MD: Measured Depth, es la medida de longitud de la perforacin
realizada, ms larga que la profundidad real del yacimiento, ya que
el pozo es atacado lateralmente.
TVD: True Vertical Depth , es la medida vertical real desde el
nivel de superficie hasta el fondo del pozo.
TVDSS: True Vertical Depth Subsea, medida vertical de
profundidad del pozo tomando como referencia el nivel medio de la
superficie del mar.
Ejemplo de Calculo de Perforacin Direccional
TRADUCIDO DESDE EL
SITIOhttp://www.drillingformulas.com/category/directional-drilling-calculations/
El Diseador de Pozos tiene que planificar un punto de Partida
(KOP= Kick off Point, en Ingls) para el Pozo, incluyendole una
seccin de construccin de ngulopara iniciar el desvo del pozo, bien
sea para "by-pasear" domo salino o para alguna otra finalidad de la
perforacin Direccional. Se pretende en este caso de ejemplo, lograr
una seccincurva de1500 ftde desplazamiento horizontal programadaa
una TVD objetivo de10,000 ft. Calculemos la Profundidad Medida (MD)
y la Tasa de Construccin de angulo.
Solucin:Dibujar un Diagrama con la Geometra planificada del
Pozo.
Con las dos siguientes formulas podemos calcular:Radio de
Curvatura (Rb)y laLongitud de Hoyo (L):/
Donde:Rb = radio de curvaturaen pies (ft)q = Tasa de Construccin
en Grados/ pie = Angulo de Construccim
DATOS:Total TVD = 10.000 ftTVDen Seccin de Construccin= 10.000'
7.000' = 3.000 ftDesplazamiento Horizontal= 1500 ft
Del Diagrama podemos observar:
Rb = 1500 + Rb x cos ()1500 = Rb x (1- cos ()) (Ec.01)
Usando Relaciones Trigonometricas tenemos que:3000 = Rb x sin ()
(Ec.02)
Si dividimos Ec.02 / Ec.01,se tiene que: (Ec.03)
Elevando la Ec.03 al cuadrado: (Ec.04)
Organizando la Ec.04 se obtiene que: Ec.05
Segn la Relacin Trigonmetrica:
Por lo tanto se puede cambiar laEcuacion 05de la siguiente
forma:, obteniendo la ecuacin de abajo: (Ec.06)
Usando una relacion polinomica organizamos la ecuacin de la
siguiente forma:
Usando estas ecuaciones se pueden obtener dos posibilidades:cos
() = 3/5cos () = 1Por lo que se necesita chequear cual sera la
respuesta correcta:cos () = 1no es realporque = 0 grados.Por lo
tanto,cos () = 3/5es la respuesta correcta para este caso.
Usando la Ec.01, se puede obtenerRb:1500 = Rb x (1- cos ())
Ec.011500 = Rb x (1- cos (53.13))1500 = Rb x (1 3/5)Rb = 3750
ft
Ahora se puede obtener la longitud de la seccin de construccin
con la ecuacin de abajo:
La Profundidad Medidad (MD) total desde el taladro hasta el
final de la seccion deconstruccin es:
MD Totall = 7000' + 3477,35' = 10.477.35 ft
Ahora determinaremos laTasa de Construccin:si,
entonces--->
Despejando q se tiene que:q= 180/(3,14*3750)
Para reportar en grados/100', se multiplica el resultado por 100
pies, obteniendose el siguiente valor:q = 1.65 grados/100 piesq =
1.65 /100'
RESULTADOS:
MD del Pozo=10.477,35 ftTasa de Incremento de Angulo:q =
1,65/100'
Los pozos direccionales pueden clasificarse de acuerdo a la
forma que toma el ngulo de inclinacin en:
Tipo Tangencial.En Forma de S: Tipo S. Tipo S
Especial.Inclinados o de Alto ngulo.Horizontales.Reentradas:
Verticales. Direccionales.Multilaterales.Tipo Tangencial:
La desviacin deseada es obtenida a una profundidad relativamente
llana y esta desviacin se mantiene constante hasta el objetivo.
Este tipo de pozo presenta muchas ventajas tales como:
Configuracin de la curva sencilla a lo largo de un rumbo
fijo.ngulo de inclinacin moderado.Generalmente puntos de arranques
someros.Menor riesgo de pega.
En Forma de J:
Este tipo de pozos es muy parecido al tipo tangencial, pero el
hoyo comienza a desviarse ms profundo y los ngulos de desviacin son
relativamente altos y se tiene una seccin de construccin de ngulo
permanente hasta el punto final.
