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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Captulo 1 Razones para Tomar Registros Direccionales Se toman
registros para: permitir los clculos de las coordenadas del pozo a
diferentes profundidades, especificando con precisin la trayectoria
del pozo y la posicin actual. medir la inclinacin y la direccin en
el fondo del pozo y determinar por tanto hacia donde se dirige el
pozo. determinar la orientacin del toolface de las herramientas de
deflexin o de los sistemas dirigibles. localizar patas de perro
(dog leg) y permitir calcular los valores de la severidad del dog
leg. Se Necesita Saber el Curso Preciso de un Pozo para: conseguir
el objetivo de las reas geolgicas. evitar colisiones con otros
pozos, especialmente al perforar desde una plataforma. definir el
objetivo de un pozo de alivio en el caso de un reventn. dar una
mejor definicin de los datos geolgicos y de reservorio para
optimizar la produccin. cumplir con los requisitos legales
localmente.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Qu Miden los Instrumentos de Registros Direccionales? La mayora
de las herramientas de registros miden la inclinacin y la direccin
del pozo a una profundidad determinada.
La medicin de la Direccin de un pozo se puede expresar en varios
formatos. Los dos ms usados en perforacin y registros direccionales
son: 1. Cuadrante 2. Azimuth
Por ejemplo, el mtodo del Cuadrante expresa la direccin de la
siguiente forma:
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N 45 O S 38 O N 63 O etc. Esta es la manera como se leera una
brjula magntica estndar. Y el mtodo del Azimuth expresa las
direcciones como: 45 142 297 etc.
Este mtodo toma la direccin y la expresa como si se tomara una
circunferencia y se mide de 0 -360, medida en el sentido de las
agujas del reloj desde el Norte como referencia. El azimuth es ms
lgico y fcilmente manejable en los clculos. Para necesidades
especficas de los clientes se encuentra disponible el mtodo del
cuadrante. Definiciones La inclinacin de un pozo en un punto dado
es el ngulo entre el eje axial del pozo y la vertical representada
por una plomada. El azimuth de un pozo en un punto dado es la
direccin del pozo medido en un plano horizontal, (0-360) en el
sentido de las agujas del reloj
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
tomado como referencia el Norte. Estos dos componentes, junto
con la profundidad, se usan para calcular las coordenadas de la
trayectoria del pozo. Las excepciones a lo anterior son los
Sistemas de Navegacin Inercial. Este tipo de herramienta mide los
componentes de la aceleracin a lo largo de tres ejes cuando la
herramienta se mueve. Las aceleraciones medidas se integran dos
veces con respecto al tiempo para obtener primero velocidades y
luego desplazamientos. Estos desplazamientos son las coordenadas
del pozo.
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Capitulo 2
2 Tipo de Surveys Instrumentos de Survey Comnmente utilizados.
1. Single Shot Magntico Los instrumentos magnticos de registros
direccionales utilizan una brjula para medir la direccin del pozo
con respecto al norte magntico. Los instrumentos magnticos
determinan tanto la direccin como la inclinacin utilizando una
plomada o arco de desviacin diseados para buscar el lado bajo del
pozo. Para medir la inclinacin y la direccin, la cmara del
instrumento fotografa la posicin de la plomada con respecto a un
indicador calibrado de ngulos y con respecto a una brjula. Estos
parmetros junto a la profundidad medida de la estacin de registros
direccionales se usan para calcular la posicin del pozo. Las
registros direccionales de single shot, que fotografa el
instrumento en una nica posicin a menudo se usan para seguir el
progreso de la barrena mientras se realiza la perforacin. La brjula
de un instrumento de registros direccionales se coloca en un drill
collar no magntico (non-magnetic drilling collar, NMDC) para
aislarla de la interferencia de la sarta de perforacin. La ubicacin
del instrumento dentro de la NMDC vara con la direccin del pozo, la
latitud y la herramienta de fondo. Las lecturas magnticas de
registros direccionales se deben ajusta por la diferencia entre el
Norte magntico local y el Norte Verdadero o el Norte de Mapa. El
tamao de la correccin vara geogrficamente y con el tiempo.
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2. Giroscopio de Toma nica (single shot) Las herramientas de
registros direccionales que utilizan brjulas magnticas para medir
la direccin no se pueden usar en pozos revestidos ya que la
presencia del revestimiento de acero originar lecturas errneas.
