueren la energa es liberada y absorbida

por la tierra. As sucedi hace miles aos, cuando los dinosaurios murieron, los ros y la lava

de los volcanes arrastraron sus huesos al fondo de los mares cubrindolos de lodo y piedras.

Al no obtener estos restos contacto con el aire no se descomponen sino que se

transformaron en un lquido negro y aceitoso.


Durante el paso de los aos se han observado cambios en la fisonomia de los paisajes de la tierra;

algunas montaas se hacen mas planas, o bien incrementan en volumen, los suelos cambian de

color, los ros cambian de cauce generando grietas o lavando los suelos por el material que

arrastran en sus corrientes; es por ello que se dice que la tierra en es un sistema biofsico y qumico

que en todo momento esta en constante cambio en el cual las rocas se transforman constantemente

por la accin de varios factores como son la accin del viento, el agua, los glaciares, los

movimientos telricos, erupciones volcnicas, agentes biolgicos y qumicos, temperaturas y

presiones extremas que los degradan o permiten su formacin.


En geologa se le denomina roca a la asociacin de uno o varios minerales, natural, inorgnica, heterognea,

de composicin qumica variable, sin forma geomtrica determinada, como resultado de un proceso

geolgico definido.

Las rocas se pueden clasificar atendiendo a sus propiedades, como la composicin qumica, la textura, la

permeabilidad, entre otras. En cualquier caso, el criterio ms usado es el origen, es decir, el mecanismo de su

formacin. Las rocas estn sometidas a continuos cambios por las acciones de los agentes geolgicos, segn

un ciclo cerrado (el ciclo de las rocas), llamado ciclo litolgico.

TAREA No.1 QUE ES EL CICLO LITOLGICO


ROCAS GNEAS

Se forman por la solidificacin del magma, una masa mineral fundida que incluye

voltiles, gases disueltos. El proceso es lento, cuando ocurre en las profundidades de la

corteza, o ms rpido, si acaece en la superficie. El resultado en el primer caso son

rocas plutnicas o intrusivas, formadas por cristales gruesos y reconocibles, o rocas

volcnicas o extrusivas, cuando el magma llega a la superficie, convertido en lava por

desgasificacin.

Las rocas magmticas intrusivas son las ms abundantes, forman la totalidad del manto

y las partes profundas de la corteza. Son las rocas primarias, el punto de partida para la

existencia en la corteza de otras rocas.

Ejemplos: Diorita, la riolita, el prfido, el gabro, el basalto y el granito.


ROCAS SEDIMENTARIAS

Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulacin de sedimentos que, sometidos a procesos

fsicos y qumicos (diagnesis), dan lugar a materiales ms o menos consolidados. Pueden formarse a las

orillas de los ros, en el fondo de barrancos, valles, lagos, mares, y en las desembocaduras de los ros. Se

hallan dispuestas formando capas o estratos.

Existen procesos geolgicos externos actan sobre las rocas preexistentes y las meteorizan, transportan y

depositan en diferentes lugares dependiendo del agente que transporte (agua, viento, hielo). De igual manera,

distintos organismos animales o vegetales pueden contribuir a la formacin de rocas sedimentarias (fsiles).

Las rocas sedimentarias pueden existir hasta una profundidad de diez kilmetros en la corteza terrestre. Estas

rocas pueden presentarse sueltas o consolidadas, es decir, que han sido unidas a otras por procesos

posteriores a la sedimentacin, conocidos como diagnesis.

Por su composicin se clasifican en:

Terrgenas (arcilla o limo (lutita), conglomerado, arenisca, etc.). Sedimentacin y diagnesis de partculas de origen continental, sin o con influencia de precipitacin de carbonatos marinos (marga).

Carbonatadas (creta, caliza, dolomita, etc.) Silceas (Diatomita, radiolarita, calcedonia, caoln, etc.) Sedimentacin y diagnesis de partculas orgnicas silceas; o de meteorizacin de granitos cuarzosos.

Orgnicas (carbn mineral, petrleo, etc.). Reduccin de sedimentos orgnicos en medios palustres. Ferro-aluminosas (limonita, laterita, etc.). De procesos de meteorizacin de menas frrico-alumnicas. Fosfatadas (fosforitas sedimentarias, turquesa, etc.). De sedimentacin y transformacin del guano, o a partir de la precipitacin de geles fosfatados en medios alumnicos.


LAS ROCAS METAMRFICAS

Son las que se forman a partir de otras rocas mediante un proceso llamado metamorfismo. El

metamorfismo se da indistintamente en rocas gneas, rocas sedimentarias u otras rocas

metamrficas, cuando stas quedan sometidas a altas presiones (de alrededor de 1.500 bar), altas

temperaturas (entre 150 y 200 C) o a un fluido activo que provoca cambios en la composicin de la roca, aportando nuevas sustancias a sta. Al precursor de una roca metamrfica se le llama

protolito.

Las rocas metamrficas se clasifican segn sus propiedades fsico-qumicas. Los factores que

definen las rocas metamrficas son dos: los minerales que las forman y las texturas que presentan

dichas rocas. Las texturas son de dos tipos, foliadas y no foliada.

Textura foliada: Algunas de ellas son la pizarra (al romperse se obtienen lminas), el esquisto (se

rompe con facilidad) y el gneis (formado por minerales claros y oscuros).

Textura no foliada: Algunas de ellas son el mrmol (aspecto cristalino y se forman por

metamorfismo de calizas y dolomas), la cuarcita (es blanca pero puede cambiar por las impurezas),

la serpentinita (que al transformarse origina el asbesto) y la cancagua.


Las lluvias arrastran no solo arenas, arcillas y limos, sino adems materia orgnica proveniente de vegetales,

animales, algas y otras formas de vida microscpicas, que son transportadas por los ros hacia el mar, o

cuerpos de agua continentales (lagos p. ej.). All se mezclan con otras materias tanto inorgnicas como

orgnicas y termina sedimentndose en el fondo, esto es se depositan en grandes cantidades formando un

manto sedimentario.

Nuevas capas de sedimentos se van

acumulando sobre las primeras

sometindolas a presin y cambios de

temperatura que, en conjunto con la

descomposicin de la materia orgnica por

accin de microorganismos, permiten la

formacin de petrleo y gas. Por supuesto

los sedimentos inorgnicos en estas

condiciones tambin sufren cambios en

largos perodos de tiempo y terminan

compactndose formando lo que los

gelogos llaman rocas sedimentarias.

Cuando estas rocas acompaan la

formacin de petrleo se les denomina

roca generadora.


El petrleo se encuentra inicialmente contenido en las porosidades de la roca generadora, pero como todos los lquidos ste junto con el gas buscan alcanzar zonas en las cuales las presiones son ms bajas, que son las de estratos ms superficiales, a travs de rocas porosas a las cuales se les denomina rocas conductoras, y al movimiento que experimenta migracin primaria. Finalmente los hidrocarburos alcanzan rocas muy porosas en las cuales la presin es menor, estas rocas se designan con el nombre de rocas almacenadoras y los movimientos producidos

dentro de ella migracin secundaria. Estas rocas se comportan como esponjas empapadas por el petrleo, el gas y en algunos casos por agua que acompaa los depsitos de hidrocarburos.

