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INTRODUCCIÓN: La primera incógnita que surge cuando se habla de la perforación de pozos horizontales consiste en conocer cómo se genera el empuje necesario para que el trépano logre perforar la roca en forma horizontal, dicha fuerza que en los pozos verticales es suministrada por el peso de parte de los lastra barrena que componen el conjunto de fondo de la columna perforadora, no es aplicable a los pozos horizontales. Para poder perforar con el trépano en el tramo horizontal la técnica usual es reemplazar los lastra barrena con una cantidad equivalente en peso de barras de sondeo extra pesadas (Heavy Weight Drill Pipe) que no irán directamente sobre el trépano como los lastra barrena, sino que trabajarán ubicadas entre el extremo inferior del pozo vertical y comienzo de la curva de transición y que suministrarán el empuje necesario a las barras posicionadas en el pozo horizontal en el extremo de las cuales irá colocado el trépano. MARCO TEÓRICO: Al referirse a los pesos de la tubería de perforación, hay tres que son importantes:
P eso de del tubular con E xtre tremo Pla Planos.- Se refiere al peso por pie del cuerpo del tubo, sin acoples.
Peso Nominal.- Se refiere a una norma obsoleta. (Peso de un tubo de Rango I con conexiones) actualmente se usa para referirse a una clase de tubo de perforación.
Peso Aproximado.- El peso promedio por pie del tubo y de las conexiones de un tubo Rango II. Este peso aproximado es el número que se debe usar en los cálculos de la carga del gancho.
Peso Nominal:
El peso nominal es un número de referencia pero no exacto. Se emplea para especificar el tubular, y se refiere tan sólo al cuerpo. El peso Ajustado incluye el cuerpo del tubo y el de los acoples en los extremos. Es mayor que el peso nominal por tener:
El peso extra de los acoples
Metal adicional que se agrega en los extremos del tubo para aumentar la rigidez.
CALCULO DE WOB
Las formaciones abrasivas y duras requieren fuerza sobre la broca (WOB). El mayor peso obviamente tendrá su impacto en los rodamientos, de forma que una rotación más lenta deberá ser aplicada, con el fin de no desgastar en exceso los rodamientos. El WOB requerido es ligeramente menor para una broca TCI equivalente a una de dientes con el fin de evitar falla de la broca por impacto o quebrar los cortadores de insertos. Las formaciones más suaves requieren menor peso sobre la broca con el fin de lograr una buena penetración, por lo tanto se puede aplicar un valor mayor de RPM. Los parámetros entre brocas de insertos y de dientes pueden ser similares. Demasiado peso puede en efecto quebrar los dientes o insertos más largos de las brocas usadas en estas formaciones. Generalmente la rata de penetración (ROP) es mayor cuando se aplica un peso mayor (WOB) y / o unas RPM más altas, pero demasiado peso puede resultar en efectos contraproducentes como empacamiento de la broca en formaciones blandas, desgaste en los rodamientos, y en rotura de dientes o insertos. Es el valor en libras fuerza que soporta la broca y se usa dejando soportar a la broca el peso de la sarta que lo superpone de manera progresiva y dependiendo el requerimiento de la trayectoria. Al utilizar un BHA Fulcrum se debe aumentar el WOB para que exis ta una mayor tasa de penetración y se logre la construcción del ángulo; mientras que en un BHA pendular se requerirá menor WOB (menor tasa de penetración) para lograr tumbar el ángulo. Además se requerirá más peso a medida que se desgaste la estructura de corte de la barrena con el fin de mantener una tasa de penetración constante.
Fig 1: Configuración de la columna perforadora de un pozo Horizontal
CALCULO DE WOB
Fig 2: Sondeo Avanzando en la perforación de un Pozo Horizontal
Cálculo del WOP: Las exigencias del WOB dependen del tipo y dureza de la formación. Cuando aumenta la fuerza compresiva de la formación, es importante aumentar el peso aplicado sobre la barrena y bajar la tasa de rotación. Si la formación es altamente abrasiva, es necesario mantener o reducir ligeramente el WOB y bajar las RPM, ya que esto incrementará el desgaste de l os dientes de la barrena. El WOB generalmente deberá aumentar en la medida que los elementos de corte se desgasten para mantener un óptimo ROP y la estabilidad de la barrena aumenta generalmente cuando se aumenta el WOB. Esto es porque el comportamiento dinámico provocaría vibración y la pérdida de calibre. Siempre se debe optimizar el WOB para reducir daños en la barrena, causados por vibraciones. Para calcular el peso sobre la barrena es necesario tomar en cuenta si el pozo es vertical o direccional, por lo que para pozos verticales:
El peso sobre la broca (WOB) dependerá de las condiciones litológicas ya que podría aumentar en formaciones abrasivas (Conglomerados) o podría disminuir en formaciones suaves (Arenas). El WOB deberá aumentar en la medida que los elementos de corte se desgasten para mantener un óptimo ROP y la estabilidad de la barrena aumenta generalmente cuando se aumenta el WOB. BIBLIOGRAFÍA: González, P. A. (s.f.). Ptolomeo.com. Obtenido de Ptolomeo.com: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/1115/Tesis.pdf Izurieta, A. A. (2014). Obtenido de https://www.dspace.espol.edu.ec/retrieve/91617/D-70054.pdf Prabhakaran Centala, V. C. (s.f.). El diseño de las barrenas: Desde arriba hasta abajo. 16.