En Forma de S:En este tipo de pozo la trayectoria est
configurada por una zona de incremento de ngulo, otra tangencial y
una de disminucin de ngulo. Estos tipos de pozos pueden ser de dos
formas:
Tipo S:constituido por una seccin de aumento de ngulo, una
seccin tangencial y una seccin de cada de ngulo que llega a cero
grados (0).
S Especial:constituido por una seccin de aumento de ngulo, una
seccin tangencial intermedia, una seccin de cada de ngulo diferente
a cero grados (0) y una seccin de mantenimiento de ngulo al
objetivo.
Inclinados o de Alto ngulo:Son pozos iniciados desde superficie
con un ngulo de desviacin predeterminado constante, para lo cual se
utilizan taladros especiales inclinados. Los Taladros Inclinados
son equipos cuya cabria puede moverse de 90 de la horizontal hasta
un mximo de 45. Entre las caractersticas ms resaltantes del equipo
se pueden mencionar:
Una torre de perforacin inclinada para perforar desde pozos
verticales hasta pozos de 45 de desviacin vertical. Brazo hidrulico
para manejar tubulares que puede ser accionado desde el piso de la
torre de perforacin, eliminando el trabajo del encuellador de los
taladros convencionales. Un bloque viajero, provisto de un sistema
giratorio diseado para enroscar y desenroscar la tubera, que se
desliza a travs de un sistema de rieles instalado en la estructura
de torre. Sistema hidrulico especial para darle el torque apropiado
a cada conexin de los tubulares.
Los equipos auxiliares del taladro permanecen fijos durante la
perforacin, lo que incrementa la vida til de los mismos, por
disminucin el deterioro al que son sometidos durante la mudanza
entre pozo y pozo.Capacidad de movilizacin mediante un sistema de
orugas, lo cual reduce los tiempo de mudanza.
Horizontales:Son pozos perforados horizontalmente o paralelos a
los planos de estratificacin de un yacimiento con la finalidad de
tener mayor rea de produccin. Tambin se denominan pozos
horizontales aquellos con un ngulo de inclinacin no menor de 86
respecto a la vertical. La longitud de la seccin horizontal depende
de la extensin del yacimiento y del rea a drenar en el mismo. Segn
el radio de curvatura, existen cuatro tipos de pozos horizontales
bsicos, cada uno de los cuales poseen una tcnica que va en funcin
directa con la tasa de incremento de ngulo y del desplazamiento
horizontal. Adicionalmente, se requiere un ensamblaje especial de
la sarta de perforacin para poder obtener los grados de inclinacin
mximo hasta el objetivo.
Perforacin Horizontal Vs. Perforacin Vertical:
El pozo vertical atraviesa todo el espesor de la formacin,
mientras que en el horizontal la mecha penetra por el centro del
espesor de la formacin hasta la longitud que sea mecnicamente
aconsejable.
El ngulo de penetracin del hoyo horizontal en la formacin tiene
que ver con la facilidad de meter y sacar la sarta de perforacin
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 ms roce, ms friccin, ms
esfuerzo de torsin y ms esfuerzo de arrastre al extraer la sarta de
perforacin. Condiciones similares de esfuerzos se presentan durante
la insercin y cementacin del revestidor de terminacin y durante la
toma de registros o perfiles corrientes o integrantes de la sarta
de perforacin.
En el hoyo vertical, el desplazamiento del flujo del gas y/o
petrleo del yacimiento hacia el pozo es radial; la permeabilidad
horizontal (KH) y permeabilidad vertical (KV) se miden en la
direccin indicada en la figura.
Ventajas:
Mejora la eficiencia de barrido. Incrementa la productividad del
yacimiento y mejora el recobro final del mismo, debido a que se
incrementa el rea de contacto entre el yacimiento y el pozo. Reduce
la conificacin y/o adedamiento de los fluidos viscosos.
Desventajas:
Altos costos de perforacin, debido a que se incrementa el tiempo
y el riesgo de problemas operacionales. Las opciones de
recompletacin son limitadas especialmente cuando se trata de alto
corte de agua y/o alta relacin gas/petrleo.
Reentradas o Reentries:Son pozos perforados desde pozos ya
existentes, pudindose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de
un pozo perforado previamente. Esta nueva seccin puede ser
reperforada con una seccin vertical o direccional.
Multilaterales:Consisten bsicamente en un hoyo primario y uno o
ms hoyos secundarios que parten del hoyo primario, cuyo objetivo
principal es reducir el nmero de pozos que se perforan, adems de
optimizar la produccin de las reservas. Segn la geometra del
yacimiento se pueden construir distintas configuraciones de pozos
multilaterales para lograr drenar los yacimientos de manera ms
eficiente, entre ellas tenemos:
Hoyos de Dimetro Reducido o Slim Hole:Son pozos que se perforan
con propsitos de hacer el trabajo economizando recursos y
obteniendo ms provecho, utilizando mecha de 7 o menos. La
utilizacin de este mtodo es muy efectiva en exploracin y/o captura
de informacin sobre los yacimientos.