La porosidad de estas rocas es de gran importancia para la ingeniera de petrleos ya que determina la capacidad de acumulacin y movilidad de los fluidos. Entre ellas tenemos las areniscas y las rocas carbonatadas. Puede ocurrir que el gas y petrleo alcancen la superficie, bien a travs de las rocas porosas, o bien a travs de las fisuras y fallas del mismo. Estos afloramientos naturales fueron explotados para diversos usos como ya se explico y en los casos

en los que los gases se inflamaron dieron origen a los fuegos sagrados de la antigedad. En la mayora de los casos sin embargo, los hidrocarburos quedan confinados a la roca almacenadora debido a que esta rodeada por rocas impermeables (rocas sello arcillas, sal, etc.-), que impiden el paso del fluido, sirviendo as como cierre a su migracin o desplazamiento.

A este obstculo se le denomina Trampa y se les clasifica segn el origen de las mismas.


Las capas de sedimentos se disponen en capas o estratos que pueden o no ser paralelas, en sentido

horizontal o inclinado. Sin embargo, estos estratos se ven sometidos a fuertes presiones debidas a

fuerzas propias de la corteza terrestre que llegan a plegar, fracturar o inclinar estas capas. Las mas

visibles consecuencias de estos movimientos son las elevaciones de los terrenos que pasado

mucho tiempo llegan a conformar las montaas.

Si el material de los estratos no es muy rgido se formaran ondulaciones o pliegues, de lo

contrario tendera a fracturarse formando las llamadas fallas. Igualmente algunos materiales

blandos tendern a desplazarse a travs de las fracturas de los rgidos. Podemos producir esta

accin experimentalmente colocando capas de arcilla hmeda sobre una superficie una encima de

la otra. Posteriormente se ejerce presin desde los extremos de las capas hacia el centro en

sentido paralelo y notaremos el plegamiento de las capas. Si dejamos secar el material e

intentamos nuevamente ejercer la misma presin, la capas tendern a fracturarse, desplazndose

unas sobre otras.


Las capas de sedimentos se disponen en capas o estratos que pueden o no ser

paralelas, en sentido horizontal o inclinado. Sin embargo, estos estratos se ven

sometidos a fuertes presiones debidas a fuerzas propias de la corteza terrestre que

llegan a plegar, fracturar o inclinar estas capas. Las mas visibles consecuencias de

estos movimientos son las elevaciones de los terrenos que pasado mucho tiempo

llegan a conformar las montaas.

Si el material de los estratos no es muy rgido se formaran ondulaciones o pliegues,

de lo contrario tendera a fracturarse formando las llamadas fallas. Igualmente

algunos materiales blandos tendern a desplazarse a travs de las fracturas de los

rgidos. Podemos producir esta accin experimentalmente colocando capas de arcilla

hmeda sobre una superficie una encima de la otra. Posteriormente se ejerce presin

desde los extremos de las capas hacia el centro en sentido paralelo y notaremos el

plegamiento de las capas. Si dejamos secar el material e intentamos nuevamente

ejercer la misma presin, la capas tendern a fracturarse, desplazndose unas sobre

otras.


Estos esquemas son ideales y son

muy variadas las formas de los

yacimientos de los hidrocarburos.

Igualmente el comportamiento de

los yacimientos difiere de acuerdo a

la composicin de los componentes

presentes en l. Los depsitos de

petrleo pueden estar acompaados

de gas, de agua o de los dos. Las

diferencias de presin y energa

dentro del yacimiento estn dadas

por la presencia y cantidad de uno y

otro. Esto es de gran importancia

para la explotacin del petrleo ya

que la presin y energa contenida

en el yacimiento facilita su

extraccin.

TAREA No.2 DEFINICION DE TIPOS DE TRAMPA

ANTICLINAL

DISCORDANCIA

FALLA

DOMO SALINO

ACUAMIENTO


4. SELECCIN DEL EQUIPO

DE PERFORACIN.

SELECCIN DEL EQUIPO DE PERFORACIN.

Indudablemente, es indispensable la utilizacin de un equipo para efectuar cualquier operacin involucrada con la perforacin de pozos. El tipo de equipo depender de la localizacin del pozo (marino o terrestre) pero de forma general es necesario considerar algunos parmetros, tales como capacidad de carga y profundidad; adems, en el caso de pozos marinos, el tirante de agua. Al realizar la seleccin del equipo de perforacin se deben de realizar las consideraciones de las cargas a soportar por el equipo de las tuberas de revestimiento a introducir dentro del pozo y sarta de perforacin; la potencia requerida para mover las cargas por el malacate, el sistema de circulacin de acuerdo a los gastos y presiones requeridos por el anlisis de hidrulica, presiones esperadas en la cabeza del pozo, el uso de un sistema top drive, entre otros aspectos todo ello con el fin de seleccionar un equipo eficiente y adecuado a las necesidades requeridas por el pozo.

EQUIPOS DE PERFORACIN TERRESTRES. Dentro de la clasificacin de los equipos terrestres estos se clasifican en dos subdivisiones; equipos convencionales y autotransportable. Los primeros son los que tienen una mayor capacidad con respecto a la profundidad de perforacin, algunos de los componentes que integran este tipo de equipos son transportados y ensamblados individualmente; mientras que en los segundos cuentan con un conjunto de malacate-motores C.I. montados sobre un remolque que los autotransporta. As este tipo de equipos cuenta con mayor facilidad de transporte de una localizacin a otra sin embargo su profundidad de perforacin es menor. Los rangos de trabajo de estos equipos de acuerdo a la siguiente tabla se clasifican en:

CLASIFICACIN PROFUNDIDAD

PESO METROS PIES

LIGERO 1,000 1,500 3,000 5,000

MEDIO 1,500 3,000 5,000 10,000

PESADO 3,000 5,000 10,000 16,000

ULTRA PESADO 5,000 7,500 16,000 25,000

Los equipos de perforacin pueden perforar menos de su lmite inferior pero econmicamente pueden salirse del margen presupuestal previsto, pero nunca un equipo de perforacin deber exceder su lmite mximo de profundidad, ya que se pone potencialmente en riesgo tanto al pozo como la seguridad del personal y del mismo equipo, puesto que no puede soportar grandes pesos para pozos ms profundos para los cuales no est diseado.


EQUIPOS DE PERFORACIN TERRESTRE

CONVENCIONALES AUTOTRANSPORTABLES


EQUIPOS DE PERFORACIN MARINA. SELECCIN DEL EQUIPO DE PERFORACIN.

