REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA PERFORACIÓN AVANZADA PROF(A): LILIBETH VILLALO PERFORACIÓN PERFORACIÓN DIRECCIONAL
PERFORACIÓN DIRECCIONAL: es el proceso de dirigir el pozo a lo largo de un trayecto hacia un objetivo predeterminado, ubicado a determinada distancia lateral de la localización. Se a desarrollado de tal manera que ahora se considera una herramienta de optimización de yacimiento.
¿POR QUÉ SE DECIDE REALIZAR UNA PERFORACIÓN DIERCCIONAL? DIERCCION AL? 1.- Cuando existen localizaciones inaccesibles: son aquellas áreas a perforar donde se encuentra algún tipo de instalación instalación o edificación (plazas o edificios), edificios), o donde el terreno por condiciones naturales (lagunas, ríos, montañas) hacen difícil su acceso.
2.-Domos salinos: los domos de sal son trampas naturales de acumulamiento de petróleo, localizado en estratos debajo de la protuberancia lateral de cobertura dura existen varios problemas asociados con la perforación de un pozo a través de formaciones de sal; estos problemas pueden ser minimizados en parte utilizado un lodo saturado de sal; pero otra solución es perforando un pozo direccional para alcanzar el reservorio y de esta manera evitar perforar a través de la formación salina. Entre los problemas que pueden ocasionar los domos de sal podemos mencionar corrosión en la tubería, contaminación del lodo de perforación, etc.
3.-Formaciones con falla : los pozos direccionales también se perforan para evitar la perforación de pozos verticales a través de un plano de falla, el cual podría deformar o cortar el casing, además cuan do se perfora originalmente hoyos verticales, son comunes desviaciones no deseadas las cuales frecuentemente se deben a formaciones que presentan fallas.
4.-Multiples de pozos con una misma plataforma: la aplicación más común de la técnica de perforación direccional se encuentra en la perforación costa afuera. Muchos yacimientos de petróleo y gas se encuentran más allá del alcance de los equipos de perforación terrestre. Desde una misma plataforma se pueden perforar varios pozos para reducir el costo de construcción de plataformas individuales y minimizar el costo por instalación de facilidad de producción.
5.-Pozos de alivio: el objetivo de un pozo direccional de alivio es interceptar el conducto de un pozo en erupción y permitir su control; por medio del pozo de alivio se contrarresta las presiones que ocasionaron el reventón, bombeando lodo pasado dentro del reservorio para vencerla y tener bajo control el pozo problemático.
6.- Controlar la desviación de los pozos verticales: técnica de dirección que se utiliza para “Enderezar hoyos torcidos”. Cuando la desviación ocurre en un pozo que se supone que es vertical, diversas técnicas se pueden utilizar para llevar el pozo de nuevo a vertical. Esta fue una de las primeras aplicaciones de la perforación direccional.
7.- desviación de un hoyo perforado originalmente (SIDETRACK): desviar fue la técnica más común utilizada en el pasado. Esto se hace para evitar una obstrucción (pez) en el pozo original, para explorar la extensión de la zona de producción en un sector determinado de un campo.
8.-perforación costa afuera: es el caso donde un reservorio se encuentra en alta mar, pero muy cerca de la tierra, la forma más económica para explotar el reservorio puede ser perforar pozos direccionales desde una perforación que se realiza con un taladro en tierra hacia la costa.
Conceptos básicos de Perforación Direccional: La terminología de las mediciones direccionales se ha desarrollado y cambiado con el tiempo. Muchos de estos términos tienen nombres alternativos.
1.- Profundidad medida (MD): profundidad actual del hoyo perforado desde la localización en superficie hasta cualquier punto a lo largo de la trayectoria del pozo o hasta la profundidad total.
2.-Profundidad vertical verdadera (TVD): es la distancia vertical entre el origen y cualquier punto a lo largo del pozo. Esta distancia representa la cantidad del hoyo perforado en un plano vertical.
3.-Desplazamiento horizontal (dh): es la distancia horizontal de cualquier punto del hoyo al eje vertical de referencia.