Herramientas utilizadas.
Herramientas Deflectoras:Son las encargadas de dirigir el hoyo
en la direccin predeterminada, dentro de las cuales tenemos:
Mecha: constituye la herramienta bsica del proceso de
perforacin, ya que permite cortar y penetrar las formaciones. En
perforacin direccional suelen utilizarse mechas de tamao
convencional con uno o dos chorros de mayor dimetro que el tercero,
o dos chorros ciegos y uno especial, a travs del cual sale el
fluido de perforacin a altas velocidades y la fuerza hidrulica
generada erosiona una cavidad en la formacin, lo que permite a la
mecha dirigirse en esta direccin. Este mtodo se utiliza normalmente
en formaciones blandas.
Cucharas Deflectoras (Whipstocks): son piezas de acero en forma
de cuchara con una punta cincelada colocada en el hoyo para iniciar
la desviacin del hoyo. Pueden ser de tres tipos:
a) Cucharas removible: consta de una larga cua de acero, cncava
de un lado para sostener y guiar la sarta de perforacin, posee una
punta de cincel para evitar el giro y de un tubo portamecha para
recuperar la herramienta.b) Cuchara de circulacin: su instalacin es
igual a la anterior, pero en este caso el fluido de perforacin
circula por un orificio en el fondo removiendo los ripios.c)
Cuchara permanente tipo revestidor: queda permanentemente en el
pozo y su principal aplicacin es desviar a causa de una obstruccin
colapso del revestidor o para reingresar a un pozo existente con un
pez.
Motores de Fondo: tienen la particularidad de eliminar la
rotacin de latubera, mediante una fuerza de torsin en el fondo,
impulsada por el lodo deperforacin. Pueden ser:
a) Tipo Turbina: es una unidad axial multietapa que demuestra
ser muy eficientey confiable, especialmente en formaciones duras.b)
De Desplazamiento Positivo: consta de un motor helicoidal de dos
etapas,vlvula de descarga, conjunto de bielas, conjuntos de
cojinetes y ejes.
Herramientas de Medicin:
Cuando se est perforando un pozo direccional, se deben tener los
equipos de medicin para determinar precisamente la direccin e
inclinacin del pozo. Estos equipos o instrumentos sirven para
localizar posibles patas de perro o excesivas curvaturas.Las
herramientas de medicin son los equipos disponibles para conocer la
inclinacin y direccin del pozo en el subsuelo. Las ms usadas
son:
Pndulo invertido o Totco: es uno de los ms elementales y
sencillos instrumentos con los que se puede detectar la
desviacin.Toma sencilla o Single Shot y tomas mltiples o Multishot:
son mtodos magnticos que requieren el uso de una barra no magntica
(monel) y ofrecen la informacin simultnea del rumbo e inclinacin
del pozo. La informacin es obtenida despus que la seccin es
perforada y arroja lecturas segn la calibracin de un cronmetro.
Tecnicas de Perforacin Direccional
RECONOCIMIENTO DELAS HERRAMIENTAS DIRECCIONALES.
La perforacin direccional es sin duda uno de los ms innovadores
procedimientos que en la actualidad forma parte de la industria
petrolera para la bsqueda, localizacin y explotacin de arenas
petrolferas. El hecho de navegar a travs de un yacimiento
petrolfero e ir construyendo la trayectoria del pozo de acuerdo a
un plan previo de ingeniera, es ya una ventaja para optimizar la
produccin de la arena.
Luego de la Perforacin del Hoyo Superficial, se comienza el
empleo de las herramientas direccionales que van a permitir
inclinar la trayectoria de la sarta de perforacin, controlando la
direccin o azimuth de la sarta respecto al norte del plano
horizontal. Las herramientas direccionales comnmente empleadas
durante la perforacin de hoyos horizontales son:
Motor de Fondo con su prespectivo Bent Housing:Llamese el codo
de la herramienta que permite producir una desviacin de manera
orientada, permitiendo ligeras inclinaciones que van direccionando
la sarta de perforacin.
Monel:es una herramienta que corrige los efectos del campo
magntico de la Tierra y el material metlico de la sarta de
perforacin en la obtencin de los datos tanto del MWD y el LWD. Est
hecho de una aleacin que permite despreciar la interferencia
magntica y as la herramienta MWD pueda brindar datos confiables de
azimuth e inclinacin.
Martillo (Jar):estn diseados para desarrollar un impacto tanto
en las subidas como en las bajadas del BHA. Son empleados para
pozos direccionales para que la tubera pueda liberarse en caso de
hoyos ajustados o que este atascada.
