DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN
PLANIFICACIÓN O DISEÑO DE LA PERFORACIÓN DE UN POZO P OZO Y SELECCIÓN DE TALADRO TALADRO O EQUIPO DE PERFORACIÓN
Realización: Fernando Rincón
GENERALIDADES
El diseño de la perforación de pozos es un proceso sistemático y ordenado que requiere aspectos que sean determinados antes que otros; por ejemplo, para determinar la presión de fractura es necesario conocer la presión de formación
GENERALIDADES
Las etapas a seguir durante el diseño de pozos están bien identificadas y son las siguientes: Recopilación Recopi lación de la información disponible Predicción Predi cción de la presión de formación y fractura Determinación de la profundidad de asentamiento de la tubería de revestimiento Selección de la geometría y trayectoria del pozo Programa de fluidos de perforación Programa de barrenas Diseño de tubería de revestimiento y programa de cementación Diseños de las sartas de perforación Programa hidráulico Selección del equipo de perforación Tiempos Tiemp os estimados de perforación Costos de la perforación Se emplea para el diseño de cualquier tipo de pozo; * * * * * * * * * * * *
¿Cuál es el objetivo de la perfor perforación? ación?
Construir un pozo útil: un conducto desde el yacimiento hasta superficie que permita la explotación racional, en forma segura y al menor costo posible
objetivo de la perfor perforación ación
El diseño de un pozo incluye un programa detallado para perforarlo con las siguientes características: *
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Seguridad durante la operación: personal, equipos y ambiental Costo mínimo Pozo útil; que cumpla con los requerimientos de producción y yacimientos: profundidad programada, diámetro establecido, etc.
Información considerada en la planeación o diseño de la perforación de pozos: 1. Coordenadas del conductor y objetivo: La coordenada nos indicará la posición desde la cual se iniciará la perforación y otra que nos indicará el punto en el cual se localiza el objetivo(s), definiendo así si el pozo es vertical, direccional u horizontal se usa las coordenadas UTM Universal Transversal of Mercator .
Información considerada en la planeación planeació n de la perforación de pozos:
2. Posición Estructural: una vez recopilada la información de pozos vecinos perforados en el área tomado de registros o perfiles geofísicos, se consideran los pronósticos geológicos: *
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Columna geológica esperada: Secuencia alternada de rocas sedimentarias Identificar bloques afallados: para seleccionar pozos vecinos Identificar anomalías geológicas durante la perforación Disponer mapas geológicos: Es para seleccionar sele ccionar los pozos que se revisarán para programar el nuevo pozo
Información considerada considerada en la planeación de la perforación perfor ación de pozos: Columna Geológica Esper Esperada: ada: La Columna litológica consiste en una secuencia alternada de rocas sedimentarias Con los estudios sísmicos y datos geológicos de pozos vecinos perforados, se correlaciona y se obtiene la columna geológica que se espera atravesar en la intervención del pozos a perforar Esta información permitirá determinar la existencia de formaciones con presiones anormales (presiones del fluido anormalmente altas o bajas. Los problemas asociados con sobrepresiones afectan todas las fases fases de la operación. operación. Su conocimiento ayudará a prevenir problemas
Información considerada en la planeación de la perforación de pozos: 2. Posición Estructural:
Información considerada en la planeación de la perforación de pozos: 2. Posición Estructural:
Información considerada en la planeación de la perforación de pozos: 3. Profundidad Total Programada: Profundidad vertical o profundidad total desarrollada a la que se encuentra el objetivo. Según la profundidad vertical, los pozos se clasifican en: * Someros: menores a 8000 ft * Medios: entre 8000 ft y 15000 ft * Profundos: entre 15000 ft y 20000 ft * Ultra profundos: mayores a 20000ft
Información considerada considerada en la planeación de la perforación perfor ación de pozos: 4. Diámetro de la tubería de explotación: El diseño del pozo se realiza a partir de la tubería de explotación; es decir, la planeación se realiza de abajo hacia arriba La tubería de revestimiento es parte esencial en la perforación y terminación de pozos. Los diseños más comunes contemplan la siguiente configuración Conductora Superficial intermedio Explotación * * * *
Información considerada considerada en la planeación de la perforación perfor ación de pozos: 4. Diámetro de la tubería de explotación: Conductora
PROGRAMA DE TOMA TOMA DE INFORMACIÓN: INFORM ACIÓN: Consiste en determinar determinar los intervalos intervalos o profundidades en donde se corren registros, se cortan núcleos o se efectúa alguna pruebas de producción i) Registros: Registros: puede ser monitoreo mientras mientras se perfora y otros son de tipo geofísico
Mientras se perfora
Velocidad de perforación Peso sobre sobre la barrena Velocidad de la rotaria RPM Deteción Deteción H2S y CO2 CO2 Presión de bombeo Litología Toneladas millas , etc
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Porosidad Permeabilidad Saturación Interfases Etc. Ejemlo de registros: resisitividad, SP, neutrón, desnsidad, etc
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Geofísicos
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PROGRAMA DE TOMA TOMA DE INFORMACIÓN: INFORM ACIÓN: ii) Núcleos: único método para realizar mediciones directas de las propiedades de la roca y de los fluidos contenidos en ella.