Esto puede ocurrir tambin cuando se hacen registros direccionales
en un pozo abierto donde hay cerca pozos revestidos. Cuando se
comienza a perforar un pozo direccional desde una plataforma con
pozos mltiples, una herramienta magntica de toma nica puede no ser
confiable debido a la proximidad de pozos adyacentes. Bajo estas
circunstancias, se reemplaza la brjula magntica por una brjula
giroscpica que no est afectada por la presencia de campos
magnticos. Esta configuracin de herramienta se conoce como un
giroscopio de toma nica giroscopio.doc
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3. Multitomas Magnticas (Multishots) Los registros direccionales
de multitomas dan una mejor idea de la trayectoria del pozo. Este
tipo de registros direccionales generalmente se corre cuando se
saca el aparejo de perforacin, o bien por un cambio de broca o por
un viaje de limpieza. Como su nombre lo indica, se toma una sucesin
de registros direccionales a intervalos regulares de profundidad
(tpicamente la longitud del aparejo) a travs de la seccin del pozo
abierto. La herramienta se coloca en el pozo dentro de un NMDC
junto con la herramienta de fondo el cual sienta sobre un
sostenedor tipo totco. Hay dos tamaos disponibles de instrumentas
correspondientes a los dos tamaos de herramienta de fondo. El
instrumento estndar multitomas cabe dentro del mismo barril de 1,75
OD que se usa para los de toma nica (single shot) tipo R. Este no
es el barril que se usa para los de toma nica tipo E, ya que el
aparato multitomas es considerablemente ms largo que los de tipo E
de toma nica. Sin embargo, las otras partes del aparejo de corrida,
i.e., espaciadores, etc., son comunes en ambos sistemas. Los
protectores de calor estn disponibles para ambos sistemas, el
estndar y el mini magntico. Ejemplo de pelcula multitomas con una
serie de tomas de registros direccionales
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4. Giroscopio Multitomas (multishot) Una vez que se corre una
sarta de revestimiento, la trayectoria del pozo revestido se puede
obtener con un giroscopio multitomas. El giroscopio multitomas se
corre con wireline y los registros direccionales se hacen mientras
se baja la herramienta en el pozo. Esto se hace para reducir el
error causado por la variacin de giro del giroscopio, la cual es
significativa sobre perodos de tiempo largos. Los cambios de
rotacin en el giroscopio no aumenta uniformemente con el tiempo.
Para corregir los resultados de los registros direccionales por el
efecto de cambio de rotacin del giroscopio, se hace una serie de
chequeos de variacin del giroscopio mientras se baja y se saca la
herramienta del pozo. El giroscopio se mantiene estacionario por
unos minutos, tomando una serie de fotografas del mismo punto. Se
puede construir una tabla de correcciones por variacin para ajustar
las lecturas iniciales.
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3. Seeker (Buscador) En el seeker, se monta un giroscopio de
niveles en un montaje giratorio con un nico acelermetro. El
giroscopio mide el nivel de rotacin de la tierra en cada estacin de
registros direccionales y el acelermetro mide la fuerza de
gravedad. Esta informacin se transmite a la superficie va wireline
donde el computador del sistema determina la direccin del pozo
independientemente para cada estacin. El seeker no necesita
orientacin de superficie, lo cual acelera la toma de registros y
elimina una fuente potencial de error en los registros
direccionales. Adems, el giroscopio de tasa de giro no est sujeto a
variaciones del giroscopio convencional, haciendo innecesarios los
chequeos y las correcciones de desviacin. Girando el paquete de los
sensores en cada estacin, la herramienta permite que las mediciones
del giroscopio y el acelermetro promedien la seal, aumentando la
precisin de la registros direccionales. El barril estndar de OD de
2 del seeker permite registros direccionales en tubera de
perforacin, pozos profundos y tubera de produccin, convirtindolo en
una de las herramientas de registro ms precisas y verstiles
disponibles. 4. Herramienta MWD, es una herramienta de registro
direccional que toma datos y otros parmetros mientras se est
perforando. La herramienta MWD fue hecha como parte del BHA. La
medicin de datos se realiza utilizando magnetmetros, los cuales
miden los componentes
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del campo magntico terrestre, y acelermetros los que miden los
componente de la fuerza gravitacional. Los datos crudos son
transmitidos a la superficie como pulsos de presin a travs del
fluido de perforacin. Estos pulsos de presin representan unos y
ceros binarios. La herramienta MWD no es solamente utilizada para
orientar, si no tambin para tomar surveys a intervalos regulares
mientras se est perforando.
Herramienta MWD, pulser Pilot
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Navigamma
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7. El Ring Laser Inertial Guidance Surveyor (RIGSTM)
(Localizador Anular con Gua Inercial por Laser)
Es un sistema de registros direccionales de alta velocidad y
alta precisin que obtiene datos continuamente mientras el
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
sensor se mueve en el pozo. El RIGS es un sistema de navegacin
inercial de tres ejes. Con la ayuda de tcnicas avanzadas de medicin
por wireline, su precisin es de 1 a 2 pies / 1.000 pies de pozo
registrado, con un mximo error horizontal de 2,6 pies / 1.000 pies.
