Perforación direccional

perforación direccional

1. PERFORACIÓN DIRECCIONAL INTEGRANTES: Almazán Cossío Claudia Humerez Sergio Eduardo Sánchez Sánchez Hugo Mauricio Delgado Valda Alejandra Soledad Cardozo Reyna Nilse Pamela INSTRUMENTOS DE MEDICION

2. ANTECEDENTES En 1954 el Ing. Enrique Mariaca inició la técnica de la perforación direccional destinada a optimizar y bajar costos, particularmente en serranías como Camiri donde la construcción de caminos y planchadas significaba grandes inversiones y pérdida de tiempo. En Camiri dio excelentes resultados.

3. PERFORACION DIRECCIONAL INTRODUCCIÓN La perforación de un pozo direccional es básicamente, la perforación de un agujero de un punto en el espacio ( lugar de la superficie) a otro punto en el espacio (el objetivo) de tal manera que el agujero puede ser usado para fines previstos. Un pozo típico direccional comienza con una agujero vertical, luego arranca de forma que el ubicación del agujero inferior puede terminar cientos o miles de pies o metros de distancia de su punto de partida.

4. PERFORACION DIRECCIONAL DEFINICIONES Y CONCEPTOS Profundidad Desarrollada/PD ( Measured Depth /MD) Es la distancia medida a lo largo de la trayectoria real del pozo. Esta profundidad siempre se conoce, ya sea contando la tubería o por el contador de profundidad. Profundidad Vertical Verdadera/PVV (True Vertical Depth /TVD) Es la distancia vertical desde el nivel de referencia de profundidad, hasta un punto en la trayectoria del pozo. Normalmente es un valor calculado

5. PERFORACION DIRECCIONAL DEFINICIONES Y CONCEPTOS Pata de Perro ( Dog Leg ) Es la curvatura del pozo (la combinación de cambios de inclinación y dirección) entre dos estaciones de registros direccionales. La pata de perro se mide en grados. Severidad de la pata de perro Es la magnitud de la pata de perro, referida a un intervalo estándar (por convención se ha establecido 100 pies o 30 metros). Es conveniente mantener las severidades tan bajas como sean posibles e la perforación convencional (menos de 4 o 5°/100 pies). Las severidades altas provocan problemas en el pozo como atropamientos , desgaste de la herramienta o de la tubería de revestimiento.

6. PERFORACION DIRECCIONAL DEFINICIONES Y CONCEPTOS Inclinación Es el ángulo (en grados) entre la vertical local, dada por el vector local de gravedad como lo indica una plomada y la tangente al eje del pozo en un punto determinado. Por convención, 0° corresponde a la vertical y 90° a la horizontal. Azimut En un punto determinado es la dirección del pozo sobre el plano horizontal, medido como un ángulo en sentido de las manecillas del reloj, a partir del norte de referencia. Esta referencia puede ser el norte verdadero, el magnético o el del mapa.

7. PERFORACION DIRECCIONAL DEFINICIONES Y CONCEPTOS Cara de la Herramienta ( Tool Face ) El término se usa en relación a las herramientas desviadoras o a los motores dirigibles y se puede expresar en dos formas: Física: El lugar sobre la herramienta desviadora, señalando comúnmente con una línea de marca, que se posesiona hacia una orientación determinada mientras se perfora para determinar el curso futuro del pozo. Conceptual: En el pozo, el término es utilizado para referirse a la orientación de la misma.

8. OBJETIVO DE LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL La perforación direccional tiene como objetivo, el alcance de una ubicación subterránea preestablecida a través de una trayectoria planificada. Se puede entender como un proceso tridimensional, es decir, la barrena no solo penetra verticalmente sino que se desvía intencionalmente o no hacia los planos X-Y, donde el plano “X” se define como el plano de dirección y “Y” como el de inclinación. Luego entonces, los ángulos asociados con los desplazamientos en los planos “X” y “Y” son llamados ángulos de dirección y de inclinación respectivamente (Un siglo de la perforación en México, 2000).