Los equipos apoyados en el fondo se dividen a su vez en: Barcazas: Son equipos usados en aguas muy someras como ros, bahas donde el tirante de agua es hasta de 15m. Este tipo de estructuras poseen dos cascos; el superior usado para alojar el equipo y a la cuadrilla de perforacin y el inferior el cual es el rea de lastrado siendo este mismo la base donde descansa el equipo en el fondo marino. La mayora de las barcazas no tienen autopropulsin y para moverse de una localidad a otra es necesario desplazarse con la ayuda de remolcadores


Plataformas Fijas: Son equipos de perforacin instalados sobre estructuras metlicas las cuales se extienden desde el lecho marino hasta la superficie y suelen trabajar a profundidades de hasta 100m de tirante de agua. Estas estructuras se instalan por mdulos en el lugar donde se ubicaran; sus principales componentes son la subestructura que es la parte sumergida en el tirante de agua, la superestructura la cual provee un espacio entre el nivel del mar y el modulo el cual provee sobre si todo el equipo.

TETRPODO

SEA PONY SEA HORSE

TRPODE


Autoelevables (Jack Up): Este tipo de plataforma posee la capacidad de trasladarse de una localizacin a otra por medio de autopropulsin o remolcadores. Algunas plataformas de este tipo poseen tres o cuatro patas y en algunos casos estas estn unidas por debajo del casco (plataformas tipo Mat) y en algunos otros sus patas son independientes. Una vez que la plataforma est ubicada en posicin deseada esta comienza a bajar sus patas hasta alcanzar el fondo marino una vez que estas estn asentadas sobre el fondo marino la cubierta de la plataforma es elevada hasta tener un equipo de perforacin estable. Este tipo de plataformas suele perforar en tirantes de agua de hasta 90m.


Semisumergibles: Las unidades semisumergibles poseen dos o ms pontones sobre los cuales flotan los cuales pueden estar separados o unidos por columnas o zapatas. Estas plataformas cuentan con un sistema autopropulsin ubicado en los pontones. Estos equipos estn diseados para perforar bajo condiciones de oleaje y vientos severos as como a profundidades de tirante de agua de 3000m


Plataforma de Piernas Tensionadas (TLP): Consiste en una estructura que se encuentra sujeta por tensores verticales, los cuales se encuentran conectados y cimentados a pilotes que son asegurados al lecho marino. Este tipo de plataformas han tenido xito en profundidades de tirantes de agua cercanas a los 1400m. Existen tres modelos de TLPs las convencionales, similares a las semisumergibles, estrella de mar y TLP Moses.


Barcos Perforadores: Debido a su configuracin el barco perforador es el ms mvil de todas las unidades de perforacin. Por su forma y capacidad de cubierta permite cargar una gran cantidad de equipo y material para perforar por lo que hablar de reabastecimiento no es muy frecuente. Utilizando un sistema de anclas este tipo de unidades puede perforar en aguas poco profundas sin embargo al adentrarse en aguas ms profundas hace uso del posicionamiento dinmico. Su estructura posee un rea abierta al fondo del casco llamada moon pool por medio de la cual se efecta la perforacin. Su principal problema es el movimiento vertical debido a su superficie de contacto; sin embargo los barcos de hoy en da poseen un sistema compensador de movimiento vertical el cual durante la perforacin acta controlando el peso sobre la barrena y con ello asegurndose que a la barrena siempre tenga el mismo peso. Sin este sistema el movimiento oscilatorio de arriba abajo hara que la barrena rebotara en el fondo reduciendo el tiempo de perforacin, ocasionado daos a la sarta y al mismo equipo. Estos equipos de perforacin pueden ser usados en tirantes de agua de hasta 1200m.


Los componentes del equipo, son una parte fundamental para el buen desempeo del mismo en las intervenciones a realizar para el cumplimiento de los objetivos programados. Por su diseo y tamao los equipos de perforacin pueden subdividirse en los siguientes grupos de sistemas: Sistema de Izaje, Sistema de Rotacin, Sistema de Potencia, Sistema de Circulacin y el Sistema de Control de Presin; bsicamente un equipo de perforacin se compone de estos cinco sistemas aunque actualmente se habla de un sexto sistema, el sistema de monitoreo de informacin

MASTIL

MALACAT

E

CABLE

DE

PERFN

ANCLA

PISO DE

PERFN

BLOCK, GANCHO Y

ELEVADOR

CORONA

El Sistema de Izaje provee el equipo y las reas

de trabajo para levantar, bajar o suspender el

equipo usado en el sistema de rotacin.

El sistema de Izaje esta dividido en dos partes

principales:

1. La estructura de soporte

2. El equipo de Izaje

La estructura de soporte esta dividida en:

1. La subestructura

2. La torre de perforacin

3. El piso de perforacin

Tiene como funcin principal sostener el sistema rotatorio mientras se perfora el pozo,

proporcionando as el equipo apropiado y reas de trabajo necesarias para ascender, descender o

mantener estticas las enormes cargas que requiere el sistema rotatorio durante la operacin de

perforacin. Piso de perforacin:

Es la plataforma de trabajo donde la cuadrilla ejecuta las maniobras durante la perforacin del

pozo, soporta parte del equipo y herramientas requeridas. En este miso lugar est ubicada la

consola del perforador, siendo desde aqu donde se controlan las operaciones del pozo.

Mstil:

Es una estructura de acero capaz d soportar todas las cargas verticales y el empuje

mximo de la velocidad del viento. La altura de ste no influye en la capacidad de

carga del mismo, pero s influye en la altura de las secciones de tubos (lingadas) que se

puedan sacar del agujero sin tener que ser desconectadas.

Malacate:

Es la unidad de potencia ms importante de un equipo, consiste en un tambor, el cual gira sobre

un eje sobre el cual se enrolla el cable de perforacin proporcionando as la posibilidad de levantar

y con ello aumentar o disminuir la capacidad de carga. Los propsitos principales del malacate son

los de izar e introducir la tubera al agujero. Dependiendo en qu direccin gire el carrete, la sarta

de perforacin sube o baja a medida que el carrete enrolla o desenrolla el cable. Posee varios

embragues que facilitan el cabio de direccin y velocidad; posee un freno mecnico que puede

parar la carga inmediatamente. El otro freno, generalmente hidrulico (hidromtico) o elctrico,

controla la velocidad de descenso de una carga.

POTENCIA DE ENTRADA:

Cuando una fuerza acta sobre un cuerpo causa un desplazamiento se dice que la fuerza realiza un

trabajo.

La velocidad con la que se efecta un trabajo representa la potencia:

Un caballo de fuerza (HP) es una unidad de potencia. Se dice que se desarrolla un HP cuando

se efecta un trabajo de 33,000 Ib- pie en un minuto (o sea 550 Ib--pie en 1seg)

Wg= Peso Total Levantado en el gancho = Lbs

Vg= Velocidad de la Carga en el gancho = pie/min

33000 = Factor.

PERDIDAS POR FRICCION: TRANSMISION + CADENAS + RODAMIENTO +

ROZAMIENTO DEL CABLE + SIST DE POLEAS

La eficiencia a manejar se puede establecer de E= 75 a 80%.

Libras x 1,000

En la grafica se

observa como varia

el caballaje

requerido en

funcin de la

velocidad de

extraccin.