Los resultados son tres veces ms precisos y se completan en la
mitad del tiempo de los registros direccionales convencionales con
giroscopio de niveles. El sistema RIGS alcanza su mayor nivel de
precisin combinando tecnologa de navegacin inercial con un
sofisticado modelo matemtico con tcnicas avanzadas de medicin por
cable fino. El RIGS no es slo extremadamente preciso, sino que
tambin es la manera ms rpida de sondear un pozo revestido con
revestimiento de 7 pulgadas como mnimo. Clasificacin de Sistemas de
Survey La clasificacin mas obvia de surveys son: los magnticos y
los giroscpicos, los primeros tienen sensores que detectan el campo
magntico terrestre y utilizan el Norte Magntico como referencia y
los segundos que usan giroscopio para proveer una direccin de
referencia. Otra forma importante de clasificar los Registros
Direccionales son: Los que nos dicen a donde el pozo esta
dirigindose Magnetic Single Shot Gyro Single Shot1 Wireline
Steering Tool Herramientas MWD Los que nos dicen a donde el pozo se
dirigi Magnetic Multishot (including EMS) Gyro Multishot2 Inertial
Navigation Systems3
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Capitulo 3
Principios de MWD 1. Tres Tipos Bsicos de Telemetra Positive Mud
Pulse Telemetry Positive mud pulse telemetry (MPT) uses a hydraulic
poppet valve to momentarily restrict the flow of mud through an
orifice in the tool to generate an increase in pressure in the form
of a positive pulse or pressure wave which travels back to the
surface and is detected at the standpipe.
Figure 2-1 Positive Mud
Pulse Telemetry
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Negative Mud Pulse Telemetry Negative MPT uses a controlled
valve to vent mud momentarily from the interior of the tool into
the annulus. This process generates a decrease in pressure in the
form of a negative pulse or pressure wave which travels back to the
surface and is detected at the standpipe.
Figure 2-2 Negative Mud
Pulse Telemetry Continuous Wave Telemetry Continuous wave
telemetry uses a rotary valve or mud siren with a slotted rotor and
stator which restricts the mud flow in such a way as to generate a
modulating positive pressure wave which travels to the surface and
is detected at the standpipe.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Figure 2-3 Continuous Wave
Telemetry 2. Other Telemetry Types Electromagnetic Telemetry The
electromagnetic telemetry (EMT) system uses the drill string as a
dipole electrode, superimposing data words on a low frequency (2 -
10 Hz) carrier signal. A receiver electrode antenna must be placed
in the ground at the surface (approximately 100 meters away from
the rig) to receive the EM signal. Offshore, the receiver electrode
must be placed on the sea floor. Currently, besides a hardwire to
the surface, EMT is the only commercial means for MWD data
transmission in compressible fluid environments common in
underbalanced drilling applications. While the EM transmitter has
no moving parts, the most common application in compressible fluids
generally leads to increased downhole vibration. Communication and
transmission can be two-way i.e. downhole to
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
uphole and uphole to downhole. The EM signal is attenuated with
increasing well depth and with increasing formation
conductivity.
Figure 2-4
Electromagnetic Telemetry
Acoustic Transmission Acoustic transmission systems can be
described as active or passive. An active acoustic system generates
a downhole sonic telemetry signal which propagates up the drill
string. Though data rates are generally very high, significant
attenuation of the acoustic signal occurs at drillpipe
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
connections. Thus, repeaters (acoustic amplifiers) are often
required in the drill string as well depth increases. Passive
acoustic systems make use of pre-existing downhole acoustic energy
(such as bit noise) as a seismic energy source for seismic while
drilling measurements. Fluidic Vortex The fluidic pulser generates
a vortex within a chamber by momentarily restricting the mud flow,
thus creating a turbulent flow regime. The resulting change in
pressure loss can be switched on and off rapidly, circa 1
millisecond, and the resultant pressure wave created can be of high
amplitude (145 psi).
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Capitulo 4 Referencias en los Registros Direccionales de Pozos
Con la excepcin de los sistemas de navegacin inercial, todos los
sistemas de registros direccionales miden la inclinacin y el
azimuth a ciertas profundidades (profundidades medidas a lo largo
del pozo). Estas medidas se deben llevar a sistemas fijos de
referencia para que la ruta del pozo se pueda calcular y registrar.