9. VENTAJAS Permite la desviación intencional de un pozo desde la dirección vertical. Ubicación relativa del objetivo. Espaciamiento entre pozos. Facilidades de ubicación de la localización en el punto de superficie. Buzamiento y espesor del objetivo a interceptar. Se efectúan para franquear un obstáculo como puede ser alguna herramienta atascada en el hoyo .

10. DESVENTAJAS Requiere equipo especializado. Necesita que se agrande el hoyo en la cercanía lateral del objetivo de perforación. Es imposible correr registros en la sección horizontal, y no pueden tomarse núcleo debido a lo severo del radio de curvatura. La longitud de drenaje del pozo, generalmente es menor de 300 pies.

11. RAZONES PARA REALIZAR PERFORACION DIRECCIONAL

12. LOCALIZACIONES INACCESIBLES Son aquellas áreas a perforar donde se encuentra algún tipo de instalaciones o edificaciones donde el terreno por sus condiciones naturales hacen difícil su acceso

13. DOMOS DE SAL Donde los yacimientos a desarrollar están bajo la fachada de un levantamiento de sal y por razones operacionales no se desea atravesar el domo SALINO

14. FORMACIONES POR FALLAS Donde el yacimiento esta dividido por varias fallas que se originan durante la compactación del mismo.

15. MÚLTIPLES POZOS DE EXPLORACIÓN EN UNA SOLA PLATAFORMA Desde la misma plataforma se pueden perforar varios pozos para reducir el costo de la construcción de plataformas individuales

16. LA PERFORACIÓN EN TIERRA EN UBICACIONES OFFSHORE Este tipo de perforación tiene lugar cuando un depósito se encuentra por debajo de los grandes cuerpos de agua, el pozo se perfora direccionalmente debajo que el agua para el alcance del depósito. Esta técnica ahorra dinero dado que las plataformas terrestres son mucho más baratas que las plataformas costa afuera.

17. M ULTI PERFORACIÓN DE POZOS MARINAS La perforación de pozos múltiples Marino es la más forma económica para desarrollar campos costa afuera. Varios pozos direccionales se perforan en " clusters " en una plataforma costa afuera de múltiples pocillos

18. POZOS DE ALIVIO Es aquel que se perfora para controlar un pozo en descontrol, mediante el pozo de alivio se contrarresta las presiones que ocasionaron el reventón.

19. POZOS HORIZONTALES Los pozos horizontales se utilizan para intersectar una formación horizontalmente para una Mejor producción del depósito. La perforación horizontal aumenta el área superficial de contacto con la reserva.

20. POZOS MULTILATERALES Los pozos multilaterales tienen varios pozos correr lateralmente y procedente de uno agujero original

21. TIPOS DE TRAYECTORIAS

22. TIPOS DE POZOS Tipo I Tipo III Tipo II

23. TIPO I ( Incrementar-Mantener) La trayectoria tipo “ Slant ” consta de una sección vertical , seguida de una sección curva donde el ángulo de inclinación se incrementa hasta alcanzar el valor deseado, el cual es mantenido ( sección tangente o sección de mantener) hasta alcanzar el objetivo. Esta configuración se aplica usualmente en pozos de profundidad moderada, en regiones en las que la producción se encuentra en un solo intervalo y en las que no se requieren sartas intermedias de revestimiento, también se utiliza en pozos de mayor profundidad en los que se requiere mucho desplazamiento lateral

24. POZO TIPO “SIMPLE O SLANT ”

25. TIPO II ( Incrementar-Mantener-Disminuir ) La trayectoria tipo “S” esta formada por unasección vertical, seguida por un ángulo deinclinación que se incrementa hasta alcanzar el valor deseado, luego se tiene una sección recta(sección tangente o sección de mantener) , y por último se tiene una sección en la que se disminuye el ángulo para entrar verticalmente al objetivo . Por su geometría esta configuración puede traer algunos problemas durante la perforación y se utiliza principalmente para perforar pozos con intervalos productores múltiples, o en los que hay limitaciones impuestas por el tamaño y la localización del objetivo.

