BARRENAS DE PERFORACIÓN
Programa de Entrenamiento Acelerado para Ingenieros Supervisores de Pozo
SELECCIÓN DE BARRENAS EN EL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE POZOS 1
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Introducción La selección de las barrenas de perforación es un aspecto crucial para la operación de todos los proyectos de perforación. Entender los diferentes tipos de barrenas y sus respectivas aplicaciones es un pre-requisito para hacer la selección de barrenas. La perforación de pozos involucra no solo la barrena correcta en la aplicación correcta, sino también operarla con los parámetros de operación correctos. Dado que la tecnología de barrenas sigue mejorando a un paso rápido, los Supervisores de pozo deben estar actualizados acerca de los últimos avances para asegurar que hacen la selección óptima de barrenas. 2
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Objetivos de la Sesión Al final de esta sesión de capacitación, usted podrá: • Hacer una lista de los diferentes tipos de barrenas. • Definir los mecanismos de falla para los diferentes tipos de roca. • Describir la clasificación de barrenas de la IADC (International Association of Drilling Contractors) y el código de evaluación de barrenas desgastadas. • Describir el efecto de cambios en el peso sobre la barrena, rpm, diámetro del pozo, peso del lodo y contenido de sólidos sobre el desempeño de la barrena. • Realizar estudios económicos acerca de la barrena. • Seleccionar las barrenas con base en datos de pozos vecinos. • Interpretar pruebas de Perforabilidad. 3
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Tipos de Barrenas
4
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Tipos de Barrenas Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Cono de Rodillos
Diamante
Diamante Natural Courtesy of 5
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
PDC (Barrena de Compactos de Diamante) Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Cono de Rodillos
Diamante
Diamante Natural Courtesy of 6
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Elementos de Corte - PDC 19 mm
Courtesy of
16 mm
13 mm
7
11 mm
8 mm
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Diamante Natural Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Cono de Rodillos
Diamante
Diamante Natural Courtesy of 8
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Elementos de Corte – Diamante Natural • Diamantes Naturales • Tamaño • Forma • Calidad
Courtesy of 9
BARRENAS DE PERFORACIÓN
TSP (Policristalino Termicamente Estable) Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Diamante
Diamante Natural Courtesy of
Cono de Rodillos
10
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Elementos de Corte - TSP • TSP
Courtesy of 11
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Diamante Impregnado Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Cono de Rodillos
Diamante
Diamante Natural Courtesy of 12
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Elementos de Corte - Impregnado • Cuchillas de Diamante Impregnado
Courtesy of
13
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Tipos de Barrena Barrenas
Nombres Alternativos Barrena para Roca Tri-Cone™
Cortadores Fijos
PDC
Cono de Rodillos
Diamante
Diamante Natural Courtesy of 14
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Barrenas de Conos Dentados Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Diamante
Diamante Natural
Courtesy of
Cono de Rodillos
15
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Elementos de Corte – Cono Dentado • Dientes y Recubrimiento
Courtesy of 16
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Barrenas de Insertos Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Diamante
Diamante Natural Courtesy of
Cono de Rodillos
17
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Elementos de Corte - Inserto • Insertos de Carburo de Tungsteno
Courtesy of 18
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Conos Dentados - Cojinete de Rodillos Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Diamante
Diamante Natural Courtesy of
Cono de Rodillos
19
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Cono Dentado/Inserto – Cojinete de Muñón Barrenas
Cortadores Fijos
PDC
Diamante Natural Courtesy of
20
Cono de Rodillos
Diamante
TSP
Diamante Impregnado
Conos dentados
Insertos
Cojinete de Rodillos
Cojinete de Fricción
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Mecanismos de Falla en las Rocas
21
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Mecanismos de Falla Mecanismos de Falla • Falla por Esfuerzo Cortante
•
Barrena PDC
ESFUERZO CORTANTE CONTINUO
Falla por Esfuerzo de compresión BARRENA DE CONO DE RODILLOS
COMPRESIÓN CÍCLICA
Courtesy of
22
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Resistencia de la Roca • Resistencia a Esfuerzos Cortantes
• Resistencia a Esfuerzos de Compresión
Courtesy of 23
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Mecanismos de Perforación • Falla a Esfuerzos de Compresión
Courtesy of 24
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Mecanismos de Perforación • Falla a Esfuerzo Cortante BARRENA PDC ESFUERZO CORTANTE CONTINUO
Courtesy of 25
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Mecanismos de Perforación • Falla por Esfuerzo Cortante / Esfuerzo por Compresión
DIAMANTE NATURAL O BARRENA IMPREGNADA TRITURAMIENTO Y ABRASIÓN CONTINUOS Courtesy of 26
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Mecanismo de Perforación Vs Tipo de Barrena Rayado y raspado
Cono Dentado
Cincelado y Triturado
Inserto
Cizallamiento
PDC
Surcos
Diamante Natural
Molienda
Diamante Impregnado
Courtesy of 27
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Clasificación de Barrenas de la IADC
28
BARRENAS DE PERFORACIÓN 5 17 G
Clasificación IADC – Cono de Rodillos
Serie de Estructura de Corte Soft Formations with Low Compressive Strength and High Drillability STEEL TOOTH Medium to Medium Hard BITS Formations with High Compressive Strength Hard Semi-Abrasive and Abrasive Formations Soft Formations with Low Compressive Strength and High Drillability
8-1/2” EHP 51 INSERT BITS
Soft to Medium Formations with Low Compressive Strength Medium Hard Formations with High Compressive Strength Hard Semi-Abrasive and Abrasive Formations Extremely Hard and Abrasive Formations
1 2 3 4 5 6 7
Tipo de Estructura de Corte (1 a 4) 1 se refiere a la formación más blanda en una serie particular y 4 se refiere a la formación más dura dentro de la misma serie.