las principales características petrofísicas que se obtienen a partir de análisis de núcleos son: Litología, porosidad, permeabilidad, saturaciones, interfases, rumbo, otros como Mojabilidad, presión en el espacio poroso, susceptibilidad de acidificación, etc. * * *
PROGRAMA DE TOMA TOMA DE INFORMACIÓN: INFORM ACIÓN: ii) Núcleos: Existen dos métodos para cortar núcleos: núcleos de fondo y núcleos laterales su selección depende de factores como: profundidad del pozo, condiciones del hueco, costo de la operación porcentaje de recuperación. * *
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PROGRAMA DE TOMA TOMA DE INFORMACIÓN: INFORM ACIÓN: ii) Núcleos: Factores que afectan a los núcleos: Lavado de la roca por los fluidos que penetran durante la perforación: desplazamiento de fluidos originales e incremento de agua, Cambios de presión y temperatura instantáneos, a los que son expuestos: alteración o efecto en la medición de la permeabilidad, porosidad y Resistividad. *
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PROGRAMA DE TOMA TOMA DE INFORMACIÓN: INFORM ACIÓN: iii) Prueba de producción - DST : provee una terminación temprana del pozo con el propósito de evaluar de manera rápida el contenido de fluidos y características de la formación que ayudan a determinar si es comercialmente explotable y optimizar su terminación Para su desarrollo se considera estos factores: Condiciones del pozo: historia de perforación, condiciones mecánicas, verticalidad, compactación de la roca Condiciones del lodo: tipo de lodo, densidad, viscosidad, viscosidad, filtrado (reología) Condiciones de la tubería aparejo de prueba: tensión, presión de colapso *
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Recopilación y análisis de la información de pozos de correlación: El aspecto geofísico nos permite conocer, en el área donde se perfora, lo siguiente: Determina la geología del pozo a perforar: información sismológica para conocer la litología a perforar, presión de formación y fractura, propiedades mecánicas de la formación Identificar anomalías geológicas que pueden encontrarse durante la perforación *
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Analizada la información encontrada y realizada la iden identi tifficac icació ión n de los los prin princi cipa pale les s prob proble lem mas operacionales, el estudio finalizará con la elaboración de un plan de perforación
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El plan de perforación y su respectivo procedimiento nos permite la selección adec ad ecua uada da del tal alad adrro de pe perrfo fora raci ción ón,, lo cua uall garantiza que las actividades descritas en dicho plan, tengan asegurado su proceso de ejec ej ecuc ució ión n op oper erac acio iona nal, l, co cont ntan ando do pa para ra el ello lo co con n los equipos acordes con su potencial y capacidad de respuesta
Seleccionar un equipo de perforación implica escoger el equipo que garantice la perforación y el completamiento del pozo de la forma más segura, empleando las mejores técnicas y lo más económico posible.