26. POZO TIPO “S”

27. TIPO III ( Incrementar-Mantener-Disminuir y/o Mantener ) La trayectoria tipo “S” modificada esta conformada por una sección vertical, un ángulo de inclinación que se incrementa hasta alcanzar el valor deseado , a continuación se tiene una sección recta (sección tangente o sección de mantener), seguida de una sección en la que se disminuye el ángulo parcialmente (menor al ángulo de incrementar) y por último se tiene una sección tangente o sección de mantener con cual se logra entrar de forma inclinada al objetivo.

28. TIPO IIII La trayectoria de incremento continuo consiste deuna sección vertical, continúa con un ángulo deinclinación el cual se incrementa hasta alcanzar elobjetivo .

29. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE CADA TRAYECTORIA

30. INSTRUMENTOS QUE SE UTILIZAN PARA MEDIR INCLINACIÓN Y DIRECCIÓN La posición relativa del pozo de acuerdo a la ubicación superficial se establece mediante la continua medición de inclinación y dirección. Los instrumentos que comúnmente se utilizan son : INCLINÓMETRO SENCILLO MAGNÉTICO INCLINÓMETRO MAGNÉTICO MÚLTIPLE GIROSCÓPICO SENCILLO GIROSCÓPICO MÚLTIPLE HERRAMIENTAS DIRECCIONALES Con la utilización de estos instrumentos se puede : Determinar la posición del pozo Orientar las herramientas para cambio de inclinación y dirección Determinar profundidades verticales de las diferentes formaciones Orientar pozos de alivio Evaluar las patas de perro a lo largo del pozo.

31. Inclinometro Magnetico Sencillo Todos los componentes del instrumento se encuentran a presión constante .   El péndulo indica la inclinación Un disco de vidrio provee la escala de inclinación La brújula define la dirección del pozo La inclinación, dirección y carga de la herramienta quedan registrados en papel sensible o en película fotográfica. Los inclinómetros magnéticos sencillos tienen rangos de inclinación. La medición de inclinación y dirección de los pozos es fundamental .   El tiempo empleado es de hasta el 10 % del tiempo que se requiere para perforar el pozo; por lo que esto ha motivado el desarrollo de instrumentos más sofisticados como el MWD y herramientas dirigibles.

32. Inclinometro Magnetico Multiple El principio de éste es el mismo que del sencillo. Se obtiene una serie de fotografías a profundidades definidas por el usuario; se deja caer el instrumento de tal forma que queda dentro del lastrabarrena antimagnético; el instrumento lleva un rollo de película el cual avanzará automáticamente en intervalos determinados. Existen herramientas electrónicas las cuales emplean computadoras para guardar la información. Este instrumento permite determinar toda la trayectoria mientras se realiza el viaje hacia superficie. Giroscopico Sencillo Este instrumento se utiliza cuando el hueco está entubado; cuando hay pozos cercanos entubados. El principio consiste en que el elemento rotatorio tenderá a mantener su posición original; “el instrumento se alinea en la superficie usualmente al norte geográfico ”. Una cámara fotográfica detectará el movimiento relativo del instrumento con respecto a escala fija. La corrección en la medición de este instrumento es necesaria debido a fuerzas balanceadas. Este instrumento se corre con cable. Giroscopico Multiple Cuando se cementa la tubería de revestimiento, se corre un giroscópico múltiple para determinar la trayectoria real del pozo .   “En forma similar al Inclinómetro magnético múltiple, se toman fotografías a profundidades determinadas mediante un sistema sincronizado” Se emplean monogramas de corrección por las fuerzas no balanceadas.