Descripción de Cojinetes Standard Roller Bearing Roller Bearing Air Cooled Roller Bearing Gauge Protected Sealed Roller Bearing Sealed Roller Brg Gauge Protected Sealed Friction Bearing Sealed Frction Brg Gauge Protected
1 2 3 4 5 6 7
8
Ref: SPE 23937 El Sistema de Clasificación29 de Barrenas de Rodillos de la IADC.
Características Disponibles (Opcional) A - Air Application B - Special Bearing Seal C - Center Jet D - Deviation Control E - Extended Nozzles G - Gauge/Body Protection H - Horizontal Steering Appl. J - Jet Deflection L - Lug Pads M - Motor Application S - Standard Steel Tooth T - Two Cone Bit W - Enhanced Cutting Structure X - Predominantly Chisel Tooth Insert Y - Conical Tooth Insert Z - Other Shape Insert
BARRENAS DE PERFORACIÓN
M432
Clasificación IADC– Cortador Fijo Material del Cuerpo Acero o Matriz. Densidad del Cortador PDC: 1 a 4, barrenas de diamante: 6 a 8 (mientras menor sea la cantidad, más ligera será la barrena).
12-1/4” DS66H
Tamaño de Cortador / Tipo para cortador PDC, 1 indica >24 mm, 2 está entre 14 y 24 mm, 3 está entre 8 y 14 mm y 4 es más pequeño que 8. Para barrenas de diamante, 1 representa diamante natural, 2 es para TSP, 3 es una combinación de diamante natural y TSP y 4 es para impregnada .
Perfil. El último dígito indica el estilo general del cuerpo y varía desde 1 (perfil plano) a 4 (estilo de turbina con flancos largos). Los códigos IADC para cortador fijo únicamente tienen la intención de ser un medio para caracterizar el aspecto físico general de las barrenas de cortador fijo. A diferencia de la clasificación IADC para las barrenas de rodillos, estos códigos no representan una guía para la aplicación. Ref: SPE 23940 Desarrollo de un nuevo sistema de clasificación de barrenas de cortador fijo de la IADC. 30
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Códigos IADC Diente 1-1
Blando 1
2
1-3
3
Duro
2-1 31
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Códigos IADC Diente Blando
4-1 1 Inserto
2
4
3
5 6 7
Duro
8
8-3 32
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Códigos IADC Diente
PDC
Blando 1 Inserto 2
4
3
5 6 7
Duro
8 33
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Códigos IADC Diente
PDC
Blando 1 Inserto 2
4
3
5 6
Diamante
7 Duro
8 34
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Códigos IADC Diente Blando
PDC
1 Inserto 2 3
4 Diamante Impregnado
5 6
Diamante
7 Duro
8
35
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Código IADC para Clasificación de Barrenas desgastadas
36
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Código IADC para Clasificación de Barrenas desgastadas La International Association of Drilling Contractors (Asociación Internacional de Contratistas de Perforación), ha desarrollado una metodología estándar para describir las barrenas usadas. Esta información es esencial para el análisis detallado para la operación de las barrenas. La metodología está compuesta de un código de 8 caracteres que describe el desgaste de la barrena y la razón por la que se sacó la barrena. Estructura de Corte HILERAS INTERIORES
HILERAS EXTERIORES
desgastada
UBICACIÓN
37
B
G
Sello de Balineras
CALIBRE 1/16”
Comentarios OTRAS CARACT..
RAZÓN PARA SACARLA
BARRENAS DE PERFORACIÓN Estructura de Corte HILERAS INTERIORES
HILERAS
desgastada
UBICACIÓN
EXTERIORES
B
G
Comentarios
Sello de Balineras
CALIBRE 1/16”
OTRAS
RAZÓN PARA SACARLA
.
CARACT
La estructura de corte se califica de 0 a 8 dependiendo del porcentaje de la estructura de corte que se perdió (0 = Intacta, 8 = 100% de desgaste). Barrenas de Cono de Rodillos
Barrenas de Cortador Fijo
0
1
Estructura de Corte Interior (todas las hileras interiores)
Estructura de corte exterior (únicamente la hilera que determina el Cono 3 tamaño)
38 Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone Product Technology Reference Information
2
3
4
5
6
7
8
Cono 1
Cono 2
BARRENAS DE PERFORACIÓN Estructura de Corte Hileras Interiores
Hileras Exteriores
desgastada
Barrenas de Cortador Fijo BF – Falla de Adherencia BT – Cortadores Rotos BU - Embolada CT – Cortadores cincelados ER - Erosión HC – Dañada por Calor JD - daño por chatarra metálica LN – Tobera Perdida LT – Cortador perdido NR – No se puede volver a correr PN – Tobera tapada RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado RR – Se puede volver a correr SS – Desgaste de autoafilado TR – “Tracking” WO – barrena lavada WT – Cortadores gastados NO - No tiene características de desgaste
UBICACIÓN
B
G
BRNG/ SELLOS
CALIBRE 1/16”
Comentarios OTRAS CARACT.
RAZÓN PARA SACARLA
Barrenas de Cono de Rodillos *BC – Cono Roto BF – Falla de Hueso BT – Dientes/Cortadores Rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono Agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – Desgaste en crestas planas HC – Dañanda por calor JD - daño por chatarra metálica *LC – Cono perdido
LN – Tobera perdida LT – Dientes/Cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera tapada/pasaje de flujo tapado RG – Calibre redondeado RO - desgaste anillado SD – Faldón dañado SS – Desgaste de autoafilado TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste * Mostrar cono debajo de la localización 4
Observe que esto es para características de desgaste primario.
Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone39Product Technology Reference Information
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Cortador Fijo – Características Principales de Desgaste CORTADORES DE POSTE O DE PERNO SIN DESGASTE
(NO)
CORTADORES DE CILINDRO
SIN DESGASTE
(NO)
CORTADOR CORTADOR DESGASTADO ROTO
(WT)
CORTADOR PERDIDO
FALLA DE ADHERENCIA
(LT)
(BF)
(BT)
CORTADOR CORTADOR DESGASTADO ROTO
(WT)
Courtesy of 40
(BT)
EROSIÓN (ER)
CORTADOR FALLA DE PERDIDO ADHERENCIA
(LT)
(BF)
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Cortador Fijo
BF – Falla de adherencia BT – Cortadores rotos BU - Embolado CT – Cortadores cincelados ER - Erosi ón HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica LN – Tobera perdida LT – Cortador perdido NR – No se puede volver a correr PN – Tobera tapada RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado RR – Se puede volver a correr SS – Desgaste de autoafilado TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone Product Technology Reference Information
BU - Embolada
41
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Cono de Rodillos
*BC – Cono roto BF – Falla de adherencia BT – Dientes/cortadores rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de Cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – Desgaste en crestas planas HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica *LC – Cono perdido
LN – Tobera perdida LT – Dientes/cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera/pasaje de flujo tapados RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado SD – Faldón dañado SS – desgaste de autoafilado TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste * Mostrar cono en localidad 4
Ref : IADC Drilling Manual – Eleventh Edition 42
BU – Barrena Embolada (primaria) CD – Cono atascado (secundaria)
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Cortador Fijo
BF – Falla de adherencia BT – Cortadores rotos BU - Embolada CT – Cortadores cincelados ER - Erosi ón HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica LN – Tobera perdida LT – Cortador perdido NR – No se puede volver a correr PN – Tobera tapada RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado RR – Se puede volver a correr SS – Desgaste de autoafilado TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste
CT – Cortador cincelado
Ref : Reed Hycalog PDC & Roller 43 Cone Product Technology Reference Information
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Cortador Fijo BF – Falla de adherencia BT – Cortadores rotos BU - Embolada CT – Cortadores cincelados ER - Erosi ón HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica LN – Tobera perdida LT – Cortador perdido NR – No se puede volver a correr PN – Tobera tapada RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado RR – Se puede volver a correr SS – Desgaste de autoafilado TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste
LT – Cortador Pérdido
Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone Product Technology Reference Information 44
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Cono de Rodillos *BC – Cono roto BF - Falla de adherencia BT – Dientes/cortadores rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – Desgaste en crestas planas HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica *LC – Cono perdido
LN – Tobera perdida LT – Dientes/cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera/pasaje de flujo tapados RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado SD – Faldón dañado SS – Desgaste de autoafilado TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste * Mostrar cono en lugar 4
Ref :Manual de Perforación IADC Edición Décimoprimera 45
BT – Dientes/Cortadores Rotos
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Cortador Fijo BF – Falla de adherencia BT – Cortadores rotos BU - Embolada CT – Cortadores cincelados ER - Erosi ón HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica LN – Tobera perdida LT – Cortador perdido NR – No se puede volver a correr PN – Tobera tapada RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado RR – Se puede volver a correr SS – Desgaste de autoafilado TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste
La
RO – desgaste anillado
Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone Product Technology Reference Information 46
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Cono de Rodillos *BC – Cono roto BF - Falla de adherencia BT – Dientes/cortadores rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – Desgaste en crestas planas HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica *LC – Cono perdido
LN – Tobera perdida LT – Dientes/cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera/pasaje de flujo tapados RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado SD – Faldón dañado SS – Desgaste de autoafilamiento TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste * Muestre cono abajo del lugar 4
Ref : Manual de Perforación de IADC- Edición Once 47
JD – daño por chatarra metálica
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Cortador Fijo BF – Falla de adherencia BT – Cortadores rotos BU - Embolada CT – Cortadores cincelados ER - Erosi ón HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica LN – Tobera perdida LT – Cortador perdido NR – No se puede volver a correr PN – Tobera tapada RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado RR – Se puede volbver a correr SS – Desgaste de autoafilamiento TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste
WT – Cortadores Desgastados
Ref : Reed Hycalog48PDC & Roller Cone Product Technology Reference Information
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Conos de Rodillos *BC – Cono roto BF - Falla de adherencia BT – Dientes/cortadores rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – desgaste en crestas planas HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica
*LC – Cono perdido
LN – Tobera perdida LT – Dientes/cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera/pasaje de flujo tapado RG – Calibre redondeado RO - desgaste anillado SD – Faldón dañado SS – Desgaste de autoafilamiento TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste * Mostrar el cono abajo del lugar 4
Ref : Manual de Perforación de la IADC- Edición Once 49
SD – Faldón Dañado
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Conos de Rodillos *BC – Cono roto BF - Falla de adherencia BT – Dientes/cortadores rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – Desgaste en crestas planas HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica *LC – Cono perdido
LN – Tobera perdida LT – Dientes/cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera/pasaje de flujo tapados RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado SD – Faldón dañado SS – Desgaste de autoafilamiento TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste * Mostrar el cono abajo del lugar 4
TR - Tracking 50
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Conos con Rodillos *BC – Cono roto BF - Falla de adherencia BT – Dientes/cortadores rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – Desgaste en crestas planas HC – dañada por calor JD - daño por chatarra metálica *LC – Cono perdido
LN – Tobera perdida LT – Dientes/cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera/pasaje de flujo tapados RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado SD – Faldón dañado SS – Desgaste de autoafilado TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste * Muestre el cono abajo del lugar 4
Ref : Manual de Perforación de la IADC – Edición once 51
SS – Desgaste de Autoafilado
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Características de desgaste – Algunos Ejemplos Barrenas de Conos de Rodillos *BC – Cono roto BF - Falla de adherencia BT – Dientes/cortadores rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono Agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de Cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – Desgaste en crestas planas HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica *LC – Cono perdido
LN – Tobera perdida LT – Dientes/cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera/pasaje de flujo tapado RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado SD – Faldón dañado SS – Desgaste de autoafilamiento TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste * Muestre el cono en el lugar 4
Ref : Manual de Perforación de la IADC- Edición Once 52
ER – Erosión
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Código IADC para Clasificación del desgaste de Barrenas Estructura de Corte INNER ROWS
OUTER ROWS
DULL CHAR
LOCATION
B
G
BRNG/ SEALS
GAUGE 1/16”
Comentarios Otras Caract.