Los sistemas de referencia usados son: Referencias de profundidad
Referencias de inclinacin Referencias de azimuth Referencias de
Profundidad Hay dos clases de profundidades: La profundidad medida
o a lo largo del pozo es la distancia medida a lo largo de la
trayectoria del pozo desde el punto de referencia en la superficie
hasta el punto del registros direccionales. Esta profundidad
siempre se mide de alguna manera, es decir, por conteo de tubera o
el contador de profundidad del wireline. La Profundidad Vertical
Verdadera (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. En la
mayora de las operaciones de perforacin la elevacin de la Mesa
Rotatoria (Rotary Table, RT) se usa como la referencia de
profundidad medida (Working Depth Reference, BRT o RKB). Tambin se
conoce como elevacin del piso de la torre de perforacin. Para la
perforacin en plataformas flotantes la elevacin de la mesa
rotatoria no es constante y, por lo tanto, se usa una
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
elevacin promedio. Para comparar pozos individuales en el mismo
campo, se debe definir y usar una referencia comn. Cuando se
perfora un pozo de alivio hacia un pozo reventado, la diferencia en
elevacin entre las cabezas de pozo debe ser conocida con precisin.
Costa afuera, se utiliza a veces el nivel promedio del mar. Las
variaciones entre el nivel real del mar y el nivel promedio pueden
medirse o se pueden leer en una tabla de mareas. Referencias de
Inclinacin La inclinacin de un pozo es el ngulo (en grados) entre
la vertical local y la tangente al eje del pozo del pozo en un
punto particular. La convencin establece que 0 es vertical y 90 es
horizontal. La referencia vertical es la direccin del vector local
de gravedad como lo indicara, por ejemplo, una plomada. Referencias
de Azimuth En registros direccionales hay tres sistemas de
referencias de azimuth: Norte Magntico Norte (Geogrfico) Verdadero
Norte Cuadrcula o Norte de Mapa Todas las herramientas de tipo
magntico dan una lectura de azimuth referida al Norte Magntico. Sin
embargo, el Norte Magntico cambia constantemente: por lo tanto, los
clculos de coordenadas finales siempre estn referidos al Norte
Verdadero o al Norte Cuadrcula o Norte de Mapa para obtener una
referencia estable. Norte Verdadero (Geogrfico) Esta es la direccin
del Polo Norte geogrfico, la cual cae en el eje de rotacin de la
Tierra. La direccin se muestra en los mapas por los meridianos de
longitud
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Norte Cuadrcula o Norte de Mapa (Grid North) Durante las
operaciones de perforacin, se trabaja sobre una superficie curva,
i.e. la superficie terrestre, pero cuando se calculan coordenadas
en el plano horizontal se asume que se est trabajando en una
superficie plana. Obviamente, no es posible representar exactamente
parte de la superficie de una esfera sobre un plano de pozo. Hay
que corregir las medidas. Los principales sistemas de proyeccin se
describen en el Capitulo 6.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Capitulo 5
4 Magnetismo
El magnetismo puede afectar severamente en la precisin de la
perforacin de un pozo. Una comprensin de los principios que
gobiernan el magnetismo ayuda al perforador a tratar con sus
efectos. 1. Introduccin La mayora de las herramientas utilizada
para proporcionar los registros mientras-perfora y muchos de
aqullos para proveer los registros para despus-de-la perforacin o
los surveys definitivos hacen uso del campo magntico de la Tierra
para proporcionar una direccin de la referencia.
Desafortunadamente, el campo magntico de la Tierra no es estable y
nuestros instrumentos se pondrn bajo la influencia de otros campos
magnticos que la Tierra. Por esta razn, un conocimiento bsico de
magnetismo en general y ms especficamente el geomagntismo, ayudar
entender la funcin y limitaciones de instrumentos magnticos. Tambin
ayudar en la apreciacin de cmo aumentar al mximo la actuacin de
estas herramientas usando los
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
procedimientos del campo correctos y cmo, en algunos casos,
podemos corregir los datos corrompidos matemticamente. Magnetismo
El magnetismo es una forma de energa causada por movimiento de
electrones en algunos materiales. Los campos magnticos pueden
representarse visualmente por imaginarias lneas de fuerza en el
espacio, que rodea un imn. Estas lneas de fuerza se cree que es
causado por los grupos de tomos llamados los dominios o dipolo, en
algunos materiales, los dipolos se alinean cuando el material se
pone en un campo magntico 2. Magnetic Field A magnetic field can be
illustrated by directional lines (see Figure 4-1) which represent
the magnitude and direction of the field of force. The number of
lines represent intensity.