Herramienta Double Pin:es una herramienta cuyas conexiones son
PIN x PIN, para unir juntas cuyos extremos son caja.
Estabilizador:Son necesarios para un BHA direccional. Los que
estn cercanos a la mecha tienen conexiones BOX x BOX., y los que se
colocan en el resto de la sarta tienen conexionen PIN x BOX. Poseen
espiral hacia la derechaSe emplean para controlar la desviacin del
hoyo, reducir el riesgo de pegas diferenciales y dog legs (patas de
perro).
HEL (Hostil Environment Logging):herramienta que permite
cuantificar la profundidad de la perforacin. Instala el MWD
(Measuring While Drilling : Midiendo mientras se perfora). Esta
herramienta permite ubicar la trayectoria de la sarta de perforacin
y por ende la del pozo en construccin debido a que proporciona los
datos de Profundidad, Inclinacin respecto a la vertical y azimut
(inclinacin respecto al plano horizontal), con lo cual se
construyen los SURVEYs, importantes datos que registran la
secuencia del Pozo y permiten hacer una comparacin respecto a la
trayectoria planificada .
En esta junta tambin cuando se requiera su corrida, se ubica el
registro BAP (Bore Annular Pressure), que permite calcular las
presiones en tiempo real en el hoyo anular, y con ello monitorear
la limpieza del hoyo y asioptimizar una alta ROP sin alterar la
estabilidad del revoque.
MFR (Multiply Frecuency Resistivity): lleva instalada la
herramienta LWD (logging while drilling: Registrando Mientras se
perfora), la cual permite registrar cada una de las profundidades y
obtener datos para cada una de ellas. Este es un servicio
primordial que permite obtener data en tiempo real de la litologa y
fluidos presentes mientras se est perforando. Ello permitir el
estudio de las caractersticas geolgicas presentes, y conllevar a la
toma de decisiones, sobre todo a la hora de fijar los topes y bases
de cada una de las formaciones, marcadores y arenas.
Otras herramientas son el NDT , que ubica al registro Densidad
Neutrn, y el IDS , que emite informacin necesaria sobre la ubicacin
del pozo para realizar la corrida del survey. Los registros
comnmente empleados en las perforaciones en el Campo Uracoa son el
Gamma Ray, el Densidad - Porosidad Neutron y el Resistivo.
ARME DEL ENSAMBLAJE DIRECCIONAL .La compaa de Servicios de
Perforacin Direccional es la encargada de armar el BHA direccional,
posicionando cada una de las herramientas de acuerdo a su
funcionabilidad y al servicio solicitado. Para este paso, los
tcnicos de la Compaa de Servicios Direccionales hacen primero una
charla de seguridad indicando al personal mantenerse alejado del
rea de la planchada mientras van armando e instalando las fuentes
radioactivas que permitirn el registro de cada uno de los
parmetros, gamma ray por ejemplo.
Para el hoyo intermedio, por lo general en los pozos del sur de
Monagas, el BHA direccional se arma comenzando con una mecha
bicentrica de 8-3/8 x 9-1/2 , seguida de un motor de fondo, el LWD
y el MFR portador de la herramienta MWD, y las herramientas IDS,
NDT. Se prueba la seal de los registros en superficie, antes de ser
bajados y se calibran los sensores.
La perforacin en esta fase requiere un torque de 4500 a 7000
libras por pie (en algunas fases el torque puede llegar a 10.000
libras por pie). En cuanto a las revoluciones por minuto, para el
motor de fondo se requieren 126 -140 RPM y para el motor de
superficie 45 - 60 RPM. El primero depende del galonaje para el
cual cada motor de fondo tiene un factor que permite estimar las
revoluciones por minuto de acuerdo a los galones que se bombean en
el mismo tiempo.
CORRIDAS DE GYRO .Esta herramienta permite corroborar la
informacin suministrada para la empresa de Servicios de Perforacin
Direccional. Este constituye un sistema Giroscopico de Navegacin
para generar surveys de la tasa giroscpica basada en una tecnologa
de orientacin inercial que no es afectada por la interferencia
magntica, ya que toma como referencia al Polo Norte verdadero,
proveyendo a la industria un significado ms preciso de la
orientacin y prospeccin del pozo. Estas corridas permiten
realizar:
Generacin de Surveys mediante los registros single Shot y Multi
Shot en revestidores, tubera de perforacin ya sea en modo elctrico
o mediante el uso de batera. Permite encontrar la orientacin
direccional de los motores de perforacin y otras herramientas en el
pozo. Mediciones de direccin de manera almbrica e inalmbrica para
la tasa giroscpica mientras se esta perforando.