Razón para sacarla
Barrenas de Cortador Fijo Barrenas de Cono de Rodillos
N – Hilera de la Nariz M – Hilera intermedia G – Hilera del calibre A – Todas las Hileras
Cono 1, 2 o 3
C - Cono N - Nariz T - Ahusamiento S - Hombro G - Diámetro Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone Product Technology Reference 53
Information
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Código IADC para Clasificación del desgaste de Barrenas Estructura de Corte HILERAS INTERIORES
HILERAS EXTERIORE S
TIPO DE DESGASTE
Barrenas de Cortador Fijo
Este cuadro es para barrenas de conos de rodillos. Las barrenas de cortador fijo siempre van a estar designadas con una "X".
UBICACIÓN
B
G
BRNG/ SELLOS
TAMAÑO 1/16”
Comentarios OTRAS CARACT.
RAZÓN PARA SACARLA
Barrenas de Conos de Rodillos
Cojinetes no Sellados Una escala lineal que estima la vida usada del cojinete. (0 –No se ha usado la vida útil, 8 – Se usó toda la vida útil, es decir no queda vida útil en el cojinete.
Cojinetes Sellados E – Sellos siguen Efectivos F – Fallaron los Sellos N – No se pudo calificar Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone54Product Technology Reference Information
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Código IADC para Clasificación del desgaste de Barrenas Cutting Structure HILERAS INTERIORES
HILERAS EXTERIORES
TIPO DE DESGASTE
UBICACIÓN
B
G
Sello de las Balineras
DIÁM. 1/16”
Remarks OTRAS CARACT.
RAZÓN PARA SACARLA
Para Todas las Barrenas La letra “I” se usa para designar barrenas que están en su diámetro.
Si la barrena tiene menos del diámetro que debe tener, la cantidad se registra redondeando al 1/16” más cercado de una pulgada. Por ejemplo, si la barrena tiene 1/8” menos de tamaño, esto se reporta como 2/16 o frecuentemente tan solo como 2. Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone55Product Technology Reference Information
BARRENAS DE PERFORACIÓN Estructura de Corte HILERAS INTERNAS
HILERAS EXTERNAS
TIPO DE DESGASTE
UBICACIÓN
B
G
Notas
Sello de Balineras
DIÁMETRO 1/16”
OTRAS CARACT.
RAZÓN PARA SACARLA
Esto es para las características de desgaste secundarias y utiliza los mismos códigos que para las características de desgaste p rimarias. Barrenas de Cortador Fijo BF – Falla de adherencia BT – Cortadores rotos BU - Embolada CT – Cortadores cincelados ER - Erosión HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica LN – Tobera perdida LT – Cortador perdido NR – No se puede volver a correr PN – Tobera tapada RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado RR – Se puede volver a correr SS – Desgaste de autoafilamiento TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Cortadores desgastados
NO - No tiene características de desgaste
Barrenas de Cono de Rodillos
*BC – Cono roto
LN – Tobera perdida LT – Dientes/cortadores perdidos OC – Desgaste descentrado PB – Barrena deformada PN – Tobera/pasaje de flujo tapados RG – diámetro externo desgastado RO - desgaste anillado SD – SFaldón dañado SS – Desgaste de autoafilamiento TR - Tracking WO – barrena lavada WT – Dientes/cortadores desgastados NO - No tiene características de desgaste
BF - Falla de adherencia BT – Dientes/cortadores rotos BU – Barrena embolada *CC – Cono agrietado *CD – Cono atascado CI – Interferencia de cono CR - Cortado de núcleos CT – Dientes/cortadores cincelados ER - Erosión FC – Desgaste en crestas planas HC – Dañada por calor JD - daño por chatarra metálica * Muestre el cono en el lugar 4 *LC – Cono perdido
Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone Product Technology Reference Information 56
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Código IADC para Clasificación del desgaste de Barrenas Estructura de Corte HILERAS INTERIORES
HILERAS EXTERIORES
TIPO DE DESGASTE
UBICACIÓN
B
G
Sello de Balineras
DIÁMETRO 1/16”
Notas OTRAS CA.RACT.
RAZÓN PARA SACARLA
Para Todas las Barrenas BHA – Cambiar el ensable de fondo de pozo DMF – Falla del motor en el pozo DSF – Falla de la sarta de perforación DST – Prueba de la Sarta de perforación DTF – Falla de la herramienta de fondo de pozo RIG – Reparación del equipo de perforación CM – Condición del lodo CP – Punto para sacar núcleos DP – Taponamiento del pozo FM – Cambio de formación
HP – problemas de pozo HR - Horas PP – Presión de Bombeo PR – Velocidad de perforación TD – Profundidad total / Punto para tubería de revestimiento TQ - Torque TW – Torque excesivo WC – Condiciones climáticas WO – Rotura de la sarta de perforación por fuga hidráulica
Ref : Reed Hycalog PDC & Roller Cone Product Technology Reference Information 57
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Clave para Clasificar desgaste en las Barrenas: ¡Clasifique muchas Barrenas desgastadas!
Foto Cortesía de
58
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Parámetros de Perforación Vs Desempeño de la Barrena
59
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Formación de Recortes • La carga del diente supera la resistencia a la compresión de la roca y genera un cráter. • El raspado ayuda a quitar los recortes de los cráteres.