33. Herramientas Direccionales Durante casos críticos de cambio de dirección e inclinación del pozo es necesario monitorear continuamente estas variables, para poder orientar apropiadamente las herramientas desviadoras. Este tipo de información provee las herramientas direccionales .   Las ventajas de estas herramientas son :   Se ahorra tiempo El monitoreo es continuo Mejor control de cambio de trayectoria Orientación de la cara de la herramienta El instrumento emplea acelerómetros para medir inclinación y magnetómetros para medir dirección. Herramientas Direccionales de Tecnologia de Punta Telemetría (MWD Y LWD) Motor de Fondo y Sustituto Curvo Power drive Estas herramientas se emplean durante el inicio del incremento del ángulo (KOP) en la construcción de trayectoria de pozos laterales ( Sidetrack ). Se utilizan también para corrección de inclinación y rumbo de trayectoria

34. TELEMETRIA (MWD y LWD) MWD (MEASUREMENT WHILE DRILLING )   Las herramientas de MWD suministran información en tiempo real de medidas hechas cerca de la broca durante la perforación de un pozo, permitiendo que sean hechos ajustes al mismo, mientras la perforación está en progreso .   El MWD suministra información en tiempo real tal como : • Surveys que incluyen inclinación, azimuth , toolface y GR (Opcional). • Medidas de formación como GR, Resistividad, Densidad, Porosidad (LWD). • Información de parámetros de perforación como Peso sobre la broca y Torque enla broca (Opcional) • Herramienta toma datos en el fondo. • Los datos son transmitidos por el lodo. • El equipo de superficie decodifica la información de los sensores. • Entrega de Registros y datos direccionales al cliente.  

35. RELACIÓN ENTRE LOS DATOS DE MWD Y LWD   LWD esta íntimamente relacionado con MWD. Aunque los datos de estos dos tipos de herramientas puedan ser transmitidos en tiempo real, la resolución del LWD (la información es almacenada en la memoria de la herramienta) es mayor que en el caso del MWD (los datos del MWD pueden llegar a tener limitaciones en la transmisión de la información .)   COMPONENTES DEL SISTEMA DE MWD   • Sensores de superficie que miden parámetros de perforación. • Sensores para recibir la señal del MWD. • Un computador que decodifica la información de fondo. • Un computador que procesa, almacena y usa toda la información .   COMPONENTES DE LA HERRAMIENTA DE MWD • Suministra la energía para que las medidas se puedan tomar (Turbina ).   • Uno o más componentes que hacen la medida en fondo (Electrónica). • Un componente para producir y transmitir la señal de la medida a superficie (Modulador).  

36. FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SISTEMA DE MWD Los sensores adquieren los pulsos de presión generados por la herramienta en fondo y los convierten en señales eléctricas . Los computadores de superficie decodifican las señales eléctricas y las convierten de información digital en valores de ingeniería y datos Direccionales . Esta información es enviada a los direccionales para efectos de navegación y al Cliente para efectos de toma de decisiones críticas.

37. SURVEYS Los surveys son usados para determinar la orientación del pozo en el punto donde la herramienta está haciendo la lectura. Esto se hace midiendo el tamaño y la dirección de los campos magnético y gravitacional ejercidos sobre la herramienta de MWD LWD (LOGGING WHILE DRILLING) La tecnología de LWD consiste en tomar medidas de propiedades petrofísicas de la formación (saturación de hidrocarburos, litología) en la cara del pozo a medida que es perforado. D&M ofrece GR, Resistividad, Densidad y Porosidad representados gráficamente mediante registros.

38. USOS DE LWD Durante la perforación, el cliente usa los datos del LWD para tomar decisiones acertadas y rápidas acerca de: • Perforación direccional • Prevención de Peligros: Usando la información de registros se puede monitorear y mantener la presión en la cara del pozo   Después de la perforación el cliente usa los datos de LWD para evaluar la formación y tomar decisiones financieras tales como: • Producir el pozo • Abandonar el pozo • Perforar más pozos en la misma área.