Tiempo

Ejemplo:

Calcular la potencia en HP de un

malacate que levantara un peso de

200,000 lb a una altura de 90 pies en

un tiempo de 1 min, sin considerar

perdidas.

En la grafica se observa que al aumentar el

peso, aumenta el tiempo de izaje

(disminuye la velocidad).

Del ejercicio anterior cual seria la capacidad del malacate real si se tiene una

eficiencia del 80%.

Nota:

Para una potencia determinada, la carga levantada es inversamente proporcional a la

velocidad de levantamiento. Esto significa que:

A velocidad menor -- mayor capacidad de carga. A velocidad mayor -- menor capacidad de carga

ACTUADORES

DEL FRENO

DISCOS DEL

FRENO

ACTUADORES

DEL FRENO DE

EMERGENCIA

Calculo de la Longitud del carrete:

Cul deber de ser el dimetro del carrete para un equipo que opera con 6 lneas,

donde la longitud de la lingada es de 59 ft y el dimetro del cable es de 1 1/8 ?

Nota:

El dimetro mnimo para un malacate debe de ser de 20 a 24 veces mayor que el

dimetro del cable

Con este valor la resistencia al rompimiento del cable enrollado sobre el carrete, sera

del 92 al 85% de su resistencia total.

Corona:

Es un bloque que se localiza en el tope de la torre de perforacin, contiene una serie de poleas

en las cuales se enrolla el cable de perforacin proveyendo as un medio para llevar el cable

desde el tambor del malacate hasta la polea viajera.

Bloque Viajero, Gancho y Elevadores:

Constituyen un conjunto cuya funcin es soportar la carga que est en la torre mientras se

introduce o extrae la sarta de perforacin del agujero.

Cable de Perforacin:

Su funcin es resistir el peso de la sarta de perforacin durante las operaciones de ascenso y

descenso de la misma, as como el de las tuberas de revestimiento. En el mercado existen

varias configuraciones de cable de perforacin.

Carrete del

cable

Malacate

Corona

Lnea viva

Lnea muerta

Polea viajera

Ancla

El cable esta formado por torones y un alma, varios torones se tuercen alrededor de un alma

para formar el cable.

Toron

Alma

La trama de un cable describe la direccin en la que los

alambres y los torones estn envueltos uno del otro. Es el tipo de

construccin del cable.

El trabajo principal que desarrolla un cable es:

Durante la perforacin.

Viajes para cambio de barrena.

Introduccin de tuberas de revestimiento.

Operaciones diversas (pesca, ncleos, etc.)

La trama derecha, indica que la direccin

del espiral es hacia la derecha.

La trama izquierda, indica que la direccin

del espiral es hacia la izquierda.

La trama REGULAR, seala que los hilos

en cada torn estn torcidos en direccin

contraria a la direccin del espiral de los

torones; esta torsin en direcciones

opuestas fortalece el cable y reduce la

tendencia a desenroscarse.

Los Cables con trama LANG, tienen los

torones y los hilos de cada torn torcidos

en la misma direccin.

El cable es un elemento de transmisin entre el sistema de potencia y el trabajo de levantamiento

del aparejo y durante su operacin es sometido a: rozamiento, escoriado, vibrado, torcido,

compresin y estirado; razn por la cual se debe aplicar un factor de seguridad en su diseo. El

API proporciona los siguientes factores:

Tipo de servicio

Sondeo

Levantar y bajar mstil

Introducir TR

Pescas

Factor de diseo

3

2.5

2

2

Rcable

C.E F.S. = F.S. = (Rc x N x Eh) / Wg Donde: Rc resistencia del cable (lbs)

Tf = donde: Wg

N Eg

N es el nmero de lneas en la polea viajera (gancho)

Eg es la eficiencia aplicada al gancho

Wg es el peso en el gancho (lbs)

Tf tensin en la lnea viva (lbs)

Ej: Se usar un cable de 1 3/8 pg, 6 x 19 SEALE para correr una T.R. que pesa 500,000 lbs.

Se desea saber si con un guarnido de 10 lneas el cable cumple con un factor de seguridad de

2. La resistencia del cable es de 192,000 lb y la eficiencia por polea de 0.98.

Eg = (0.98) 10 = 0.817 Tf = = = 61,199 lbs Wg

N Eg

500,000

(10) (0.817)

Fs = = = 3.137 Si cumple con el factor de seguridad Rcable

Tf

192,000

61 199

El factor de seguridad (FS) del cable tambin puede ser obtenido de la siguiente forma:

Fs = (Rc x N x Eh) / Wg Donde:

Fs = (192000 x 10 x 0.817) / 500000

Fs = 3.137

Rc resistencia del cable (lbs)

Si el Fs hubiese resultado menor de 2, se tendra que cambiar el cable o aumentar

el nmero de lneas en la polea viajera.

HPg = donde: Wg V

33000

HPm = donde: HPg

33000 Eg Em

HPg caballos de potencia al gancho (HP)

V velocidad de izaje en (pies/min)

HPm caballos de potencia de salida en los motores (HP)

Eg eficiencia del gancho

Em eficiencia del malacate

Ej: Se usar una sarta de perforacin para perforar un pozo que tendr un peso de

300,000 lb, la velocidad de izamiento ser de 93 pies/min. Se tienen 8 lneas

guarnidas al gancho. El equipo tiene los siguientes componentes:

Motor

1

4

3

7

2

6

5

11

3

7

4

11

Flechas

Cadenas

Total

Suponga una eficiencia del 75% en los convertidores

de torsin y del 98% para cada polea.

Calcular los requerimientos mnimos de potencia en

los motores.

La unidad normal de potencia es el caballo de fuerza (HP) = 75 kg-m/seg

Solucin:

HPg = (300000) (93) / 33000 = 845 HP Caballos requeridos en el gancho.

Eg = (0.98) 8 = 0.850 Eficiencia del sistema del gancho

HPm = HPg / 0.850 = 994 HP Caballos requeridos en el malacate

E = [(0.98)7 + (0.98)11 + (0.98)11] / 3 = 0.823 Eficiencia entre los motores

HPm = 994 / 0.823 = 1,207 HP Potencia en los motores

HHP = HPM / Ec = 1207 / 0.75 = 1,609 HHP Requerimiento mnimo de potencia en

los motores

Ancla:

Su funcin es fijar la ltima lnea que viene del bloque de la corona y permite el suministro del

cable de perforacin nuevo desde un carrete, cada vez que se requiera correr y/o cortar el cable

desgastado.

Carrete del

cable

Malacate

Corona

Lnea viva

Lnea muerta

Polea viajera

Ancla

La Ventaja Mecnica de un sistema de izaje es determinado por el bloque, la polea y el numero

de lneas de trabajo entre la corona y la polea viajera. Por lo tanto, para la condicin esttica (sin

perdida de friccin en las ranuras de las poleas) .

F= La fuerza en la lnea rpida para mantener la carga en el gancho.

Ff = donde: Wcarga

J

Wcarga : Es el peso de la polea viajera + el pero de la sarta (lbs). Afectado

por el efecto de flotacin.