Cortador
La presión en el pozo provoca un efecto de retener abajo los recortes
Formación Courtesy of 60
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Remoción de los Recortes • Se requiere retirar los recortes para permitir que se formen nuevos recortes Los materiales hidráulicos ayudan a mover los recortes
Cortador
Formación Cortesía de
61
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Respuesta al Peso sobre la Barrena (WOB)
REMOCIÓN DE RECORTES
ROP
CREACIÓN DE RECORTES
0 0 Cortesía de
PESO sobre la Barrena 62
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Respuesta a las RPM
ROP
CREACIÓN DE RECORTES
0 0
RPM
Cortesía de 63
REMOCIÓN DE RECORTES
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Efectos de la Excentricidad
Excentricidad Reducida
Excentricidad Pronunciada
– 0º - 2º – Raspado de diámetro Reducido – Más Durable – Perforación más Lenta –Formaciones Abrasivas / Duras
– 3º - 5º – Raspado de mayor diámetro – Menos Durable – Perforación más Rápida – Formaciones Blandas / Pegajosas
Cortesía de
64
BARRENAS DE PERFORACIÓN Velocidad de perforación (ROP) Vs Sobre Balance Datos basados en una Barrena de 7-7/8” con 30 klbs a 60 RPM
Cortesía de
65
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Aspectos Económicos de las Barrenas
66
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Aspectos Económicos de las Barrenas de Perforación Costo por Pie
C
Donde:
Cf Cb Cr tb
tc tt
∆D
Costo por pie ($/ft)
f
C b + C r (tb + t c + tt ) = ∆D
Costo de la barrena ($) Tarifa global diaria de la operación ($/día) Tiempo Girando (hrs) Tiempo para hacer las conexiones (hrs) Tiempo de viaje redondo (hrs) Cantidad de pies perforada Ref: SPE Applied Drilling Engineering, 1986 Edition 67
Si se está usando un motor de lodos, se puede añadir el costo a la Tarifa global diaria de la operación
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Aspectos Económicos de las Barrenas de Perforación Costo por Pie Donde:
Cf CbC
C Costo por pie ($/ft) Costo de la barrena ($)
r
Tarifa global diaria de la Operación ($/día)
td
Tiempo de perforación (hrs)
tt
Tiempo de Viaje redondo (hrs)
∆D
f
C b + C r (td + tt ) = ∆D
Cantidad de pies perforada
68
Combinando tiempo de rotación y circulación
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Selección de Barrenas
69
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Espectro para la Aplicación de las Barrenas
Velocidad de Perforación
PDC
Cono Dentado Inserto
Diamante Impregnado y Natural Resistencia a la Compresión de la Formación
DP
Cortesía de
70
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Proceso de Selección de Barrenas
¿Cuál?
Courtesy of
71
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Selección de Barrenas Barrena de compactos de diamante policristalino (PDC)
Ventajas • Alta Velocidad de Perforación • Potencial de Larga Vida
Consideraciones • Daño por Impacto • Abrasividad • Estabilidad Cortesía de
72
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Selección de Barrenas Barrena de Dientes
Ventajas • Alta Velocidad de Perforación • Buena Estabilidad • Económica
Consideraciones • Velocidad de Desgaste de Dientes • Vida del Cojinete Courtesy of 73
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Selección de Barrenas Barrena de Insertos
Ventajas •Durabilidad de la Estructura de Corte • Rango de Formaciones • Tolerancia entre Capas • Se puede dirigir y es estable
Consideraciones • Velocidad de Perforación más Lenta • Vida de los Cojinetes Cortesía de 74
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Selección de Barrenas Barrenas de Diamante Natural e Impregnado Ventajas • Muy Durable • Capacidad para Roca Dura • Riesgo de sufrir daño en contacto con residuos metálicos en el pozo Consideraciones • Velocidad de Perforación más lenta • Sensibilidad a las RPM • Aplicaciones de costo elevado Courtesy of
75
BARRENAS DE PERFORACIÓN
El Proceso de Selección de Barrenas
Courtesy of 76
BARRENAS DE PERFORACIÓN
¿Qué es lo que se Analiza? Datos de los
Objetivos
Pozos vecinos
Geología
Otros
Limitaciones
Cortesía de
77
BARRENAS DE PERFORACIÓN Geología – Análisis Litológico
78
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Análisis Litológico Dificultades Potenciales • Embolado en Horda y Balder • Vibración en Arenisca Grid • Pirita en Balder y hacia abajo • Intercalaciones (40k psi) • Arenas Abrasivas • Caliza Ekofisk Dura
Cortesía de 79
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Geología Estructural
Cortesía de
80
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Geología Estructural Fallas En los campos Cusiana y Cupiagua de Colombia, la misma formación es mucho más dura y abrasiva debajo de la falla. Cortesía de 81
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Geología Ejemplo de una Característica Local La Arenisca Bunter (Reino Unido al sur del Mar del Norte) Localmente dentro del bloque 48 hay una “corteza” cosida dura en la parte superior de esta formación que hace que el aplicar una barrena de compactos de diamante policristalino (PDC) sea demasiado riesgoso. En Bloques adyacentes esta caracteristica no está presente y el intervalo se puede perforar de manera efectiva con barrenas PDC más agresivas y ligeras .
Cortesía de 82
BARRENAS DE PERFORACIÓN
¿Qué es lo que se Analiza?
Datos de los
Objetivos
Pozos vecinos
Geología
Otros
Limitaciones
Cortesía de
83
BARRENAS DE PERFORACIÓN Registros Eléctricos , Registros Geológicos de lodo, Reportes Diarios de Perforación y Reportes de la Herramienta de Fondo
Anadrill
MWD/LWD BIT RUN SUMMARY
JOB NUMBER
COMPANY REP.
