principios de perforacion direccional
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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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