4.- Punto inicial de desvío o Punto de arranque (KOP, Kick Off Point): la profundidad donde un pozo es primeramente desviado desde su orientación casi vertical para el inicio del ángulo de la porción de construcción de un pozo direccional u horizontal.
5.-Ángulo de Inclinación: el ángulo en grados tomado en uno o varios puntos de variación entre la vertical y la línea central del conducto del hoyo; algunas veces llamado inclinación o ángulo de desviación.
6.-Tasa o rata de aumento o construcción del ángulo (grados/100 pie): es el grado de aumento del ángulo de inclinación que se le aumenta al pozo por cada pie perforado
7.- Tasa de disminución o caída del ángulo: rata de cambio (grados/100pie) del ángulo de inclinación en la sección del conducto del pozo donde la inclinación va decreciendo hacia la vertical. Son los grados de inclinación que se incrementa al pozo por cada pie perforado “se consigue en los pozos tipo S”.
8.-Dirección u Orientación: Es el ángulo que forma la componente horizontal del hoyo o eje del instrumento de medición con un norte conocido de referencia. La dirección del hoyo se mide en grados y se expresa ya sea en forma de azimut (0º a 360º) o en forma de cuadrante ( NE, SE, NW, SW).
9.-Azimut: es el ángulo partiendo del Norte hacia el Este, sobre el plano horizontal, medido con un ángulo (0 a 360°) en sentido de las agujas del reloj.
10.- Sección de Caída: La sección del conducto del pozo en la cual el ángulo de inclinación disminuye. 11.-Sección de Construcción: La sección del conducto del hoyo en la cual el ángulo de inclinación aumenta. 12.- Pata de perro (Dog Leg): es cualquier cambio de ángulo real entre las secciones, expresadas en grado sobre una longitud específica.
13.-Severidad de Dog Leg: Severidad de la pata de perro, Una medida de la cantidad del cambio en la inclinación y/o dirección de un conducto de hoyo, usualmente expresado en grados por 100pies.
14.-Objetivo: es un punto fijo del subsuelo en una formación que debe ser penetrada con el hoyo desviado. Tipos de pozos direccionales Se puede dividir según: Objetivo operacional Sidetrack: son pozos que fueron planificados vertical y por problemas operacionales durante su perforación, tuvieron que ser desviados seleccionando su punto de arranque KOP y perforando una sección de incremento y de mantenimiento de ángulo, transformándolo así en un pozo direccional u horizontal, pudiendo atravesar o no el mismo objetivo. Esta operación puede hacerse en pozos verticales como medida de rehabilitación.
Reentrada (Reentry): son pozos que anteriormente eran verticales y por problemas operacionales en la producción o reparación tuvo que ser desviado y perforado direccionalmente entrando de nuevo a la formación o a la misma arena que se estaba produciendo. Se le perfora una sección de incremento y mantenimiento de ángulo.
Grass Root: son pozos en donde se recupera el revestidor intermedio y 50 pies por debajo del revestidor superficial se comienza el desvió. Se perfora una sección de incremento y mantenimiento de ángulo, transformándolo en un pozo horizontal, pudiendo atravesar o no el mismo objetivo. Según su Trayectoria y ángulo de Inclinación. * Tipo Tangencial (Tipo J). En este tipo de pozo la desviación deseada es obtenida a una profundidad relativamente somera y dicha inclinación inicial se mantiene constante hasta la profundidad total, este tipo de desviación es aplicable en arenas de poca profundidad, donde el valor del ángulo de desviación no será muy grande y no se requiere revestimiento intermedio, hasta después de perforado el hoyo completo.
* Tipo “S”. Este tipo de pozo es perforado con una sección de aumento de ángulo, una sección tangencial y una sección de caída de ángulo a cero grado también llamada sección de verticalización, en estos pozos, en algunos casos, se baja el revestidor de producción y luego se perfora la sección de caída del ángulo.
