Herramientas Utilizadas en La Perforación Direccional

HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL: Existen una serie de herramientas necesarias para poder hacer un hoyo desviado, las cuales pueden clasificarse de la siguiente manera: HERRAMIENTAS DEFLECTORAS Son aquellas que se encargan de dirigir el hoyo en el sentido planificado y predeterminado. Entre ellas se pueden mencionar: Mechas:

Constituye la herramienta básica del proceso de perforación, ya que permite cortar y penetrar las formaciones. Son de tamaño convencional, pudiendo tener una configuración de salida del fluido a través de sus orificios o jets, con uno o dos chorros de mayor diámetro que el tercero, o dos chorros ciegos y uno de gran tamaño, a través del cual sale el fluido de perforación a altas velocidades.

DE INSERTOS

PDC

IMPREGNADAS

Cuchara Recuperable:

Pieza en forma de cuchara que consta de una larga cuña invertida de acero, cóncava en un lado para sostener y guiar la sarta de perforación. Posee una punta de cincel en el extremo para evitar cualquier giro de la herramienta y un tubo portamecha (drill collar) en el tope a fin de rescatar la herramienta. Se utilizan para iniciar el cambio de inclinación y dirección de un hoyo. Generalmente para perforar al lado de tapones de cemento o cuando se requiere salirse lateralmente del hoyo. Existe un tipo de cuchara recuperable llamada Cuchara de Circulación y es aquella en la cual su punta es de acero y su mecanismo de trabajo es a través de la percusión. Posee un orificio en la punta de la cuchara, el cual permite que el fluido de perforación circule en el fondo removiendo los ripios.

ING. Pavel Bellorín. Perforación Avanzada. Herramientas Direccionales.

Cuchara Permanente (Whipstock):

Son piezas de acero en forma de cuchara con una punta cincelada colocada en el hoyo para iniciar la desviación del hoyo. Este tipo de herramienta queda permanentemente en el pozo, sirviendo de guía a cualquier trabajo requerido en él. Su principal aplicación es desviar a causa de una obstrucción colapso del revestidor o para reingresar a un pozo existente con un pez.

Motores de Fondo:

Tienen la particularidad de eliminar la rotación de la tubería, mediante una fuerza de torsión en el fondo, impulsada por el lodo de perforación. Pueden ser:

• Tipo Turbina: es una unidad axial multietapas, la cual permite crear transmisión de potencia o torque a la mecha, esto permite que la misma gire sin tener movimiento de la sarta de perforación. Contiene rotores y estatores en forma de aspas con altas velocidades de rotación, aproximadamente 900 rpm. Los estatores están conectados al casco de la herramienta y se mantienen estacionarios. Para hacerlo funcionar, el fluido de perforación comienza a circular por la sarta de perforación y choca ING. Pavel Bellorín. Perforación Avanzada. Herramientas Direccionales.

internamente, haciendo que se cree una alta velocidad de rotación. Las aspas en cada uno de los estatores estacionarios guían el lodo hacia las aspas de los rotores a un ángulo. El flujo del lodo hace que los rotores, y por ende el eje de transmisión, giren hacia la derecha. Esta herramienta ha demostrado ser muy eficiente y confiable, especialmente en formaciones duras.

• De Desplazamiento positivo (PDM): Consta de un motor helicoidal de dos o más etapas que consta adicionalmente con una válvula de descarga, un conjunto de bielas, cojinetes y ejes. Posee una cavidad en forma de espiral forrada en caucho, conocida como estator y una sección transversal helicoidal conocido como rotor. El fluido de perforación entra en la cavidad espiral y hace que el rotor se desplace y gire, generando una fuerza de torsión que se transmite a la mecha.

Camisa Desviada (Bent Housing):

Herramienta de mayor uso actualmente que permite controlar la inclinación de un pozo y su dirección sin necesidad de realizar un viaje de tubería. La combinación ING. Pavel Bellorín. Perforación Avanzada. Herramientas Direccionales.

de una camisa desviada con un motor de fondo, por ejemplo, permite utilizar un principio de navegación para realizar las operaciones de construir ángulo, mantener y disminuir, así como orientar la cara de la herramienta a la dirección deseada, de allí el principio de deslizar y rotar (sliding and rotaring).

HERRAMIENTAS DE MEDICIÓN Son aquellas necesarias para predeterminar la dirección e inclinación del pozo, así como la posición de la cara de la herramienta. Los tipos de herramientas de medición son: Inclinómetros:

Es el instrumento de medición direccional más sencillo, ya que sólo mide la inclinación del hoyo, se utilizan principalmente para controlar la verticalidad del mismo. El dispositivo de medición es un péndulo que no se ve afectado por cualquier otro fenómeno que la gravedad de la Tierra y se corren en el hoyo con guaya. Por lo general consisten en un disco de una pulgada que es golpeado por el péndulo al llegar en el asiento.