Bar Stationary Bar If a soft iron bar is inserted into a
magnetic field, the magnetic lines will flow through it since iron
is an easier path than air. This causes a concentration of magnetic
forces and poles will be formed at each end of the bar. Poles are
formed in relation to the path taken through the bar. Flow is from
negative (South) to positive (North). See Figure 4-2.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
S N Figure 4-2 The Effect of a Stationary Iron Bar on a Magnetic
Field Rotating Bar Poles are strongest when concentrated into a
small area; therefore, the poles become weaker as the bar is
rotated in the field (see Figure 4-3). The strongest poles occur
when the bar is parallel to the lines as shown in Figure 4-1).
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
3. Medicin C
ampo M
agntico
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
4. Dip M
agntico
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
5. Analisis Vectorial
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Programas para calcular la declinacin magntica
..\..\..\..\Archivos de programa\Geomagix\Geomagix.exe
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
7. INTERFERENCIA MAGNTICA
La herramienta de Survey puede ser afectada por numerosas
causas, particularmente de la SARTA DE PERFORACIN.
Cercana de pozos entubados. Cercana de pescas si es que se ha
realizado un sidetrack. Depositos Magnticos tales como hierro en la
formacin. Tormentas electricas en la formacin atmosfrica. La misma
plataforma de perforacin ( a profundidades someras).
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
MAGNETIZACIN INDUCIDA
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. M
olina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
En cuanto la sarta se acerque a la horizontal, la componente
horizontal del Campo de Error Axial (Hz) incrementa.
La medida del azimut es una combinacin del Campo de Error Axial
y el componente horizontal del Campo Magntico Terrestre.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
8. ESPACIAMIENTO MAGNTICO
APLICAR REGLAS DE DEDO PARA CALCULAR EL ESPACIAMIENTO DEL SENSOR
CON LOS NMDCs DISPONIBLES.
1. Se debe considerar cuanto de acero tenemos por debajo de
la
seccin NM. Corto.- Menor a 9 pies de acero ............altura
del sensor ~ 33% de la long. total de la seccin NM. Intermedio.-
Entre 9 y 20 pies de acero..... altura del sensor entre 40-45% de
la long. total de la seccin NM. Mayor a 20 pies de acero.....
altura del sensor entre 45-50% de la long. total de la seccin
NM.
2. No posicionar el sensor magntico a menos de 6 pies (2 m) de
una junta.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
USO DEL MAGCAP 2.MAGCAP 2.xls
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Capitulo 6
Sistemas de Coordenadas
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Coordenadas Geogrficas
La tierra: No es una esfera perfecta Asumir un elipsoide (o
Esferoide) para propsitos de mapeo. Dos ejes: eje de rotacin y eje
ecuatorial. El eje de rotacin es mas corto que el eje ecuatorial.
El polo norte geogrfico (Norte Verdadero) es el punto donde
el eje de la tierra corta la superficie en el hemisferio norte.
El norte verdadero es la referencia absoluta para mapeo. Los punto
en la Tierra pueden ser identificados con latitud y
longitud y un elipsoide especfico.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Latitud
:
Latitud Una de las dos coordenadas necesarias para definir un
punto
en la superficie terrestre. Da el desplazamiento angular, norte
o sur del Ecuador. Mide 0 en el ecuador , 90 en cada polo. Un grado
es alrededor de 70 millas.
Paralelos: Lneas que representan grados de latitud Unin de
puntos de la misma latitud
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Longitud
Longitud:
La otra coordenada necesaria para definir un punto en la
superficie terrestre
Da un desplazamiento angular este o oeste de Greenwich,
Inglaterra
Mide 0 a 180 este y 0 a 180 oeste de Greenwich, Inglaterra
Meridiano:
Corre de norte a sur, de polo a polo Cada meridiano une puntos
de la misma longitud Cada 15 corresponde a 1 hora de diferencia en
tiempo (360 de
rotacin corresponde a 24 horas)
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Unidades de las Coordenadas Geogrficas
Con este Sistema, la Latitud y Longitud son expresadas en:
Grados () Minutos() Segundos() Se deber utilizar lo mas cercano a
0.0001 segundos.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Diferencia en mtodos Standard Mercator causa distorcin en los
polos. Transverse Mercator (UTM) minimiza la distorcin cerca de
los
polos. UTM es preferido por alrededor de 60 pases alrededor del
mundo.
UTM puede ser solamente usado entre Latitud 84N y Latitud 80S,
mas arriba o abajo un diferente tipo de proyeccin debe ser usada
Mercator Transversal Universal (UTM) En la proyeccin mercator
transversal la superficie del esferoide escogido para representar
la tierra se envuelve en un cilindro que toca al esferoide en un
meridiano escogido. (Un meridiano es un crculo alrededor de la
Tierra que pasa por ambos polos geogrficos). Los meridianos de
longitud
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
convergen hacia el Polo Norte y por lo tanto no producen una
coordenada rectangular. Las lneas de la cuadrcula sobre un mapa
forman un sistema rectangular, la direccin hacia el norte la
determina un meridiano de longitud especfico. Esta direccin se
llama Norte Cuadrcula o Norte de Mapa. Es idntica al Norte
Verdadero solamente para el meridiano especfico.