OTRAS CONSIDERACIONES PARA PERFORACION DE HOYOS
DIRECCIONADOS.
Shallow pulse test:Constituyen pruebas de campo a nivel
superficial o somero para evaluar construir tasas en funcin de los
ngulos de curva, la colocacin de estabilizadores, los efectos
secundarios de las cargas, el torque de reaccin y la fiabilidad del
sistema y el tiempo medio entre fallas del mismo.
PRUEBAS DE LWD:La herramienta LWD (logging while drilling) ha de
ser probada antes en superficie para comprobar eficiencia y
precisin de cada uno de los registros a ser corridos:-Densidad
neutron-Resistividad-Gamma Ray
CORRIDA DE TUBERIA:Durante la perforacin de hoyos direccionales
y horizontales es sumamente importante que el perforador lleve
controlado en una hoja los viajes los diferentes parmetros para
cerciorarse de que el pozo este llene y no haya prdidas de volumen.
Estos volmenes pueden ser medidos mediante el tanque de viaje.Al
final los datos son registrados en un formato parecido al que se
anexa abajo:
La tubera a menudo tiene que ser probada de manera que pueda
comprobarse su resistencia durante la perforacin y de esta forma
evitar problemas como estallido, pegas, etc.
Otro punto importante a tomar en cuenta es el drift (en ingles:
desviacin) de la tubera, que no es ms que la calibracin interna de
la tubera que permite garantizar su dimetro interno. De esta forma
el drift de la tubera vendra siendo el dimetro ptimo interno de la
tubera.
PERFORACIN EN SHOE TRACKS:Se conoce como shoe Track el espacio
comprendido entre la zapata flotadora y el cuello flotador,
enroscados respectivamente en la parte inferior del primer y
segundo revestidor que se baja durante el revestimiento de un hoyo,
sea el de superficie o el intermedio. La funcin del shoe track es
asegurar que la zapata est rodeada de cemento de alta calidad y
evitar la contaminacin de cemento ms all del tope .
Este espacio generalmente esta cubierto de cemento antes de
comenzar a perforar en l. A pesar de que ya se debera comenzar a
perforar en este tramo con el BHA del Hoyo Intermedio, para el caso
de un shoe track en la fase del revestidor de 9-5/8, para romper el
cemento existente se debe perforar con mecha tricnica de 8-1/2. Con
esta sarta se baja a travs del shoe track hasta romper zapata
dejando algunos pies mas de profundidad (10 pies
aproximadamente).
TECNICAS EN HOYOS DIRECCIONADOS:Durante la perforacin en hoyos
direccionales y horizontales se pueden emplear diversas tcnicas ms
para ir construyendo el hoyo del pozo. Primeramente la Rotacin
permite perforar el hoyo por la energa proporcionada en la mecha al
girar contra la formacin. El Deslizaje, o Sliding en ingls, es una
tcnica que permite ir direccionando la sarta sin que la mecha este
rotando, de manera que permita crear ngulo o direccionar la sarta
de perforacin segn el plan del Pozo. Ello es posible por la
herramienta Bent Housing del BHA, por la cual se construye y
controlael ngulo correcto, posicionando la mecha en la direccin
deseada.
La orientacin es controlada por la herramienta MWD (midiendo
mientras se perfora), que va aportando datos cada cierto punto.
Estos datos son:
-PROFUNDIDAD: midiendo la MD (Measured Deepth) o Longitud del
hoyo (profundidad medida). El MWD aporta en tiempo real la
profundidad a la que est la herramienta MWD haciendo una correccin
con respecto a la ubicacin de la mecha.-INCLINACIN:Mostrando el
ngulo de desviacin del hoyo respecto al plano vertical.-AZIMUTH:que
es la desviacin detectada desde la superficie del Bent Housing con
respecto al Polo Norte magntico en el Plano Horizontal.
Con esta data, la herramienta direccional puede calcular
parmetros tan importantes como:- TVD (true vertical deepht :
profundidad vertical verdadera
- DOG LEG (PATAS DE PERRO): severidad de la desviacin en angulos
por cada 100 pies..- DESPLAZAMIENTO ESTE OESTE (si los valores son
positivos se muestra una inclinacin hacia el oeste, si son
negativos hacia el Este).- DESPLAZAMIENTO NORTE SUR (si los valores
son positivos se muestra una inclinacin hacia el Norte, si son
negativos hacia el Sur).
PRACTICAS OPERACIONALES:Durante la perforacin de hoyos
direccionales se pueden poner en prctica otras tcnicas segn lo
requiera la situacin en la que se encuentre el pozo. Una de las ms
comunes es el BACK REAMING o repaso que se hace rotando la mecha
para asegurar la estabilidad del hoyo y evitar que el mismo se
cierre una vez que se haya sacado la tubera. De esta forma se va
repasando en el hoyo ya perforado circulando. Este procedimiento
tambin permite volver a agrandar el hoyo para la instalacin de
revestidores, tubos lisos, rejillas, etc, evitando de esta forma
apoyos de tubera.