20078
DATE IN
Hans J. Rusnes
DATE OUT
01-Nov-00 06-Nov-00
COMPANY
HOLE DEPTH - FROM
Statoil
Glitne
BIT-TO-SURVEY
MODULATOR GAP
10.85m
CONE LOCK
N/A
YES
N/A
GAUGE
YES
2578 / 3550
IADC CUTTING STRUCTURE INNER ROW
DULL CHAR
N/A
N/A
LOCATION
1
8*13 / 1.037
26m LWD DRILL FT/M
40
1312m
REMARKS
GAUGE 1/16°
N/A
LWD REAM FT/M
LWD DRILL HOURS
G
BRNG/ SEALS
N/A
1312m
LWD REAM HOURS
2734 / 3566
B
OUTER ROW
N/A
RT TRANS FT/M
70
NO
JETS / TFA
13.2 LPS / TRIPLEX
1312m
RT TRANS HOURS
VALT / FLOW-MAX
PUMP OUTPUT / TYPE
NO
FT/M DRILLED
70
TRANS FAIL
VALT / FLOW-MIN.
22.21/18.86/34.74/35.97/28
BIT GRADING-MEL
PUMPING HOURS
N/A
N/A
B DEPTH TO GR-RES DEN-POR SON
N/A
OTHER CHAR
EQUIV. DRILLING REASON PULLED
N/A
SOFTWARE VERSION IDEAL
1270 m
DEPTH
PowerDrive900 / 9 1/4" / 90004
BENT HOUSING ANGLE
N/A
BENT SUB ANGLE
TD
40
TIME LWD BELOW ROTARY
BOT
ID6_1x_12r ADVISOR
N/A
MWD CODE
6.1C-05
SPM
Isonic
5.0B10 M-10
PUMPING HOURS S/N
865
MMA
411
MTA
626
MEA BHA/ MDI MSSC
GB
77715-4
MSSC
JC
304063-3 023
GRA
START
CUM
0 0 0
70 70 70
0 0 0
70 70 70
6.0B42
5.0C05
CDR
LWD S/N
START
30
6.0x05
ADN
PUMPING HOURS
CODE
Fail Y/N
FT/M
70
N
1338
DWOB
-
DTOR
-
MAG
-
0 0
387
70 70
N
SUR
70
N
1338
RGAS/ CDAS
CDRES
70
N
1338
DFS
CDLDS
CDRGR
70
N
1338
DFS MD C
RGCS
CDRTEMP
70
N
1338
TRAN
RGLS
CDR ECD
70
N
1338
SLK
RNGS
CDR SHK
70
N
1338
SZR
NDDC
LWDSON
70
N
1338
RES
NDPC
FLS
DSS
DLS
CDR
ADN
IWOB
NDPH
FLW
DSW
DLW
CDW
CDW
ISS
NDSE
MSB
NDSS
BSS
NDPS
CDR# #
XOS
NDLX
CHECK SHOT TYPE:
CSB
ENP
0
001
ENP
70
0
001
70
FT/M
1338
TAA
70
Fail Y/N
-
PRS
0
HRS
70
SHK
CDEA RGEH/ CDEH
11779
HRS.
RECORDED TIME
HRS
ACC
8989
100
HRS.
REAL TIME
CUM TEMP
RGM
8 1/4"
ADN
DOWNHOLE MOTOR TYPE / SIZE / SN
111.4m
T/F ANGLE
N/A
0.12
13.24m BIT-TO-M10 ROP
TEETH
T/F ARC
-3.60° / -1.380°
8 1/4"
Reed-Hycalog/DS130B1DF+NSUV/24510
WATER DEPTH
12 1/4"
MAG DEC / GRID
2012-2014
B. Ribesen SONIC
8 1/4"
13 3/8"
336.47°
HOLE SIZE
3 CDR
SIZE BIT MFG / MODEL / IADC CODE
TO
179.89°
LOCATION
CELL MGR.
LAST CASING
41.77°
AZIMUTH - FROM
15/6-A-2-H
1 MWD
TO
32.15°
WELL NAME
RIG BIT RUN NO.
COLLAR SIZE
2589m
DRIFT - FROM
Byford Dolphin
LWD RUN NO.
3
TO
1277m
RIG NAME
FRAME FORMAT USED / DTL
PAGE 1 OF 4
MWD RUN NO.
CDR RECORDED ONLY
SONIC
CDN RECORDED ONLY
READ-OUT PORT TO BIT:
0
827
ISONIC DC&E
70
33.45
ADN
SON
DEPTH:
INCL:
10.85
M-10
AZI:
OPERATING CONDITIONS AVG ROP (m/hr)
AVG RPM
33 BIT/SEC / CARRIER
AVG PP (bar)
150 MAX CIRC TEMP (°C)
3bps / 12Hz
AVG LPM
200
3500
AVG WOB (T)
85
4
12
Cortesía de
O-OIL%_____ 80
S-SALT H2O
K-KCL TURBINE
M-LIME MURREX
P-POLYMER JAMMING
X-________
ROTOR PRT. NO.
STATOR PRT. NO.
84
NORMAL
SURFACE
OTHER
DOWNHOLE
SUMMARY
YES
NOISE PROBLEMS
MAX SHOCK DUR.