39. INTERPRETACION DEL FUNCIONAMIENTO LWD

40. REGISTROS EN MEMORIA Los datos de LWD son también almacenados en memoria y procesados en superficie mostrando registros con mayor densidad de información, más variables y sin interferencias posibles propias de la transmisión en tiempo real.

41. RESISTIVIDAD Para entender un registro de resistividad se usan dos factores que ayudan analizar el volumen de investigación: • La profundidad de Investigación • La resolución Vertical

42. OTROS INSTRUMENTOS DE MEDICION PÉNDULO INVERTIDO (TOTCO ) Es uno de los más elementales y sencillos instrumentos con los que se puede detectar la desviación. Se basa en el principio del péndulo y sólo indica el grado de desviación sin mostrar el rumbo. Consta de tres partes principales: péndulo, disco y mecanismo de tiempo.

43. SINGLE SHOT Proporciona la información de una medida sencilla de inclinación y dirección del pozo, se corren en agujero descubierto, a través de la sarta de perforación, al cual debe instalársele un drill collar no magnético ( monel ), para que su lectura no sea afectada por el magnetismo natural de la Tierra, por la influencia magnética del acero de la sarta o por una tubería de revestimiento cercano ( Leynes , 2009). Consta de tres partes: un cronómetro o sensor de movimiento, una cámara y un indicador de ángulo.

44. MULTI SHOT Proporciona la misma información que un single shot , pero como su nombre lo indica, provee múltiples medidas de inclinación y dirección del pozo a distintas profundidades ( Leynes , 2009). Por lo general, el intervalo de tiempo para realizar cada medida es de 20 segundos. Se utiliza igualmente para agujeros descubiertos, por lo que al igual que el single shot , requiere de la presencia de un monel .

45. BHA DIRECCIONAL El PowerPak es un dispositivo direccional simple pero resistente, compuesto por una sección generadora de potencia, un dispo- sitivo de ajuste angular en superficie, un estabilizador y la mecha de perforación. OPTIMIZACION DE LA TRAYECTORIA La perforación direccional en los modos de deslizamiento y de rotación por lo Gral. da como resultado una trayectoria mas irregular y mas larga que la planificada (trayectoria roja). El uso de un sistema rotativo direccional elimina el modo de deslizamiento y produce un hoyo mas suave (trayectoria negra)

46. DISEÑOS ROTATIVOS DIRECCIONAL ES CARACTERIZADOS POR SU COMPORTAMIENTO ESTABLE. En los sistemas que dirigen la mecha (izquierda), la mecha se encuentra inclinada en relación con el resto de la herramienta para lograr la trayectoria deseada. En los sistemas que empujan la mecha (derecha) se aplica una fuerza contra el hueco con el mismo fin. Empuje de la mecha. El flujo de lodo impulsa tres patines externos atraves de una válvula de tres vías de disco rotativo. Los patines ejercen presión contra el hueco en el punto adecuado en cada rotación para alcanzar la trayectoria deseada.

47. CONFIGURACIONES DE LOS CONJUNTOS DE FONDO.- El sistema Power Drive se puede utilizar sin un sistema de comunicaciones en tiempo real (arriba), pero con una sonda de comunicación con respuesta rápida que permite establecer comunicación en tiempo real utilizando un collar flexible cuando se requiere un mayor incremento angula.

48. DESVIADOR DE PARED Actualmente estas herramientas son utilizadas comúnmente en pozos multilaterales y pueden ser de tipo recuperable o permanente. Desviador de pared recuperable. Constan de una cuña larga invertida de acero para guiar la barrena hacia el rumbo de inicio de desviación. Los ángulos para los cuales están diseñados estos desviadores, varían entre 1 y 5 grados; en su parte inferior tienen una especie de punta de cincel para evitar que giren cuando la barrena está trabajando. En la parte superior de la barrena, se instala un lastrabarrena o porta barrena , el cual permite recuperar el desviador.

