Perforación

1. Aplicaciones de la Perforación Rotatoria.

Las diferentes prácticas de perforación de hoyos han permitido optimizar las técnicas aplicadas a estas para que hoy en día sean mucho más eficaces

1.1 El hoyo o pozo vertical.

No es fácil mantener el hoyo en rigurosa verticalidad desde la superficie hasta la profundidad final, mientras más profundo esté el yacimiento petrolífero, más control exigirá la trayectoria de la mecha para mantener el hoyo recto. Esta verticalidad se ve afectada por factores mecánicos y geológicos.

Factores Mecánicos.

• Características, diámetros y pesos de la sarta de perforación.

• Tipo de mecha.

• Velocidad de rotación de la sarta.

• Peso sobre la mecha.

• Tipo y propiedades del fluido de perforación.

• La hidráulica para garantizar la limpieza del fondo del hoyo y el transporte del ripio hasta la superficie.

Factores Geológicos.

Tienen que ver con la clase y constitución del material de las rocas, grado de dureza; el buzamiento o inclinación. Por tanto, es necesario verificar cada cierto tiempo y a intervalos determinados la verticalidad convencional del hoyo, mediante registros y análisis de los factores mencionados. En la práctica se acepta una cierta desviación del hoyo. Desde los comienzos de la perforación rotatoria se ha tolerado que un hoyo es razonable y convencionalmente vertical cuando su trayectoria no rebasa los límites del perímetro de un cilindro imaginario, que se extiende desde la superficie hasta la profundidad total y cuyo radio, desde el centro de la mesa rotatoria, toca las cuatro patas de la cabria.

1.2 El pozo direccional.

La perforación direccional es el proceso de direccionar el pozo a lo largo de una trayectoria a un objetivo predeterminado. El control de la desviación es el proceso de mantener el pozo con unos límites preestablecidos relacionados al ángulo de inclinación.

Se trata de perforar en localizaciones inaccesibles: son aquellas áreas donde se encuentra algún tipo de instalación, edificación, comunidades, zonas urbanas o por condiciones naturales (lagunas, ríos, montañas, etc).

1.3 Aplicaciones de la perforación direccional

Existen varias razones que hacen que se programen pozos direccionales, estas pueden ser planificadas previamente o por presentarse problemas en lasa operaciones que ameriten un cambio de programa en la perforación. Las más comunes son las siguientes:

• Localizaciones inaccesibles: Son aquellas áreas a perforar donde se encuentra algún tipo de instalación o edificación (parque, edificio), o donde el terreno por condiciones naturales (lagunas, ríos, montañas) hacen difícil su acceso.

• Domo de sal: Donde los yacimientos a desarrollar están bajo la fachada de un levantamiento de sal por razones operacionales no se desee atravesar el domo.

• Formaciones con fallas: Donde el yacimiento esta dividido por varias fallas que se originan durante la compactación del mismo.

• Múltiple pozo con una misma plataforma: Desde la plataforma se pueden perforar varios pozos para reducir el costo de la construcción de plataformas individuales y minimizar los costos por instalación de facilidades de producción.

• Pozo de alivio: Es aquel que se perfora para controlar un pozo en erupción. Mediante el pozo se contrarresta las presiones que ocasionaron el reventón.

• Desarrollo múltiple de un yacimiento: Cuando se requiere drenar el yacimiento lo mas rápido posible o para establecer los limites de contacto gas/petróleo o petróleo/agua.

1.4 Conceptos económicos y aplicaciones técnicas avanzadas de pozos desviados.

Las empresas petroleras comenzaron en varios países a obtener buenas respuestas a sus esfuerzos en la adopción de nuevos conceptos económicos y aplicaciones avanzadas de los pozos desviados. Algunas de las razones serian: la posibilidad de obtener más producción por pozo; mayor producción comercial acumulada por yacimiento; fortalecimiento de la capacidad competitiva de la empresa en los mercados y, por ende, aumento de ingresos con menos inversiones, costos y gastos de operaciones corriente arriba del negocio petrolero. La macolla de pozos permite reducir el área requerida para las localizaciones ya que desde un solo sitio se pueden perforar varios pozos. Además, se logran economías en construcción de caminos, en instalaciones, en utilización del transporte de carga y personal y posteriormente se economiza en vigilancia e inspección de pozos por estar éstos en un solo punto. La perforación rotatoria normal permite penetrar verticalmente el estrato petrolífero pero la capacidad productiva del pozo depende del espesor del estrato, además de otras características geológicas y petrofísicas. Así que en igualdad de condiciones, la capacidad de producción del pozo está muy relacionada con el espesor del estrato, por lo que a más espesor más producción. Planteada así la cuestión, la respuesta la dio la perforación direccional o desviada como método para penetrar más sección productiva en el mismo estrato.