Otra prctica operacional es el POOH (Pull out of Hole: Salir del
Hoyo), tambien abreviada en espaol como STH (sacar tubera del
Hoyo). En Pozos direccionales generalmente este proceso se realiza
con backreaming y con parmetros especificos de torque, revoluciones
por minuto y galonaje. Existe la prueba de Flow Check o Verificacin
de Flujo, que asegura la estabilidad de las condiciones de un tapn,
vlvula o dispositivo de control de flujo, observando los niveles de
fluido estable.
RECONOCIMIENTO DE PROBLEMAS:La perforacin en hoyos direccionales
est sujeta a una mayor cantidad de riesgos operacionales. Las Pegas
diferenciales son una de las situaciones ms frustrantes y
problemticas que se presentan durante la perforacin, debido a
muchos factores, entre ellos los debidos a las caractersticas
propias de la formacin. Cuando una tubera se queda pegada puede
generar costosos daos, entre los que estn el corte de tubera,
operaciones de pesca y la realizacin de un Desvo Lateral o SIDE
TRACK.
Las pegas diferenciales se deben a una diferencia de presin
entre el hoyo y la formacin, ocasionada por una larga sarta con
demasiados drill collars que se asienta o para en el lado opuesto
de donde se esta tomando fluido en el hoyo.
Cuando los drill collars estn sobredimensionados o la sarta
posee larga longitud de los mismos, se presta a ocasionar pegas.
Tambin son debidas a una alta desviacin del hoyo, altas densidades,
muchos ripios, interrupcin de la circulacin.
En estas ocasiones en que los esfuerzos por recuperar toda la
sarta de perforacin, se procede a la deteccin de puntos libres o
que no estn atascados mediante la aplicacin de un alto torque para
rotar la tubera y observando los puntos en los que se observa que
la tubera gira con el torque aplicado. De alli se obtiene la
profundidad en la que se espera que la tubera no este atascada, se
realiza una desconexin mecnica o mediante caoneo, separando la
parte libre de la sarta de la que esta atascada para recuperarla.
Este proceso se conoce comoback Off,mediante el cual se saca la
tubera que fue desconectada mecnicamente.
Otro problema a presentarse en la perforacin de hoyos
horizontales y direccionales es el no controlar la tasa de
inclinacin o Patas de Perro (Dog legs DLS), que indica el ngulo de
desviacin por cada 100 pies perforados. La empresa de Servicios
Direccionales incluye en los surveys entregados, el Dog Leg
calculado para cada profundidad, as si hubo poca inclinacin entre
una profundidad y otra separadas por una distancia de 100 ft MD, se
mostraran valores pequeos de Dog Leg. Este trmino tambin hace
referencia a las veces cuando las secciones del hoyo cambian de
direccin de manera ms rpida de lo previsto o planeado, generando
con ello serios problemas de desviacin notable con respecto al plan
direccional, que puede incluso ocasionar la prdida de la arena o la
realizacin de un side track.
EVALUACION DE MECHASAntes y despus del empleo de una mecha, es
necesario que un operador de la empresa proveedora de la mecha este
presente para evaluar la mecha e indicar mediante un cdigo IADC los
resultados de su evaluacin. Los mismos comprenden una serie de
nmeros y letras que permiten en cuatro tems diagnosticar el estado
de la mecha, indicando si es nueva, si tiene la mitad de su tiempo
de uso, el estado de sus sellos o si esta totalmente perdida.
Es importante una buena evaluacin de la mecha para que se
garantice el empleo de la misma durante la perforacin de un pozo
sin que se puedan generar problemas ligados a un dao a la mecha.
Por ejemplo:0 0 NO- A -E I NO - TD.
OPERACIONES COMUNES:
En un pozo tipico del sur de Monagas (Venezuela) antes del
ensamblaje de la sarta direccional se procede a romper cemento y
zapata con mecha tricnica de 8-1/2 , la cual perfor hasta unos 10
mas por debajo de la zapata (1060). Luego se saco la tubera del
hoyo, se quebr el BHA y la mecha tricnica, la cual fue evaluada
posteriormente para garantizar o descartar su uso en un proximo
pozo.