La relacin entre el Norte Verdadero y el Norte de Mapa est
indicada por el ngulo a en la figura. La convergencia es el ngulo
entre el norte cuadrcula o norte de mapa y el norte verdadero para
la posicin considerada.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Configuracin de las zonas y Coordenadas Grid
Zonas numeradas de 1 a 60, la zona 1
o
o Las zonas numeradas incrementan al este.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
La Convergencia UTM y los hemisferios
o El norte verdadero en cualquier punto se alinea con la lnea
longitudinal a travez de ese punto.
o En el hemisferio norte, el norte verdadero apunta hacia el
centro, hacia el meridiano central.
o En el hemisferio sur, el norte verdadero apunta hacia afuera
del meridiano central.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Revisando nuestra UTM Grid Convergence
GC = sen (lat) x (Long. C. M.) Tomar en cuenta los signos:
Latitud Sur (-) Longitud Oeste (-)
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Para evitar eastings negativos:
El Meridiano Central tiene asignado un valor de easting de
500,000 m.
Ejemplo: Un Punto 100,000 m al oeste del M.C. tiene un easting
de 400,000 m.
En la parte mas ancha (el ecuador) tiene alrededor de 600,000
m.
El rango de los valores Easting van de alrededor de 200,000 m a
800,000 m.
El rango de los valores Easting se achican hacia los polos.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Northing para puntos al norte del Ecuador
Medidos directamente en metros comenzando con cero en el ecuador
e incrementando al norte.
Northing para puntos al sur del Ecuador.
Medidos desde un valor de 10,000,000 m en el ecuador y
disminuyendo hacia al sur.
NOTA: Las zonas estn cortadas en 84 latitud Norte y 80 latitud
Sur.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Proyeccin Lambert
El sistema de Proyeccin Lambert:
Proyecta un cono en el globo Usado en reas que crren de este a
oeste en latitudes
medias (p.e. USA) Las coordenadas son normalmente en pies.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Zonas Lambert
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Repasando de nuevo, tenemos: En un mapa, cada zona es un rea
aplanada con una rejilla cuadrada sobrepuesta sobre ella. Tres
datos componen la referencia completa de rejilla UTM para cualquier
punto, hacindola distinguible del resto de los puntos en la tierra:
Nmero de Zona Coordenada northing. Coordenada easting. Las dos
caractersticas ms importantes de las zonas son el ecuador, que
corre al este y al oeste a travs de su centro, y el meridiano
central, una lnea norte-sur a travs de su centro. El northing de un
punto representa su distancia (en metros) del ecuador. El easting
de un punto representa su distancia (en metros) del meridiano
central de la zona en la cual cae. Figure 5-3 muestra los rasgos
mas importantes de una zona. Cuando es dibujada en un mapa plano,
los bordes exteriores de la zona estn curvados desde que siguen las
lneas meridianas en el globo el cual, por supuesto, est ms apartado
en el ecuador que en los polos.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Figure 5-3 Configuracin de las Zona UTM
Nuestro programa de conversin aceptar un valor mximo de 84 00'
00.0" al norte o 80 00' 00" latitud sur. Las regiones polares se
cubren por un Sistema separado UPS (Universal Polar Stereographic).
Aproximadamente 60 pases usan el UTM como la proyeccin de uso ms
autoritario y general dentro de los grillados de referencias
disponibles.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Capitulo 7
Clculos del Survey 1.-Correccin combinada del Azimut
Los sensores de las herramientas de registro direccional
(survey) miden el azimut con respecto al norte magntico o el
norte verdadero.
El azimut es reportado en referencia al norte verdadero o grid.
Por lo tanto los azimut medidos pueden necesitar ser corregidos
antes de ser reportados, o usados en los subsiguientes
clculos.
Declinacin Oeste
Declinacin oeste significa que el norte magntico est al oeste
del norte verdadero.
Ejemplo:
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Declinacin magntica = 9.5 west ATN = AMN D ATN = 77 - 9.5 ATN =
67.5
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Declinacin Este
Declinacin este significa que el norte magntico est al este
del
norte verdadero.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Ejemplo: Declinacin magntica = 9.5 east ATN = AMN + D ATN = 77 +
9.5 ATN = 86.5
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Convergencia Oeste
Convergencia oeste significa que el Grid norte esta al oeste del
norte verdadero.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Ejemplo: Convergencia Grid = 2.3 west AGN = ATN + C AGN = 77 +
2.3 AGN = 79.3
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Convergencia Este
Convergencia Este significa que el Grid Norte esta al este del
Norte Verdadero.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
Ejemplo: Convergencia Grid = 1.7 east AGN = ATN - C AGN = 77 -
1.7 AGN = 75.3
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Repaso de zonas UTM Convergencia Grid
La convergencia Grid es utilizada para cambiar la referencia del
norte verdadero al norte Grid.