-
-
SAND %
YES
1.5
NO
TOOL JAMMING
PRES INCR AT FAIL
NO TIME FLOAT SUB
NONE
MINS. LOST RIG TIME
NO
YES
NO
2
HRS
SURF. SYS FAIL
YES
LCM
LCM BEADS
HEMATITE BARITE
TYPE SIZE
NONE
GILSONITE
CONC
OBM TDH SHOCK
B-BUILD
M-MOTOR
H-PACKED HOLE
P-PENDULUM
P-PDC
A-PDC A
BIT TYPE
DUE TO MWD
YES
MUD ADDITIVES
NO
lb/BBL
BHA TYPE
20
SYNC TIME
END MUD RES
203
SOLID %
S- STEERABLE X-OTHER MOD TYPE
D-DIAMOND
M10 COLLAR
1.45
MAX MWD SHOCK
MUD CLEAN L-LIGNO
END MUD WT. (sg)
28
AVG TORQ (kNm)
MUD TYPE F-FRESH H20
END VIS
N-NORMAL
M3
I-INSERT TRIP TERM DUE
M-MILL TOOTH X-________ S-SINUSOIDAL CLIENT SURFACE BHA VIBRATION SURFACE
DIRECTLY TO MWD
INCONVENIENCE
YES
NO
YES
NO
VIBRATION
YES
M10
SCREEN
NO
YES
NO
YES
NO
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Datos de Pozos vecinos – Registros de Barrenas WELL NAME : 15/5-5 Run Bit Type Size Mnf Bit Name IADC TFA In Out Meters Hours ROP RPM No inch in2 m m m m/hr 1 Mill Tooth 17.5 SEC SS44GLTJ 135M 0.838 210 210 74 7.4 10.0 19 88 HO 36 GRNT 6980 0.920 210 210 74 7.4 10.0 19 88 2 Mill Tooth 24 HTC ATX-CG1 115 1.595 210 210 0 1.2 0.0 11 50 3 Mill Tooth 17.5 STC MSDGHC 135 1.181 210 1000 790 16.5 47.9 45 95 4 PDC 12.25 HYC DS70HFG S424 0.752 1000 1549 549 19.4 28.3 122 165 5 Insert 8.5 HTC ATMGT-P09D 437 0.518 1549 2158 609 17.4 35.0 90 132 6 Core 8.5 DBS CD93 M626 0.700 2158 2176 18 1.0 18.0 80 107 7 Core 8.5 DBS CD93 M626 0.700 2176 2182 6 0.5 12.0 50 83 8 Core 8.5 DBS CD93 M626 0.700 2182 2200 18 1.3 13.8 80 104 9 Insert 8.5 HTC ATMGT-P09D 437 0.518 2200 2645 445 22.3 20.0 70 123
WOB ton ton 0 14 0 14 5 11 0 22 0 20 1 15 2 10 2 11 1 2 0 18
Flow l/min l/min 1750 4150 1750 4150 3542 3600 3522 4432 2110 2560 2500 2600 1300 1300 1300 1300 832 832 1360 1590
SPP bar bar 16 95 16 95 51 55 100 180 157 190 236 305 62 98 58 95 50 76 219 268
Bit Du I O DC
2 3 NO 8 6 RO 5 4 BT 1 2 CT 1 4 CT 6 6 BT
WELL NAME : 15/5-6 Run Bit Type Size Mnf Bit Name No inch 1 Mill Tooth 17.5 SEC SS33SGJ4 HO 26 Darrot HO 2 Mill Tooth 17.5 SEC SS33SGJ4 3 Mill Tooth 17.5 RTC MS11GC 4 Mill Tooth 12.25 STC MSDGH 5 PDC 8.5 HYC DS56DGJV 6 Core 8.5 DBS CD93 7 PDC 8.5 HYC DS56DGJV RR
Cortesía de
IADC TFA In Out Meters Hours ROP RPM in2 m m m m/hr 115M 1.117 134 196 62 7.9 7.8 70 90 114 0.746 134 196 62 7.9 7.8 70 90 115M 1.117 196 200 4 1.0 4.0 70 70 115 1.117 200 1002 802 21.9 36.6 120 140 135 2.111 982 1005 23 3.0 7.7 70 80 M432 0.720 1005 2180 1175 23.7 49.6 165 177 M626 0.700 2180 2205 25 1.8 13.9 80 120 M432 0.720 2205 2725 520 17.1 30.4 114 176
85
WOB Flow SPP Bit Du ton ton l/min l/min bar bar I O DC 2 5 4900 145 2 2 WT 2 5 4900 145 4 7 4100 106 1 9 4150 210 2 2 WT 3 10 2585 69 3 3 CD 1 6 2562 210 1 1 CT 2 4 941 53 1 1 NO 1 12 2550 240 2 2 WT
BARRENAS DE PERFORACIÓN 1983
1986
Courtesy 86 of
1990
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Datos de Pozos vecinos - Análisis Bit ATX11H ATM22 ATM22 ATM22
Depth Out Interval 2253 1311 2729 0 2729 476 2816 87
Hours 69 0 77 19
R.O.P. 19 0 6.2 4.6
2 0 8 4
Dull Condition 2 BT M E I No 0 A E 0 7 BT A E 2 BT 4 CT H E 1 JD
HR TD PR TD
1ª Corrida: Se sacó demasiado temprano 2ª Corrida: No hubo avance en pies 3ª Corrida: Daño importante en la estructura de corte 4ª Corrida: ¿daño por chatarra metálica? Casi una sección de dos barrenas 87
Courtesy of
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Datos de Pozos vecinos - Análisis de Parámetros ROP Vs Torque promedio y Profundidad ROP v Average Torque v Depth ROP
Average Torque
160
25 20
ROP (fph)
120 100
15
80 10
60 40
5
20
Cortesía de
88
14010
13955
13900
13845
13790
13735
13680
13625
13570
13515
13460
13405
13350
13295
13240
13185
13130
13075
13020
12965
12910
12855
12800
12745
12690
12635
12580
12525
0 12470
0
Torque (Kft/lbs)
140
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Datos de Pozos vecinos – Puntos de Referencia • Desempeño de pozo promedio • Desempeño de intervalo promedio • Desempeño de corrida individual promedio • Promedios seleccionados (El mejor o el más reciente) • Promedios seleccionados (por otros datos) Cortesía de
89
BARRENAS DE PERFORACIÓN
¿Qué es lo que se Analiza? Datos de los Pozos vecinos
Objetivos
Geología
Otros
Limitaciones
Cortesía de
90
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Definición del Objetivo • Pregúntele al cliente ¡qué es lo que quiere! • Durabilidad, Velocidad de Perforación, Direccional, Costo, Condición de desgaste, Horas, (normalmente todo) • Determine la viabilidad • Finalice y llegue a un acuerdo respecto a los objetivos
Courtesy of
91
BARRENAS DE PERFORACIÓN
¿Qué es lo que se Analiza? Datos de los
Objetivos
Pozos vecinos
Geología Limitaciones
Otros Courtesy of 92
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Reconocimiento de las Limitaciones •
Restricciones de operación (Especificaciones del equipo de perforación, etc.)