49. DESVIADOR DE PARED Desviador de pared permanente. Estos desviadores se colocan en agujeros ademados (donde existan obstrucciones por colapso de la T.R.) o en agujeros descubiertos que contengan un medio donde asentarlo (un tapón de apoyo o un pescado con media junta de seguridad). Comúnmente, se coloca con un conjunto compuesto por un molino, un orientador y tubería extra pesada. Una vez orientada la herramienta se le aplica peso y se rompe el pasador que une el desviador con el molino, girando lentamente la sarta de molienda. Este tipo de desviador sigue siendo utilizado sobre todo en pozos con accidentes mecánicos.

50. BARRERA DE CHORRO Este barrena era utilizada para desviar en formaciones suaves, aunque con resultados erráticos y generando patas de perro severas (figura 92). Una barrena convencional se utiliza para desviar pozos en el tipo de formaciones mencionado. Esto se logra taponando dos de las toberas y dejando las tercera sin tobera o con una de diámetro muy grande. Esta última se orienta en la dirección a la cual se desea desviar, despues se ponen en funcionamiento las bombas, moviendo hacia arriba y hacia abajo la tubería de perforación; la acción hacia abajo la tubería de perforación; la accion del chorro deslava materialmente a la formación. Una vez fijado el curso apropiado, se gira la sarta y la barrena tiende a seguir el camino de menor resistencia formado por la sección deslavada.

51. CODOS DESVIADORES (BENT SUB) Se corren en la parte superior de un motor de fondo y son elementos de tuberia de doble piñon , el cual se conecta de manera normal a la sarta a traves de su extremo superior y el extremo inferior esta maquinado con un angulo de desviación fuera del eje del cuerpo (fig. 93). Estos elementos le proporcionan un ángulo a la sarta para poder perforar, generalmente a bajos ritmos de incremento. Solo pueden ser utilizados sin rotar (deslizando). Su uso ya no es común debido al advenimiento de los aparejos dirigibles.

52. JUNTA ARTICULADA A esta herramienta se le conoce también como unión articulada o rodilla mecánica. Este conjunto se basa en el principio de la unión universal, la parte puede girarse a un cierto ángulo de inclinación Figura 94.

53. http://www.slideshare.net/DiegoMartiinez/herramientas-y-equipos-de-perforacion-conceptos-basicos http://fi.biblio.umsa.bo/cgi-bin/koha/opac-search.pl?op=do_search&field_name1=subject&field_value1=PETROLEO,%20PERFORACION%20DE%20POZOS http://es.scribd.com/doc/23593341/PERFORACION-DIRECCIONAL http://es.scribd.com/doc/47213665/Perforacion-Direccional-Guia-Practica-1 http://es.scribd.com/doc/20114904/Principios-de-Perforacion-Direccional-y-Horizontal BIBLIOGRAFIA

54. Introducción a la Perforación Direccional, Ignacio Gorgone , Departamento de Diseño Mexico y Centroamerica (Schlumberger). Perforación Direccional, Sperry-Sun , Cmtoti Blogspot . Drilling 101, Drilling of a Natural Gas Well and Natural Gas Production in the Piceance Basin Doug Dennison Garfield County Oil & Gas Liaison. www.oilfield.slb.com/media/resources/oilfieldreview www.catalanadeperforacions.com El abece del petróleo y del gas. Molina, Patricio; "Trabajo práctico para Técnicas Energéticas: Perforación Direccional". Introduction to Directional Drilling , Subject Matter Experts : Raymond de Verteuil and Iain McCourt Sugar Land Learning Center 1998, revised 2001. Métodos de la perforación, Evaluación petrolera y métodos de explotación en la cuenca de burgos . BIBLIOGRAFIA

55. MUCHAS GRACIAS …