* Tipo “S” Especial. Este tipo de pozo es perforado con una sección de aumento de ángulo, una sección tangencial intermedia, una sección de caída de ángulo (diferente de cero grado) y una sección de mantenimiento de ángulo hasta el objetivo. Se puede decir que es una combinación del pozo tipo “S” y el tangencial.
* Pozo Horizontal : es un pozo que tiene una sección vertical, una sección de incremento, sección tangente y una segunda sección de incremento y una sección horizontal.
GUÍA DE EJERCICIOS 1.- El pozo IC557 productor del yacimiento IC inferior a una profundidad de 6800 pies se ha presentado un problema de producción (problema mecánico, empacadura y tubería). La completación de revestidores de pozo es la siguiente: Revestidor Conductor 30 pulg. a 50 pies Revestidor Superficial 20 pulg. a 400 pies Revestidor de Producción 7 pulg. a 6790 pies Para solventar el problema se decide perforar un pozo Grass Root separándose 3000 pies y llegando al mismo yacimiento. El pozo es tipo “J” con una tasa de inclinación 5º/100 pies. Determine el Radio de la curvatura en la sección de construcción, KOP.
2.- Se tiene planificado lograr una sección curva de 1500 pies de desplazamiento horizontal programada a una TVD objetivo de 10000 pies. Calcule la profundidad medida (MD). KOP: 7000 pies, ángulo de inclinación máximo: 53,13º 3.- Se proyecta perforar un pozo direccional tipo “J” con la siguiente información: Desplazamiento Horizontal: 4500 ft TVD: 12500 ft KOP: 2500 ft Tasa de Incremento: 1,5º/100 ft Determine: a) Angulo máximo de inclinación b) Profundidad Medida 4.- Un pozo se perforo utilizando la construcción y mantenimiento de la trayectoria. Si el desplazamiento horizontal al objetivo es de 2600 ft a una TVD de 10000 ft, ángulo de construcción 2º/100 ft y KOP: 1500 ft Determine: a) El radio de la curvatura b) El ángulo máximo de inclinación c) La profundidad medida y el desplazamiento horizontal al final de la tasa de incremento. 5.- Un pozo direccional es perforado desde una plataforma offshore para llegar al objetivo cuyo desplazamiento horizontal es 3500 ft a una TVD 10500 ft, KOP: 1600 ft, Tasa de incremento 1,5º/100 ft. Calcule: a) La inclinación al final de la sección de incremento b) El desplazamiento horizontal al final de la sección de incremento c) La TVD al final de la sección de incremento d) La profundidad medida al objetivo
Crecimiento y Mantenimiento de la Trayectoria Este tipo es el más comúnmente usado en la industria petrolera.
X3 = Desplazamiento Horizontal (ft) r 1 = Radio de la Curvatura (ft)
D3 = Profundidad Vertical Verdadera (ft) D1 = kick off point TVD (ft) q = Tasa de Inclinación de incremento ( ft )
Radio de la Curvatura (r 1): 180 1 * ; q Tasa de Inclinació n de Incremento ( r 1 q
)
ft
El ángulo máximo de inclinación viene dado por:
Para x3
1
1
sen
Para x3
r
r r x D D 1
2
1
2
3
3
1
tan g 1 r 1 x3 D3 D1
r
1
1
180 tan g
D3 D1 1 r 1 * Cos D1 sen X 3 r 1 D 3
tan g 1 D3 D1 x3 x1
Longitud del arco (ft)
Lar c
q
Longitud del tramo tangente (ft)
L
tan g
r
1
tan g
Para x3
r
1
arcsen Para r
x
3
arcsen
2
r r x D D 1
2
1
3
3
1
1
2
r x r D D 1
2
3
1
3
1
ángulo formado por la recta tan gente y la recta que une al objetivo con el vertice del máximo ángulo de inclinació n
Profundidad Medida Total (ft)
MD D1 Larc Ltan g Profundidad Vertical Verdadera al final de la cu rva (ft)
D D r sen 2
1
1
Desplazamiento Horizontal al final de la Curva (ft)
x r 1 cos 2
1