Seguidamente la Compaa de servicios direccionales, luego de
realizar la reunin de seguridad, arma el BHA direccional para la
fase del hoyo intermedio, en el cual ya se comenzara la desviacin
del pozo. Este BHA consiste generalmente de una mecha Bicentrica de
8-3/8 + motor de fondo + MFR LWD +IDS + NDT. Seguidamente se prueba
la funcionabilidad de las herramientas y se baja el ensamblaje con
drill pipes y heavy weights de 5.La perforacin inicia con los
siguientes parmetros PSM: 4-6 KLBS; GPM: 500; PB: 700 PSI; RPM:
45/140 MOT; TQ: 4500-5000 LBS-PIE; ROP: +/- 60 pph . Al principio
Rotando 100% y luego deslizando segn la ocasin y situacin
requerida. Se monitorea la trayectoria real vs el plan para ir
corrigiendo estas desviaciones, bombeando tren de pldoras cada 300
pies para mantener la limpieza del hoyo y realizando varios
backreaming en las zonas que ameriten repaso, mientras que personal
de geologia identifica cada una de las formaciones, arenas y
marcadores para correlacionarlos respecto al plan.
Se perfora hasta la profundidad planeada, a la cual se asenter
el revestidor. Luego se circula reciprocando hasta retornos limpios
y se saca tubera libre del hoyo. Una vez en superficie se quiebran
las herramientas direccionales, recuperando fuentes radiactivas y
evaluando mecha. Seguidamente se procede la vestida de la llave
hidraulica y a la bajada de revestidor de 7 con equipo de flotacin
para luego cementar.
Para el hoyo de produccin, de geometra horizontal, el BHA se
compone de mecha PDC de 6-1/8 seguida igualmente de motor de fondo
+ LWD + MWD. Bajando con DP de 3-1/2 y llenando el pozo cada 1500
pies. Bombeando continuamente pldora viscosa + pldora de limpieza +
agua de formacin hasta alcanzar la profundidad final
Trabajos para Desviar Pozos de PetrleoCuando es necesario
desviar el pozo para producir un rea diferente a la originalmente
completada, se pueden realizar los siguientes trabajos: Desviacin
Larga (Side Track) Desviacin Corta Aislamiento de Zonas Productoras
Grass Root
.- DESVIACIN LARGA (Side Track)
Consiste en abandonar el hoyo original y perforar uno desviado a
travs de una ventana superficial en el revestidor.
Se aplica en pozos donde: No puede ser recuperada la sarta de
completacin La economa favorece a la desviacin larga vs recuperar
la completacin
PROCEDIMIENTO
.- DESVIACIN CORTA
Consiste en abandonar el hoyo original del pozo y perforar uno
nuevo desviado a travs de una ventana debajo del revestidor de
produccin.
Se aplica: Para reemplazar el forro que est daado Cuando hay
pescado dentro del forro afectando la produccin Cuando el forro no
esta daado, pero requiere ser reemplazado y empacado con grava para
inyectar el pozo con vapor
Pozo programado para una desviacin corta por debajo de la zapata
del revestidor, pero al no poderse recuperar el forro viejo fue
completado a travs de una ventana abierta arriba de la zapata del
revestidor.
Reacondicionamiento de un pozo originalmente programado como
desviacin corta, pero al recuperar todo el forro viejo no hubo
necesidad de perforar el nuevo hoyo desviado.
PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR UN TRABAJO DE DESVIACION CORTA
.- AISLAMIENTO DE ZONAS PRODUCTORAS
Consiste en separar mediante empacaduras las diferentes zonas
productivas para mejorar la supervisin y control del
yacimiento.
Esto permite supervisar y controlar el comportamiento individual
de cada zona para mejorar el proceso de explotacin del yacimiento.
Se aplica en pozos completados con una sola empacadura en el tope
de los intervalos.
PROCEDIMIENTO
.- GRASS ROOTConsiste en abrir una ventana cortando el
revestidor de produccin 100 pies debajo de la zapata del revestidor
de superficie. La diferencia bsica entre ellos es que en el
Grass-root el pozo es completado con un revestidor del mismo
dimetro que el original.
Mientras que en la Desviacin larga el pozo tiene que ser
completado con un revestidor de menor dimetro que el original. Para
poder hacer un Grass-root es requisito indispensable que el
revestidor de produccin no est cementado hasta la superficie.