El sistema UTM divide la tierra en 60 zonas de 6 cada una. El
Norte Grid o Norte Mapa apunta siempre hacia arriba en
cualquier parte de una zona. En cualquier parte, el Norte
Verdadero, se alinea con la lnea de
longitud hacia el punto. Convergencia Grid (A) es el ngulo entre
el Norte Verdadero y el
Grid Norte en el punto. La Convergencia Grid UTM no exceder los
3.
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Revisando nuestra correccin Grid Supongamos que tenemos la
siguiente informacin:
El cliente esta usando la proyeccin estndar UTM El equipo est en
la Latitud 30 Norte Longitud 1 Este Convergencia es 1 Oeste
1.- Revisar la zona UTM
2.- Dibujar la zona aproximada del equipo
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3.- Dibujar el Grid Norte y el Norte Verdadero aproximado
4.- Notar la posicin relativa del Norte Verdadero con el Norte
Grid. En este caso la diferencia es 1.
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5.- Si nos damos una direccin de pozo, tendremos la direccin
relativa a cada norte de referencia:
6.- Determinar la correccin Grid:
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2.- Mtodos de Clculo Introduccin Los resultados del sondeo
direccional se dan en trminos de azimuth e inclinacin de un pozo a
cierta profundidad. Se debe analizar esta informacin para calcular
la posicin actual del pozo en dicha estacin de registro en relacin
a su ubicacin respecto a la superficie. Para hacer esto se deben
calcular las distancias progresivas entre las estaciones de
registros direccionales. Sabiendo las coordenadas de la estacin
superior, mediante una suma se pueden saber las coordenadas de la
estacin inferior. Las coordenadas horizontales de un punto se
conocen como el Norte (o latitud) y el Este (o separacin). La
inclinacin y el azimuth en cada estacin de registro definen dos
vectores tangenciales a la trayectoria del pozo. El vector
inclinacin est en el plano vertical, mientras que el vector azimuth
est en el horizontal. La nica otra informacin disponible es la
longitud entre dos estaciones (diferencia de profundidades entre
estaciones de registros direccionales). Por lo tanto, es necesario
asumir alguna clase de trayectoria idealizada entre las estaciones
superiores e inferiores. Se pueden utilizar diferentes tipos de
modelos geomtricos; cada modelo genera un cierto nmero de
ecuaciones matemticas. La trayectoria asumida puede ser simplemente
una lnea recta que una las dos estaciones o alguna clase de curva
definida por los dos puntos extremos. La exactitud de las
coordenadas finales depender naturalmente en cun bien aproxime la
trayectoria asumida a la trayectoria real del pozo. La posicin del
pozo debe conocerse con precisin en las etapas crticas durante la
perforacin (e.g., cuando se comienza un pozo cerca de otros
existentes). Usualmente, una compaa operadora adoptar un mtodo para
calcular la posicin del pozo y aplicar este modelo a todos los
registros direccionales a travs de la longitud del pozo. Por
consistencia, es necesario aplicar el mismo modelo a todos los
otros pozos
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perforados desde esa plataforma. La instrumentacin existente no
puede definir precisamente la trayectoria entre dos estaciones. Hay
un innumerable conjunto de modelos diferentes con sus frmulas
relacionadas. Por lo tanto, es importante notar que no hay una nica
respuesta correcta. Los cuatro modelos ms comunes se describen a
continuacin: 1.- METODO TANGENCIAL
Asume que la trayectoria entre las 2 estaciones es una lnea
recta.
Asume que la inclinacin y el azimut de la estacin mas profunda
se aplica a la profundidad medida entre las dos estaciones.
No es preciso. Raramente usado.
2.- METODO ANGULO PROMEDIO Asume que el pozo es paralelo al
promedio simple de los ngulos de inclinacin y direccin y realiza el
clculo entre dos estaciones localizadoras. Este mtodo es bastante
preciso y los clculos son lo suficientemente simples como para ser
hechos en campo con una calculadora cientfica no programable; pero
la justificacin terica del mtodo, conocido tambin como mtodo del
promedio angular, es bastante difcil.