•
Restricciones Contractuales
•
Restricciones Económicas
•
Cambios de mentalidad Courtesy of 93
BARRENAS DE PERFORACIÓN
¿Qué es lo que se Analiza? Datos de los
Objetivos
Pozos vecinos
Geología
Otros Limitaciones
Courtesy of
94
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Otros Factores (Lodo) • Propiedades del Lodo (fluido base, densidad, aditivos, etc.) • Hidráulica de la barrena (especialmente crítica en WBM) • Tasas de circulación (Gasto) máximo / mínimo • Lubricidad del lodo (efectos en la vibración y en las barrenas impregnadas) Courtesy of 95
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Otros Factores 20.00 18.00
ROP & Mud Weight vs Well Number
-2.00 -1.80 -1.60
14.00
-1.40
12.00 10.00
-1.20 -1.00
8.00
-0.80
6.00 4.00
-0.60 -0.40
2.00 0.00
-0.20 -0.00
ave
Mud Weight (Sg)
ROP (ft/hr)
16.00
D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20 D21 D22 D24 D24 st rop
mud wt
Well Number
Courtesy of 96
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Otros Factores • Logística • Los lugares remotos requieren una gran carga de inventario. • Planeación para Contingencias • Se necesitan cubrir todas las posibilidades potenciales • Únicamente se puede lograr por medio de comunicaciones efectivas • Aspectos Económicos • Impacto potencial en los ingresos TOTALES Cortesía de
97
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Pruebas de Perforabilidad
98
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Prueba de Perforabilidad La prueba de perforabilidad es un procedimiento sencillo y práctico que fue propuesto por Lubinski (1). Tiene muy poco impacto o ningún impacto en el tiempo del equipo y los resultados son inmediatamente aparentes. El objetivo es encontrar la combinación de WOB y RPM que produzcan la mayor velocidad de Perforación. Todo lo que requiere es un reloj con un segundero, el listado de tubería que entra al pozo (detalle de tubería) y un lápiz. (1) Proposal for Future Tests, A Lubinski - The Petroleum Engineer,99Jan 1958
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Procedimiento de la Prueba de Perforabilidad 1. Determine el peso en la barrena máximo que se puede aplicar dado el tamaño / tipo y herramienta de fondo de su barrena. 2. Seleccione tres RPM’s a las cuales va a realizar la prueba. 3. Pídale al perforador que aplique la primera velocidad de rotación RPM y que gradualmente lleve el peso sobre la barrena hasta el máximo recomendado. Si el peso sobre la barrena máximo no se alcanza antes de que se presenten niveles elevados de torque o de vibración, entonces acepte un peso sobre barrena más reducido. 4. Pídale al perforador que asegure el freno del tambor y que permita que el peso colocado sobre la barrena se disipe al perforar. Anote el tiempo que necesitó para llegar reducir cada 2 Klb en el peso. El menor tiempo requerido para avanzar descargando 2 Klbs será el peso sobre la barrena que dará la mayor velocidad de Perforación con la respectiva velocidad de rotación, RPM. 100
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Procedimiento de la Prueba de Perforabilidad 5. Pruebe en la misma forma las otras RPM’s. 6. Una vez que se completen las pruebas, revise con los datos de choque MWD basados en el tiempo (si están disponibles) para ver si existían condiciones de perforación inestables para alguna combinación en particular de peso sobre la barrena y RPM’s – ver Mejor Práctica InTouch: Optimización de perforación y Shocks. http://intouchsupport.com/intouch/MethodInvokerpage.cfm?caseid= 3287483
7. Con base en la prueba de perforabilidad y los datos de shock seleccione el peso en la barrena y RPM óptimos.. 101
BARRENAS DE PERFORACIÓN
q Proceso: Perforar q Este proceso es la esencia en la construcción de un pozo, de él se inicia todo los elementos que formarán finalmente el proyecto y que culminaría con la producción de las arenas seleccionadas
q Barrena § Herramienta básica del proceso de perforación, conocida igualmente con el nombre de Barrena, Broca ó Trepano § Se utiliza para cortar y penetrar las distintas formaciones que se encuentran en la envoltura rocosa que constituye la corteza terrestre 102
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Lutitas, arcillas y limolitas Areniscas Carbonatos, yeso y dolomitas Domo de sal
§ Su selección dependerá de ese tipo de formación a penetrar en sus distintas fases, tal que la misma pueda atravesarlas en el mejor tiempo posible, garantizando la optimización de su velocidad de penetración (ROP)
103
BARRENAS DE PERFORACIÓN q Tipos de Mechas o Barrenas § Barrenas de Conos: Maquinadas e Insertos § Barrenas de Diamantes Policristalinos (PDC) § Barrenas de Diamantes Naturales § Barrenas para toma de núcleos
104
BARRENAS DE PERFORACIÓN Barrenas de Conos Maquinados ó de Insertos de Carburo de Tungsteno
105
BARRENAS DE PERFORACIÓN Barrenas de Conos Cojinete de Fricción y Canal de lubricidad interna
106
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Barrena de Insertos de Carburo de Tungsteno (Tricónica)
Mecanismo: Trituración 107
BARRENAS DE PERFORACIÓN Barrena de Diamante Natural
Barrena de Diamantes Policristalinos (PDC)
108
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Barrena P.D.C
Mecanismo: Cizallamiento 109
BARRENAS DE PERFORACIÓN
Barrena de Diamante Natural
Mecanismo: Fricción ó Abrasión 110