1.5 Apreciaciones y cambios resultantes de la nueva tecnología en perforación

La nueva tecnología en perforación, La necesidad de extender muchísimo más allá de 900 metros, el desplazamiento del hoyo desviado con respecto a la trayectoria vertical del pozo normal ha producido varias innovaciones en la tecnología de perforación. Es importante mencionar los varios factores que deben ser atendidos en este tipo de operaciones:

• En primer término está la ubicación del objetivo que desea alcanzarse, en tierra o costafuera; y la selección del tipo de pozo más apropiado: desviado, ultradesviado, inclinado u horizontal.

• El tipo de taladro requerido dependerá de la trayectoria del pozo y de las condiciones y características de la columna geológica que se perforará, sus aspectos petrofísicos y la profundidad final.

• La profundidad del objetivo guiará la elaboración del plan de perforación y las especificaciones e instrumentos para los siguientes aspectos de la perforación.

• Diámetro y tipo de barrenas para las respectivas profundidades del hoyo primario, de los hoyos intermedios y del hoyo final.

• Composición de la sarta de perforación: barrena, lastrabarrena, estabilizadores, substitutos, tubería de perforación, junta Kelly.

1.6 Apreciaciones sobre los parámetros del hoyo horizontal.

La desviación fortuita del hoyo, resultante de las condiciones geológicas de las formaciones y de los factores mecánicos de la perforación, hizo tomar nota a los petroleros de la utilidad de hacer intencionalmente un pozo desviado, técnica que se comenzó a perfeccionar desde 1930 y se utiliza ventajosamente para determinadas situaciones.

• El pozo vertical atraviesa todo el espesor de la formación, mientras que en el horizontal la barrena penetra por el centro del espesor de la formación hasta la longitud que sea mecánicamente aconsejable.

• El ángulo de penetración del hoyo horizontal en la formación tiene que ver con la facilidad de meter y sacar la sarta de perforación del hoyo.

• A medida que la longitud del hoyo horizontal se prolonga, la longitud y el peso de la sarta que descansa sobre la parte inferior del hoyo son mayores. Esto crea más roce, más fricción, más esfuerzo de torsión y más esfuerzo de arrastre al extraer la sarta de perforación.

• En el hoyo vertical, el desplazamiento del flujo del gas y/o petróleo del yacimiento hacia el pozo es radial.

1.7 El hoyo de diámetro reducido.

Esta creatividad se aplica en las operaciones con propósitos de hacer el trabajo economizando recursos y obteniendo más provecho. Tal es el caso de la perforación de hoyos de diámetro reducido, o sea los de diámetro igual o menor de 178 milímetros, o equivalente a barrenas de 7 o menos pulgadas. La utilización de este método es muy efectiva en exploración para pozos de cateo y para la obtención de núcleos continuos para determinar las características y estratigrafía de los estratos en pozos someros y hasta bastante profundos, unos 1.800 metros. Sin embargo, aunque la técnica no es nada nueva, proviene de la minería, su aplicación en la industria petrolera no ha progresado mucho pero tampoco ha sido descartada ya que en ocasiones surge interés por experimentar más y perfeccionar más sus aplicaciones.

2. Sartas de Revestimiento y Cementación.

Es uno de los varios renglones de la perforación más ligados a la seguridad del hoyo durante las operaciones y posteriormente durante las tareas de terminación del pozo y su vida productiva. Durante la inserción de la tubería en el hoyo ésta puede atascarse y ocasionar serios problemas que pueden poner en peligro la integridad y utilidad del hoyo. De igual manera pueden presentarse serios problemas durante la cementación de la sarta por pérdida de circulación o por imposibilidad de bombear el fluido de perforación o el cemento por obstrucciones en el hoyo. Los revestidores y su cementación pueden representar entre 16 y 25 % del costo de perforación, de acuerdo al diámetro, longitud y otras propiedades físicas de cada sarta de tubos.

2.1 Funciones de las sartas.

Para garantizar el buen estado del hoyo y asegurar la continuidad eficaz de la perforación, las sartas de revestimiento cumplen las siguientes funciones:

• Evitan el derrumbe de estratos someros deleznables.

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