J : Numero de lineas trabajando entre la corona y polea viajera.

Bajo condiciones estaticas. Fd la fuerza en la linea muerta es de:

Fd = J

Wcarga La ventaja mecnica Vm bajo condiciones estticas es:

Vm (estatica) = Fd

Wcarga =J

Cuando la polea esta levantando la carga, se pierde friccin en el corona y la polea viajera.

Normalmente se asume que estas perdidas son aproximadas a un 2 porciento por lnea de

trabajo. Bajo condiciones dinmicas, debe haber un factor de eficiencia por el sistema de poleas

que refleje estas perdidas. La eficiencia ser interpretada como eficiencia en el Sist. de izaje(eh).

El factor mas importante para el diseo de un

sistema de elevacin es la Sarta de Trabajo

(Perforacin} y TRS)

El punto de partida en el diseo de un equipo de elevacin debe ser el sistema de aparejo de

poleas. La potencia en caballos de fuerza (HP) requeridas para levantar las sartas de trabajo se

calcula con la siguiente formula:

La formula no incluye perdidas por friccin; cuando estas se toman en cuenta queda claro

que las necesidades de potencia sern mucho mayores.

w

w

w

w

UNA POLEA

W = 136,200 kg levantar 0.3 m

T = F x d = 136200 x 0.3 = 40,860 kg -m

Si realiza el trabajo en un segundo:

Potencia = Trabajo / tiempo

Potencia = 40,860 kg m /seg

Si 1 HHP = 75 kg m

HP requeridos = 544.8 HP

La distancia que recorre el cable en el

malacate es la misma que recorre la carga

(0.3 m).

w/4

W /4

w/4 w/4 w/4 w/4

w

TRES POLEAS EN LA CORONA Y

DOS EN LA POLEA VIAJERA W = 136,200 lb levantar 0.3 m

Fuerza del malacate = W / No.

Lneas

F = 136200 / 4 = 34,050 kg

T = F x d = 34050 x 1.2 = 40,860

kg - m

Potencia = Trabajo / tiempo

Potencia = 40,860 kg m/seg

Si 1 HHP = 75 kg m

HP requeridos = 544.8 HP

Distancia recorrida en el malacate = No.

de lneas x la distancia recorrida por la

carga.

D = 4 x 0.3 = 1.2 m

A pesar de que el sistema de elevacin es diferente. El cable se encuentra enrollado alrededor de

3 poleas en la corona y 2 en la polea viajera (anclado en la pierna del mstil). Sin embargo, se

requiere hacer el mismo trabajo es decir levantar la tubera 0.3 mts en un segundo y conocer los

caballos de fuerza.

Conclusiones

1. La carga real ejercida sobre el mstil es mayor que la carga por levantar.

2. A medida que aumenta el numero de poleas, disminuye la carga real sobre el

mstil.

3. Fijar la lnea muerta sobre la polea viajera reduce la carga en el mstil.

4. El uso de poleas disminuye la fuerza necesaria entre lneas para mover una carga

dada.

La carga total en la torre en condiciones dinmicas ser.

Para condiciones dinmicas, encuentre la carga total sobre la torre que esta cargando una sarta

de perforacin de 600,000 libras con 8 lneas de trabajo en las poleas. La corona pesa 9.000

libras y la polea viajera pesa 4,500 libras Suponga que no hay otras herramientas

que cuelguen en la torre de perforacin y que el lnea muerta esta sujeta al piso de la torre frente

al malacate en su posicin normal. Supongamos que la perdida por friccin estndar es del 2%

por cada lnea de trabajo para calcular eh tendremos.

De la ecuacin tenemos:

TOP DRIVE

MESA

ROTARIA SARTA DE

PERFN

El sistema rotatorio forma un punto esencial en el equipo y su principal funcin es realizar la

perforacin del pozo, proporcionando la accin de rotacin a la barrena para que realice la

accin de perforar.

Ensamble de Mesa Rotaria y/o Top Drive:

La mesa rotaria es un componente de acero muy pesado, generalmente de forma rectangular.

Recibe energa del malacate mediante una cadena de transmisin; con ello produce un

movimiento que genera vueltas transmitindose a la sarta de perforacin. Su ubicacin es sobre

el mismo piso de perforacin.

Por otro lado el top drive es un sistema de rotacin que se utiliza en lugar de la Kelly y la mesa

rotaria. Posee un poderoso motor elctrico que puede generar la accin de rotacin a toda la

sarta de perforacin. Este sistema tiene la capacidad de moverse arriba y abajo sobre un riel

anclado al mstil. Con este sistema se pueden perforar con 3 tubos a la vez. Sin embargo, los

equipos que cuentan con un motor elevable, todava necesitan una mesa rotatoria con un buje

maestro para proporcionar un lugar donde suspender la tubera cuando la barrena no est

perforando.

a. Sistema rotatorio convencional

b. Top drive

c. Motor de fondo

Mesa rotaria

Buje

maestro

Bushing

kelly

Vlvula

seguridad

kelly

Vlvula

seguridad

Unin

giratoria

a. El sistema rotatorio convencional.- Es superficial y transmite la

rotacin a la tubera de perforacin a travs de sus componentes

que son:

Mesa rotaria (rotaria)

Buje maestro (buje)

Bushing kelly (bushing)

Kelly (flecha)

Unin giratoria (swivel)

Sarta de perforacin

Mesa rotaria.- Tiene como objetivo proporcionar el movimiento giratorio, que en

conjunto con los bujes es transmitido a la flecha, al

swivel y a la sarta de perforacin.

El buje maestro se instala en la mesa rotaria y

es el elemento que junto con la cuas fijan la

sarta de perforacin a la rotaria para

transmitirle el movimiento.

Cuas

Buje maestro

Rotaria

Buje maestro

Bushing

Kelly o Flecha

Pins

El Bushing o Bushing kelly se instala en el

extremo inferior de la flecha (kelly) y se

une al buje maestro mediante unos pines

para transmitir el movimiento a la flecha.

La flecha (kelly).- Es un elemento de acero de forma cuadrada y hexagonal que se instala

en la parte superior de la tubera de

perforacin, en ella se instalan vlvulas de

seguridad en ambos extremos para el control

de flujos del pozo.

Tubo lavador

Cuello de ganso

Kelly o flecha

Las flechas

estandar miden

12.20 m (40 pies)

con una seccin

til de trabajo de

11.8 m (37 pies).

Kelly hexagonal

Kelly cuadrado

Unin giratoria (swivel.- Este elemento esta sostenido por la polea viajero (block) y se instala en la parte superior de la

flecha. Tiene tres funciones bsicas:

Soportar el peso de la sarta de perforacin y sus accesorios. Permite que la flecha gire sin enredar el cable Conecta el sistema de circulacin con el sistema de rotacin.

Provee un sello hermtico permitiendo el bombeo del lodo a alta presin.