El proceso de selección de los equipos utilizados en la perforación de un pozo comprende dos etapas básicas que son: Establecer las necesidades de potencia de los motores, resistencia y capacidad del equipo, de acuerdo con las cargas a manejar. Los datos para el diseño se obtienen de las bases de diseño del programa de pozo y las características geológicas de las formaciones. •
Escoger el equipo adecuado para el manejo de las potencias y cargas requeridas en las operaciones normales de perforación. Esta parte es la selección propiamente dicha, dete de term rmin ina a o ev eval alúa úa me medi dian ante te la ap apli lica caci ción ón de la las s ca carg rgas as dis di señ eña ada das, s, la res esis iste ten nci cia a y ca cap pac aciida dad d de lo los s dif ifer ere ent ntes es componentes comprometidos con el manejo de ellas •
SELECCIÓN DEL TALADRO DE PERFORACIÓN: CLASIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS QUE ACTUALMENTE ACTUALME NTE OPERAN EN LA INDUSTRI INDUSTRIA A
SELECCIÓN SELECCIÓN DEL DEL TALADRO TALADRO DE PERFORACIÓN: CLASIFICACIÓN SEGÚN ESPECIFICACIONES
Los principales componentes de un equipo de perforación, terrestre o marino, está constituido por cinco (5) sistemas básicos, que son: 1. Sis isttem emaa de Le Levvan anttam amie ient ntoo 2. Sistema de Rotación 3. Sis isttem emaa de Ci Circ rcul ulac ació ión n 4. Sistema de Seguridad 5. Sistema de Potencia.
Proporciona tanto el equipo necesario como las áreas de trabajo • •
La es esttru ruct ctur uraa sop opor orttan antte El equipo para el izaje o levantamiento de cargas
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Sist Si steema de Lev evan anta tami mieent ntoo
Tie iene ne 3 su sub bco comp mpon onen enttes ma mayyor ores es::
1. Ensamblaje de mesa rotario y/o Top Drive 2. La Sarta de Perforación 3. La Barrena
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Sisstema de Rota Si tacción
Los 4 componentes principales de un sistema circ ci rcul ulan ante te so son: n:
1. El Fluido de Perforación 2. El área de preparación y almacenaje 3. El equipo para el bombeo y circulación de fluidos 4. El equipo y acondicionamiento
área
para
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Los 4 componentes principales de un sistema circ ci rcul ulan ante te so son: n:
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Sist Si steema de Cir irccul ulac ació iónn
Sist Si stem emaa de se segu gurrid idad ad
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Sist Si stem emaa de se segu gurrid idad ad
Se divide en dos partes: 1. Gener Generación ación de Potenc Potencia ia 2. Transm ransmisión isión de potencia potencia:: • •
Transmisión eléctrica Transmisión mecánica
1. Gener Generació aciónn de Potenc Potencia ia La forma más común es el uso de motores de combustión interna Estos motores son normalmente alimentados con combustible Diesel. Su número depende del tamaño del equipo al que van a suministrar la potencia. Muchos equipos modernos tienen 8 motores o más.
p otencia:: 2. Transmisión de potencia Transmisión eléctrica •
La mayoría de los equipos en la actualidad utilizan esta forma de transmisión de potencia Los generadores producen la electricidad que se transmiten a los motores eléctricos a través de cables de conducción eléctrica.
2. Transmisión de potencia: potencia: •
Transmisión mecánica
No es muy utilizada hoy en día aunque todavía se emplee e mplee en algunos equipos viejos Cosiste en una serie de correas, cadenas, piñones dentados y engranajes Se denomina también Sistema de Transmisión Compuesta
SELECCIÓN DEL TALADRO DE PERFORACIÓN Para la selección del taladro, una vez analizada y ordenada la información se llena el formato A.P.I. A.P.I. #D-10 A (Drilling (Drilling Plan Analysis Analysis D.P.A.) D.P.A.) por medio del cual se concluye si el taladro taladro disponible cumple con los requerimientos para una operación segura. Si no se dispone de equipo de perforación, el realizar el formato determinará las especificaciones y requerimientos necesarios para que la perforación del pozo se realice en condiciones seguras..