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3.- RADIO DE CURVATURA Es uno de los ms aceptados. Usa los
ngulos medidos en los extremos de las secciones a lo largo de la
longitud sondeada. El mtodo del radio de curvatura genera una curva
en el espacio que representa la trayectoria del pozo. Para cada
intervalo de registros direccionales, el mtodo asume que las
proyecciones vertical y horizontal de la curva tienen radio de
curvatura constante. Estos clculos suelen hacerse en una
calculadora programable o en una computadora.
Mas preciso que el mtodo del Angulo Promedio.
4.- MINIMA CURVATURA Tambin conocido como el mtodo del arco de
circunferencia, asume que el pozo es un arco de circunferencia con
mnima curvatura (mximo radio de curvatura) entre dos estaciones de
registros direccionales. Este mtodo es el ms preciso para la mayora
de las trayectorias de pozos y tiene una mejor justificacin terica
que todos los otros mtodos. Sin embargo, el mtodo conlleva clculos
complejos que usualmente se hacen en una calculadora programable o
en una computadora. Ejemplo:
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Preparado por Ing. Hugo R. Molina P.
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Closure Closure es la distancia y direccin en lnea recta trazado
desde el taladro punto de referencia a una coordenada rectangular
en un plano horizontal La coordenanada rectangular es usualmente
las coordenadas Norte/Sur y Este/Oeste calculadas en un punto de
survey como N9.88', W27.95'. Closure es tpicamente reportado slo
una vez, para la locacin del fondo del pozo. Sin embargo, closure
debe ser calculado en cada estacin de survey debido a que ambos la
distancia y la direccin son usados para calcular la seccin
vertical.
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Clculo de la distancia y la direccin del closure
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Closure Angle
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Definicin de Seccin Vertical Seccin Vertical es la desviacin
horizontal del pozo proyectado sobre el plano de propuesta de un
pozo. En un plano de propuesta, el perfil vertical usualmente
corresponde a un plan en un plano definido por la direccin desde la
boca del pozo hasta el objetivo. Esta direccin a menudo es referido
como: azimuth de la seccin vertical, locacin propuesta del fondo
del pozo (PBHL), plano de la propuesta, o target direction.
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Diferencia de Direccin (DD) La Diferencia de Direccin (DD)
representa el ngulo entre el closure y la direccin del target
(plano propuesto). Usando DD, distancia del closure y una funcin
trigonomtrica simple, la Seccin Vertical puede ser calculado. Para
calcular DD, ambos, la direccin del target y del closure deben ser
expresados en azimuth..
CLOSURE: 29.64 ft. @ N70.53W (quadrature) or 29.64 ft @ 289.47
(azimuth)
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Capitulo 8
Posicin de Incertidumbre
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1. Introduccin Un registro direccional es una medicin en tres
dimensiones y por lo tanto est sujeto a incertidumbres en cada
dimensin, lo que resulta en un volumen de incertidumbre. Para cada
punto a lo largo del registro, este volumen toma la forma de un
elipsoide. En el pasado, la mayora de la gente estaba interesada en
la incertidumbre en el plano horizontal, desde entonces se utiliza
a menudo el trmino elipse de incertidumbre en lugar de elipsoide de
incertidumbre. Los diferentes tipos de herramientas de registros
direccionales tienen distintos errores intrnsecos que producen
distintos tamaos de elipsoides. Por esta razn, al planificar un
pozo es importante escoger el programa de registros direccionales y
las herramientas apropiadas con la precisin necesaria para que el
pozo alcance el objetivo buscado.
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Se tiene un modelo de error para cada survey y sistema MWD
provisto por la compaa. El modelo de error nos muestra un volumen
de incertidumbre de la trayectoria calculada del pozo. Por lo tanto
la trayectoria calculada del pozo es solamente la trayectoria ms
probable. El volumen de incertidumbre toma la forma de un cono
irregular, generalmente centrado en la trayectoria del pozo e
incrementando en tamao con el incremento de profundidad.
Para cualquier punto en particular en la trayectoria del pozo,
la posicin de incertidumbre es representada por una elipsoide.
La posicin de incertidumbre toma la forma de una nube de
probabilidad, con la mayor probabilidad de estar mas cerca a la
posicin calculada, disminuyendo tanto como nos alejamos del
punto.
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La desviacin estndar utilizada por nosotros es la 2 sigma (2),
95% de probabilidad a lo largo de un eje.
Para monitorear el anti-colisin, es comn usar el 3 sigma
(3).
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Un valor estimado de la posicin de incertidumbre es necesaria
para nosotros para estar seguros que :
Lograremos llegar al objetivo geolgico. (Tamao del Target)
evitar pozos cercanos. (Anti-colisin) Ser capaz de interceptar con
precisin un pozo en caso de
Reventn. (Pozo de Alivio)