Polea viajera

Gancho

Kelly

Manguera flexible

Sarta de Perforacin: Son componentes armados en forma secuencial los cuales ya se han descrito en la

seccin de diseo de sartas de perforacin y su finalidad principal es proporcionar peso sobre la barrena,

conducir el fluido de perforacin y transmitir rotacin a la barrena.

Tubera de perforacin (TP).- Es la tubera que se instala inmediatamente arriba de los

lastra barrenas tubera pesada. Sus caractersticas son: dimetro, peso, grado, resistencia y

longitud.

Tubera pesada (heavy walled).- Esta tubera se instala inmediatamente debajo de la tubera

de perforacin. Proporciona el paso de transicin entre los lastra barrenas y la TP para

evitar daos a la TP por la rigidez de los lastra barrenas, ayuda a mantener en tensin a la

TP y aporta peso a la barrena.

Lastra barrenas (drill collar).- Es la tubera que se instala arriba de la barrena. Son muy

pesados y son los que proporcionan el peso a la barrena para perforar, el rango de

dimetro de esta herramienta es de 3 a 12 pg, su longitud promedio es de 9.5 m.

Combinaciones.- Son utilizados para unir tubera con diferente rosca.

Estabilizadores.- Son instalados entre los lastra barrenas como proteccin de los mismos y

mantienen la direccin de la barrena, algunos son equipados con elementos de corte

(carburo de tungsteno).

COMB.

BNA.

VAL. SEG

DC

15

Barrena y porta barrena

P. BNA.

ESTAB.

ESTAB.

T P

H W

D C

Martillo.- Su funcin es liberar la sarta cuando esta se encuentra atrapada.

b. El Top Drive.- Es un equipo superficial utilizado para imprimir rotacin a la

sarta de perforacin sin la utilizacin de la mesa rotaria ni la flecha (kelly).

Unin giratoria integrada

Manguera flexible

Motor elctrico

rbol de transmisin

Caja de transmisin

Sus principales componentes son:

Unin giratoria

Block

Gancho

Gua

Elevador

Motor

rbol de transmisin

Caja de transm

Sustituto

Preventores

Llave de apriete

Manguera flexible

Preventores tipo BOP

Llave de apriete

Sustituto

Control remoto para el gancho

El Top drive es una herramienta de reciente innovacin, su utilizacin esta muy difundido

en la perforacin costa afuera por las ventajas que en ella representa, sin embargo en tierra

esta mas restringido por su alto costo. La capacidad de carga oscila de 350 a 750 ton y la

potencia de su motor de 600 a 2100 HP.

Ventajas del Top drive

Reduce el tiempo de perforacin.

La potencia de rotacin es mas eficiente (r.p.m.)

Permite rotar y circular mientras se mete o extrae tubera.

Elimina 2/3 de las conexiones al perforar con lingadas.

Mejora el control direccional.

Toma ncleos en intervalos de 27 a 29 m.

Mejora la eficiencia de la perforacin bajo balance.

Ayuda en la prevencin de pegaduras.

Mejora la seguridad en el manejo de la tubera.

En plataformas no es necesario desconectar las lingds.

CUARTO DE

CONTROL

MOTOR Y

GENERADOR

Este sistema es el ncleo de todo equipo de perforacin ya que en todo momento se debe

mantener energizado el sistema circulatorio y el sistema de izaje y en muchos otros casos el

sistema de rotacin. Generalmente estn compuestos de grandes motores capaces de generar la

suficiente potencia que se requiere para operar algunos de los elementos de cada sistema.

Para este sistema se tienen dos mtodos utilizados para transmitir potencia hasta los

componentes de la instalacin; el Diesel-Mecnico y el Diesel-Elctrico.

En un equipo que posee transmisin mecnica,

la energa se transmite directamente de los

motores hacia el malacate, las bombas y otras

maquinarias. Esto se hace a travs de un

ensamble de distribucin compuesto de

embragues, uniones, engranes, poleas y ejes.

Generalmente la eficiencia que tienen este tipo

de sistemas es del 65% el resto se pierde en

friccin.

En una instalacin Diesel-Elctrica, los motores se encargan de suministrar la energa a grandes

generadores los cuales producen electricidad la cual se transmite a travs de cables hasta un

dispositivo de distribucin y de este a los motores elctricos de cada equipo: malacate, bombas

de lodo y mesa rotaria.

Dentro de las instalaciones Diesel-Elctrica se manejan dos sistemas el C.D/C.D (corriente

directa/corriente directa) y el C.A/C.D (corriente alterna/corriente directa). En los sistemas

C.D/C.D se usan generadores y motores de corriente directa. La eficiencia real de todo el

conjunto est en promedio del 87.5% debido a perdidas adicionales en requisitos de fuerza de

los generadores. En este tipo de sistemas la energa disponible es limitada por la razn de que

un solo generador C.D. puede enlazarse con un solo motor C.D dando como resultado

1600H.P. disponibles para impulsar el malacate.

Los equipos de perforacin con sistemas C.A/C.D se componen por generadores de C.A. y

por rectificadores de corriente (de C.A. a C.D.) SCRs y con ello se obtiene una eficiencia de 98%; la energa disponible es concentrada en una barra comn (PCR) pudindose canalizar

parcial o totalmente a la mquina que se requiera. La ventaja de este sistema es que en un

momento dado se puede dirigir toda la potencia concentrada en los PCR al malacate principal

teniendo disponible una potencia de 2000HP.

CONTROL DE

SOLIDOS

BOMBAS

PRESAS DE

LODOS

PRESAS DE

ASENTAMIENTO

Este es otro componente principal del equipo, proporciona un soporte indispensable al sistema

rotatorio a medida que se profundiza en la perforacin. Este sistema provee el equipo,

materiales y reas de trabajo para la preparar, mantener y realizar anlisis al fluido de

perforacin.

El equipo superficial esta compuesto por:

Las bombas Las presas de lodo (descarga, de asentamiento y la de succin)

El stand Pipe, swivel y flecha El equipo de control de slidos El desgasificador Temblorina Preventores

El equipo sub superficial esta compuesto por:

Tubera de perforacin Lastrabarrenas Herramientas Barrena El pozo mismo

Bombas de Lodo:

Son el componente primario de cualquier sistema de circulacin ya que con ellas se inicia la

circulacin del fluido de perforacin a travs de todo el sistema circulatorio integrado por el

tubo vertical, la sarta de perforacin, lnea de retorno, temblorinas y nuevamente la lnea de

succin. Deben tener un gasto y presin de bombeo que depende del dimetro de la barrena

utilizada y de las caractersticas de la formacin.

Existen dos tipos de bombas reciprocantes y de accin sencilla de diferentes tamaos, las que

se emplean para la perforacin de pozos, son las dplex y las triplex.

Bombas Dplex.- Son del tipo reciprocante con dos cilindros y dos pistones; los dos pistones

impulsan el fluido durante las carreras de ida y vuelta.

Bombas Triplex.- Son las que ejercen presin slo en la cara frontal del pistn, en lugar de

ambos lados, estas utilizan tres pistones mucho ms pequeos en dimetro que las dplex, la

razn es que los pistones operan a velocidades mayores.