Se aplica en los pozos someros donde: El revestidor de produccin
est muy deteriorado No puede ser recuperado un pescado del pozo
ESQUEMA Y PROCEDIMIENTO PARA TRABAJOS DE GRASS ROOT
Ejemplo de Calculo de Pozo Direccional Tipo S
Dado el siguiente Esquema y los datos abajo indicados,
construyamos el Perfil Direccional Tipo "S" del Pozo.COORDENADAS DE
SUPERFICIE:N: 10.000 piesE: 30.000 pies
COORDENADAS DE FONDON: 7.432 piesE: 29.312 pies
PROFUNDIDAD AL INICIO DEL DESVIO (KOP) :1480 pies--> V1
TASA DE INCREMENTO DE ANGULO:2 /100'
TASA DE DISMINUCIN DE ANGULO:2.5/ 100'hasta6695'(0) --->
V4
PUNTO DE INICIO DE DESCENSO DE ANGULO:5300'--> V3
PROFUNDIDAD VERTICAL TOTAL (TVD) =7.200 pies--> V5
SOLUCION:
1.- Calculamos el Desplazamiento Horizontal (Dh), D4 en el
Dibujo
Dh= RAIZ CUADRADA ((Coord Norte Sup - Coord Norte Fondo)^2 +
(Coord Este Sup - Coord Este Fondo)^2)Dh= RAIZ CUADRADA ((10.000 -
7.432)^2 + (30.000-29.312)^2)Dh=2.654,56 pies= D4
2.- Calcular la Direccin del Pozo:
DIREC = ARCTg (Coordenada E/O / Coordenada N/S)
Donde:COORDENADA N/S = 7.432' - 10.000' =-2568'COORDENADA E/O =
29.312' - 30.000' =-688'
DIREC = ARCTg (-688 / -2568) =15
Por ser negativas ambas coordenadas (Tercer Cuadrante), la
direccin es S15O, o en valores de Azimuth = 195.
3.- Clcular los Radios de Curvatura.
R = 180 / (Pi * Tasa de Incremento)
Tenemos Dos Curvaturas segun Grafico --> R1 y R2
R1= 180 / (Pi*2/100') =2864,78'R2= 180 / (Pi*2,5/100')
=2291,83'
4.- Ahora calculamos el ngulo Mximo, para lo cual se tienen que
tomar las siguientes consideraciones:
* Si R1 + R2 > D4 -->AngMax =ArcTg( (V4-V1) / (D4-R1-R2) )
- ArcCos( (R1+R2)/(V4-V1))*Sen ( (ArcTg (V4-V1)/(R1+R2-D4) )
* Si R1 + R2 < D4 -->AngMax =180 - ArcTg( (V4-V1) /
(D4-R1-R2) ) - ArcCos( (R1+R2)/(V4-V1))*Sen (
(ArcTg(V4-V1)/(R1+R2-D4) )
Entonces --> R1 + R2 = 2864.78 + 2291.83 = 5156,61' > D4 ,
por lo tanto usamos la primera consideracin y reemplazamos los
valores en la frmula:
AngMax= ArcTg( (6695-1480)/(5156.61+2654.56) ) - ArcCos( (
(5156.61)/(6695-1480) ) * Sen( ArcTg(6695-1480) / (5156.61-2654,46)
)
Angulo Mximo =37.5
Con este valor obtenemos la profundidad vertical al ngulo mximo
(V2)
V2 = HA + AEDonde HA = KOP y AE = A'C segn el Grfico.
Si --> Sen(37.5) = A'C / R1 --> A'C = R1*Sen(37.5) =
2864,78* 0.6087 = 1744'.
V2 = 1480 + 1744 =3224'.
5.- Clculo del Desplazamiento Horizontal al ngulo Mximo (HC)
EC = AA' = R1 - R1*Cos(37.5) =2865'
6.- Profundidad Medida al ngulo Mximo: HC
HC = HA + AC , Donde :HA = KOP ,yAC = (Pi* R1*AngMax)/180 =
(3,14*2865*37.5)/180 = 1875'
HC = 1875 + 1480 =3355'.
7.- Desplazamiento al Final de la Seccin Tangencial: DB
DB= EC + DB , Donde:Tg(AngMax) = D'B / (V3-V2)D'B =
(V3-V2)*Tg(AngMax)DB = (5300 - 3224) * Tg(37.5) =1593' .
8.- Determinar la Profundidad Medida al final de la Seccin
Tangencial: HB
HB= HC + CBPara ello necesitamos obtener el valor de
CBCosAngMax= CD' / CB, al despejar --> CB= CD' / CosAngMaxSi CD'
= V3 - V2 = 5300' - 3224' = 2076'
Reemplazando --> CB= 2076' / Cos(37.5) = 2617'
Entonces -> HB = 3355' + 2617' =5972'
9.- Profundidad Medida al Final del Descenso de Angulo: HF-->
HF = HB + BF
Para Calcular BF = (Pi* R2 * AngMax) / 180 = (3.14 * 2292 *
37.5) / 180 = 1500'
Reemplazando --> HF = 5972' + 1500' =7472'.
10.- Finalmente obtenemos la Profundidad Medida Total: HZ( HZ=
HF + FZ )
Para Calcular FZ = V5 - V4 = 7200' - 6695' = 505'
Reemplazando--> FZ = 7472 + 505 =7977' .