SELECCIÓN DEL TALADRO DE PERFORACIÓN *
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La industria ha creado un método para la selección óptima de un taladro de perforación: Formato API # D 10-A en ella están contenidos los sistemas involucrados en un taladro de perforación Sistema de Levantamiento Sistema de Rotación Sistema de Circulación Sistema de Potencia Sistema de seguridad
SELECCIÓN DEL TALADRO DE PERFORACIÓN: ESPECIFICACIONES GENERALES DE UN TALADRO - EJEMPLO
SELECCIÓN DEL TALADRO DE PERFORACIÓN: DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES
TÓPICOS COMPLEMENTARIOS.
TÓPICOS COMPLEMENT COMPLEMENTARIOS ARIOS •
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Determinar los costos asociados de las operaciones e ingeniería del pozo en conjunto Puntualizar los mismos en cada sección de los huecos a perforar. Consideraciones para el calculo de costos costos : •
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Mudanza. Transporte General. Misceláneos Labor. Labor. Tasa Tasa diaria del taladro Fluidos de perforación. Mantenimiento General Brocas. Control Direccional. Direccional. Herramientas Herramientas especiales especiales de fondo Tubería de revestimiento. Cementación. Tubería de Completamiento y equipos involucrados Registro Eléctrico. Cañoneo Actividades Complementarias: Núcleos, pruebas, etc.
Estimar tiempos de cada actividad, mejorar tiempo respecto a pozos vecinos,
Graficación o registro diario en tiempo real para observar variantes respecto a lo programado y realizar ajustes
PERFORACIÓN DIRECCIONAL O DESVIADA: • • • • • • •
Causas o razones para perforar direccionalmente Conceptos Básicos Utilizados Herramientas Utilizadas en la perforación direccional Tipos de pozos direccionales Métodos Métodos de estudios estudios direccion direccionales. ales. Ploteo Ploteo de puntos puntos Corrección magnética Diagrama de vectores vectores (orientación (orientación del Tool Fase)
PERFORACIÓN DIRECCIONAL O DESVIADA: •
Causas o razones para perforar direccionalmente
PERFORACIÓN DIRECCIONAL O DESVIADA: •
Conceptos Básicos Utilizados
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Métodos Métodos de estudios estudios direcciona direccionales. les. Ploteo de puntos puntos Corrección magnética es (orientació
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El éxito de la perforación de un pozo, depende •
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óptima planificación inicial. La importancia de un apropiado plan comienza con la decisión de perforar y terminar cuando el pozo está completad adoo y el taladro listo para mudar arsse a otra locac aciión La exactitud con la cual el plan es preparado, contribuirá a una redu re ducc cció ión n de co cost stoos y un unaa di dism smin inuc ució ión n de los pr proobl blem emas as po pote tenc nciial ales es.. El control diario de las operaciones ayudará a realizar correctivos a medida que el pozo se perfora. Anticipar lo inesperado, ya que muchos de los problemas que se pres ese entan en nu nues esttras oper erac aciiones ocur urre ren n en pozos de desar arrrollo y durran du ante te la lass ej ejec ecuc ucio ione ness de ta tare reas as co coti tidi dian anas as La incertidumbre de estos factores conlleva a sobr so bred ediime mens nsio iona nami mien ento to de dell eq equi uip po de pe perf rfor orac ació ión n en enca care reci cien endo do el cossto de co dell pr prooye yect ctoo y red educ ucie iend ndoo la re rent ntab abil ilid idad ad de dell mi mism smoo. Impacto de estudio del yacimiento y desarrollo del activo: el personal y el yacimiento son el mayor valor; los pozos son el mayor costo. No di dise seña ñarr en fu func nció ión n de eq equi uipo poss de pe perf rfor orac ació ión n ex exis iste tent ntes es El diseño ha de ser optimizado y que genere la mayor cantidad de valor
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Well ell plan planin ingg and and rig rig sele select ctio ion. n. Ja Jair iroo C. C. Mor Morel eloo Dril Drilli ling ng cons consul ulti ting ng C.A. C.A. Introducción a la perforación direccional. Schlumberger Imágenes y Fotografías: Google Corp.