La potencia de la bomba es determinada por la longitud de la carrera, el dimetro del pistn y

el mximo de emboladas por minuto, establecidos por el fabricante.

A mayor dimetro de camisa mayor gasto > Dc > Q

A mayor dimetro de pistn menor presin > d < P

Pesan un 30% menos que las duplex.

Manejan alta presin y alto volumen.

Son de fcil mantenimiento.

Resultan menos costosas

Camisa

Vstago

Cmara de

pulsaciones

Pistn

Vlvulas

Entrada

Salida

Qbd = 0.0068 (2d2p d2

r) Lc Eb Ne

Qbt = 0.0102 (d2p ) Lc Eb Ne

Qbd gasto de la bomba duplex en (gal/emb)

Qbt gasto de la bomba triplex en (gal/emb)

dp dimetro del pistn en (pg)

dr dimetro del vstago en (pg)

Lc longitud de la camisa en (pg)

Eb eficiencia volumtrica

Ne nmero de emboladas por min

Duplex

Triplex

Qbt = 0.0386 (d2p ) Lc Eb Ne lts/emb

Equipo de Control de Solidos:

Son dispositivos auxiliares instalados despus de la lnea de retorno y se encargan de separar

los slidos de tamaos variables provenientes del corte que produce la barrena a la formacin,

as como los gases provenientes de la formacin atravesada; de esta forma se limpia y

aprovecha mejor el fluido, optimizando la velocidad de penetracin y el rendimiento de los

aditivos qumicos y con ello se evitan excesivos costos.

Si las bombas no trabajan de forma eficiente

proporcionando el gasto de lodo y la presin adecuada

se pueden presentar los siguientes problemas:

Limpieza inadecuada del pozo.

Disminucin en la velocidad de penetracin.

Atrapamiento de la sarta de perforacin.

Incremento en el costo del pozo.

La temblorina es el primer equipo utilizado para el control de los slidos producto de la

perforacin, se instala sobre la presa de descarga, consta de una malla que es vibrada

mediante un motor. El tamao de las partculas retenidas depende del tamao de la malla

utilizada, generalmente retiene partculas mayores de 40 micras. Para la eliminacin de

partculas mas pequeas se utilizan los hidrociclones y centrifugadoras.

Si los slidos no son eliminados con

efectividad pueden ocasionar los

siguientes problemas:

Aumento en la densidad del lodo.

Reduccin en la velocidad de

penetracin.

Dao al equipo superficial de

circulacin.

Pegaduras por presin diferencial.

Aumento de viscosidad.

Perdidas de circulacin.

Hidrociclon

Existen en diferentes tamaos

Eliminan partculas

De 40 a7 micras

Centrifuga

Remueve partculas

de 7 a 5 micras

La barita tiene 7 micras

El desgasificador es de suma importancia, ya

que a menudo se perforan formaciones con

algn contenido de gas, el cual al ser

incorporado al lodo disminuye la densidad del

mismo ocasionando inestabilidad y reventones

en el pozo.

CONTROL DE

BOPS UNIDAD

KOOMEY

CONJUNTO

BOPS

MULTIPLE DE

ESTRANGULACI

ON

Este sistema es fundamental para la seguridad del personal, el equipo y el medio ambiente. Su

funcin principal es proveer un medio adecuado para detener el flujo de fluidos del pozo y

poderlos circular fuera de el en caso de un brote el cual en grandes dimensiones puede

convertirse en una gran catstrofe.

Conjunto de Preventores (BOP): Consiste en una serie de elementos de cierre diseados para

cerrar y proveer una barrera hacia los fluidos a presin provenientes del interior del pozo. Los

preventores se clasifican en tres diferentes tipos: preventor esfrico, de arietes y rotatorio. En

conjunto estos tres son de diferentes tipos y medidas, son equipados con arietes de acero de

alta resistencia y emplean elementos de caucho, para as poder soportar de forma controlada las

presiones que generan los fluidos de las formaciones perforadas.

G Cabeza Rotatoria

A Preventor Anular

R Preventor de Arietes para Tubera de Perforacin, ya sean ciegos, variables o de corte.

Rd Preventor Doble de Arietes para Tubera de Perforacin, ya sean ciegos variables o de corte.

Rt Preventor Triple con tres juegos de arietes, instalado a criterio del operador

S Carrete de Control con salidas laterales para las lineas de estrangular y de matar.

K 1000 lb/pg2 de presin de trabajo.

El preventor esfrico est instalado en la parte superior del conjunto de preventores posee un

hule sinttico y una estructura interna de acero vulcanizado flexible, al operar se deforma

concntricamente hacia el interior del mismo haciendo un cierre total del pozo.

El preventor de arietes est instalado por debajo

del preventor esfrico, su caracterstica principal

es que puede utilizar diferentes tipos y medidas

de arietes segn se requiera en el arreglo de

preventores. De los tipos de arietes se pueden mencionar:

De dimetro sobre medida.- Este tipo de ariete

de tubera se utiliza para sellar el espacio anular

comprendido entre el exterior de la tubera de

produccin o de trabajo y el dimetro interior

del preventor cuando se tiene una seal de

fluidos en el pozo. Consta de un elemento de

hule, cuya funcin es efectuar el sello sobre la

tubera en uso.

De dimetro ajustable o variable.- Este tipo

se utiliza para sellar el espacio anular

comprendido entre el exterior de la tubera

de produccin o de trabajo y el dimetro

interior del preventor cuando se tiene una

seal de fluidos en el pozo. La

construccin del elemento de sello se hace

d tal manera que proporciona una

cantidad de hule para efectuar el sello,

presentan la ventaja de no cambiar arietes

al manejar diferentes dimetros de tubera,

ya que sellan ajustndose al dimetro de la

TP.

Ciegos.- se utilizan para cerrar totalmente el pozo, al no tener tubera

en su interior y que por la manifestacin del fluido que presente, no

sea posible introducirla. Consta de un empaque frontal plano,

construido a base de hule vulcanizado en una placa metlica y de un

sello superior.

De corte.- Su funcin es la de cortar la tubera de produccin o de trabajo y cerrar

totalmente el pozo.

El preventor rotatorio es usado cuando se trabaja perforacin bajo balance o con flujo

controlado. Este elemento origina un sello primario entre la tubera y el elemento

sellante siendo complementado por la presin diferencial del pozo y permitiendo

rotar la tubera sin tener flujo de fluidos.

Mltiple de Estrangulacin: consiste en una serie de vlvulas, manmetros,

estranguladores y lneas de flujo que se encuentran conectadas directamente al

conjunto de preventores y cabezales del pozo. Su funcin es controlar el flujo y as

mismo la presin del pozo cuando se cierran los preventores.

Acumulador (Koomey): Es el sistema encargado de activar o desactivar el conjunto de

preventores con fluido hidrulico almacenado bajo presin en acumuladores. El fluido hace

que los preventores trabajen, ya que deben de sellar rpidamente es necesario que el fluido este

desde 1,500 y hasta 3,000 psi de presin utilizando gas nitrgeno contenido en los recipientes.

UNIDAD

DE ALTA

S

E

P

A

R

A

D

O

R

LLENADERA

U

N

I

D

A

D

A

L

T

A

L

I

N

E

A

S

E

C

U

N

D

A

R

I

A

AL QUEMADOR

LINEA DE FLOTE

2 3

4

5 6 7 8

9

24 23

14 13 12

11

10

22

21 20 19

18 17 16 15

A B STAND PIPE

LINEA DE ESTRANGULAR

BX-159

SHAFER

PREVENTOR DOBLE 13 5/8" - 10 M

PREVENTOR SENCILLO 13 5/8" 10 M

M H LINEA DE

MATAR

CABEZAL

11" 5M X 9 5/8

CARRETE DE TRABAJO 13 5/8" 10 M

CAMPANA

BRIDA ADAPTADORA 11-5M X 7 1/16 10M

M M

CABEZAL

11" 5M X 115M

CABEZAL

11" 10M X 7 1/16 10M

CARRETE

11" 5M X 11 5M

BRIDA ADAPTADORA 11 5M X 13 5/8 10M

BRIDA ADAPTADORA 11-5M X 11 10M

R-54

R-54 BX-156

R-54 BX-158

R-54

BX-159

BX-159

BX-159

3

CIEGO

VARIABLE

2 7/8 5

ESFERICO

13 5/8 5M

BX-159

T.R. 9 5/8 T.R. 7

Sistema de Monitoreo.

Los sistemas mencionados anteriormente son los cinco sistemas principales en un equipo de

perforacin, sin embargo cabe sealar que hoy en da se tienen instrumentos desplegados por

todo lo largo y ancho del equipo de perforacin en donde se est generando informacin

relevante que deba ser vigilada y til tanto para la operacin actual como futura. Dicha

informacin se registra en bases de datos para el procesamiento local y a distancia. En estas

circunstancias se habla del sistema de monitoreo.

3. RECOPILACION

DE DATOS

ANALISIS Y ADQUISICION DE DATOS.

El diseo de pozos en PEMEX sigue un procedimiento, dentro del cual existen

dos aspectos imprescindibles que determinaran el xito del mismo, el esfuerzo

dedicado a la idealizacin del mejor plan posible para el pozo y la dedicada

supervisin durante la operacin de perforacin.

1. Seleccin y recopilacin de la informacin de los pozos de correlacin ms cercanos al pozo a

perforar.

2. Prediccin de la presin de poro y fractura a partir de registros geofsicos para cada pozo de

correlacin determinando zonas de presin anormal y prdida de circulacin.

3. Teniendo en cuenta las necesidades del dimetro a terminar el pozo, seleccionar el asentamiento y

nmero de las tuberas de revestimiento.

4. Tomando en cuenta las bases del usuario, determinar la trayectoria del pozo.

5. Con base a la informacin de correlacin y grficos de la presin de poro, realizar el programa de

fluidos y densidad a utilizar.

6. Con base a las densidades a utilizar realizar un programa de diseo de tuberas de revestimiento y el

programa de cementacin de las mismas.

7. Con forme al diseo de las tuberas de revestimiento, seleccionar la geometra final para la

construccin del pozo tomando en cuenta dimetros de TRS y barrenas.

8. Realizar el diseo de la sarta de perforacin.

9. Desarrollar el programa de hidrulica tomando en cuenta las densidades de los lodos seleccionados

y la geometra previamente seleccionados.

10. Seleccionar el equipo que mejor se ajuste a las necesidades y cargas mximas.

11. Estimar el tiempo y el costo de la perforacin del pozo en diseo.


Lo anterior conlleva a que el nico requerimiento consiste en aplicar la

tecnologa adecuada en cada etapa, logrando as que la perforacin del pozo

tenga la integracin de la ingeniera, ecologa, costo mnimo y utilidad.

Recopilacin y Anlisis de la

Informacin. En esta etapa del desarrollo del proyecto se hace la recopilacin y el anlisis de la informacin con la que se cuenta de los pozos cercanos (pozos de

correlacin), con relacin al nuevo pozo que desea construir. Con esta

informacin se determinaran las caractersticas tcnicas (formaciones a

perforar, estabilidad, etc.) y problemas que se pueden encontrar durante la

perforacin, verificando y actualizando la informacin que se obtenga de los

eventos mientras se perfora el pozo.

POZOS EXPLORATORIOS

Informacin limitada a:

Estudios Geologicos. Estudios Geofisicos. Informes Sismologicos. Litologia, Presiones, Propiedades Mecnicas.

POZOS DE DESARROLLO

Informacin dependiente de:

Pozos Perforados. Registros Geofisicos. Record de Barrenas. Resumen de Operacin. Situacin Estructural-


INFORMACIN

REQUERIMIENTOS DEL

CLIENTE (ACTIVO).

OBJETIVO

COORDENADAS

UBICACION

SITUACION

ESTRUCTURAL

COLUMNA GEOLOGICA

PROBABLE

POZOS DE CORRELACION

INFORMACION ESTIMADA

DE YACIMIENTO

APAREJO DE PRODUCCION

TIPO DE POZO

Profundidad

Programada

5606 mdbmr

(5588mvbmr)

Produccin

Estimada

1700 bpd

2.10 MMpcd

Presin Fondo

Estimada:

240 Kg/cm @ 5400

mvbnm (3414 PSI)

(DEQ = 0.44 g/cc)

Tipo de

Hidrocarburo

Aceite Ligero y

Gas

PLANEACION DE LA PERFORACION DE POZOS.

La metodologa FEL por sus siglas en ingles (Front End Loading) o VCD por

sus fases (Visualizacin, Conceptualizacin y Definicin) consiste en un

proceso a travs del cual una empresa identifica y desarrolla el objetivo y el

alcance de los proyectos de inversin de capital, para satisfacer las

necesidades del negocio.

La Metodologa VCDSE aplicada a pozos, busca analizar a fondo los

requerimientos, opciones, riesgos e incertidumbres y seleccionar la mejor

opcin para el proyecto pozo desde los puntos de vista tcnico, de rentabilidad

y reducir el nmero de cambios en las etapas posteriores del mismo, haciendo

ms predecibles los resultados que se esperan obtener.

El VCDSE de pozos se realiza en cinco fases:

Cada una de ellas debe cumplir con una serie de actividades y puntos de

verificacin y control, as como obtener la autorizacin de los niveles

jerrquicos que corresponda, antes de seguir a la siguiente fase del proceso y

comprometer recursos adicionales. En cada una de las fases se van

incorporando elementos de informacin y de anlisis adicionales, que

permiten una mayor definicin del proyecto pozo.

PREGUNTAS?

DISEO DE POZOS.

Slo una cosa convierte en imposible un sueo: el miedo a fracasar.

Paulo Coelho.

Ing. Guerrero.

GRACIAS POR SU

ATENCIN

diseño de pozos

Documents