Single Shots Magnéticos (Registro de toma sencilla):

Instrumentos magnéticos de toma sencilla, los cuales están diseñados para tener un único conjunto de mediciones (survey) simultáneas: La inclinación del pozo, en referencia al campo de gravedad de la Tierra. El azimut del hoyo, usando el campo magnético de la Tierra. La cara de la herramienta, cuando se usa en conjunto con un dispositivo de orientación. Usualmente es bajado con guaya, aunque puede ser lanzado dentro de la tubería y dado que es una lectura magnética, requiere instalarse dentro de una barra que proteja cualquier interferencia magnética (Monel). Multi Shots Magnéticos (Tomas Múltiples):

Son similares a los single shots magnéticos, pero tienen la capacidad de tomar mediciones repetitivas y permiten determinar la dirección e inclinación del pozo a diferentes profundidades. Esto se logra utilizando una cámara o una memoria electrónica en el caso de las herramientas electrónicas, junto con un sistema temporizador que inicia mediciones en un intervalo de tiempo regular. Debe utilizarse dentro de una barra monel. El propósito de la herramienta multi shots no es monitorear la trayectoria, pero permite tener mayor control después de la perforación, con un mayor número y una mejor coherencia de los surveys. Herramientas Giroscópicas:

También miden la inclinación y el azimut del hoyo, pero el azimut se mide utilizando un giroscopio (inercial) y no es sensible al campo magnético de la Tierra y sus posibles interferencias, por lo tanto, estos instrumentos pueden ser utilizados dentro de un casing o cualquier otro entorno metálico. Es usado en conjunto con sub UBHO y una pata de mula, que proporcionan la cara de la herramienta. Los Instrumentos giroscópicos pueden ser de toma sencilla o múltiple, que se activa con el mismo temporizador que las herramientas magnéticas. Se utilizan generalmente para: Orientar una herramienta de desviación en un casing (Side-tracks, pozos de Re-entrada) Controlar la desviación de las tuberías conductoras en una plataforma de pozos múltiples. Al final de las operaciones de perforación justo antes de su completación, para establecer la trayectoria final de un pozo desde la superficie hasta el fondo. La herramienta se corre con guaya en el interior del casing de producción.


Dentro de las herramientas de medición se encuentran las herramientas de medición en tiempo real, las cuales se nombran a continuación: • Steering tools. • MWD. • Giroscopio en tiempo real.

HERRAMIENTAS STANDARDS Y AUXILIARES Son aquellas que forman parte de la sarta de perforación y en la cual su utilidad y posición en la misma variará dependiendo del uso durante la perforación del pozo. Entre las más importantes se pueden mencionar: Tubería de Perforación (Drill Pipes):

Es el componente de la sarta que conecta el ensamblaje de fondo con la superficie, cada tubo de perforación tiene tres (3) partes principales: cuerpo, pin y caja, tienen como función: transmitir la potencia generada por los equipos de rotación a la mecha, servir como canal de flujo para transportar los fluidos a alta presión, permitir que la sarta alcance la profundidad deseada. Se clasifican según la longitud, según la condición y según el grado del acero. CUERPO

CAJA

PIN

Porta Mechas (Drill Collars):

Es un conjunto de tubos de acero o metal no magnéticos de espesores significativos, colocados en el fondo de la sarta de perforación, encima de la mecha. Su función es proporcionar la rigidez y peso suficiente a la mecha para producir la carga axial requerida por la misma para una penetración más efectiva de la formación. Pueden ser de dos tipos: lisos y espiralados.


Tubería Pesada (Heavy Weight):

Son tubos de pared gruesa unidos entre sí por juntas extra largas; para facilitar su manejo tiene las mismas dimensiones de la tubería de perforación corriente y debido a su peso y forma, esta tubería puede mantenerse en compresión, salvo en pozos verticales de diámetro grande. Representa la zona de transición entre los drill collars y la tubería de perforación, para minimizar los cambios de rigidez entre los componentes de la sarta. Puede ser de tipo convencional o de tipo espiral.

CONVENCIONAL

ESPIRAL

Martillo:

Herramienta colocada en la sarta de perforación diseñada para desarrollar un impacto tanto en las subidas como en las bajadas del BHA. Son empleados para pozos direccionales para que la tubería pueda liberarse en caso de hoyos ajustados o en caso de atascamiento de tubería.

Amortiguadores:

Contribuyen a reducir la fatiga y las fallas en las conexiones de los drill collars. Ayudan a incrementar la vida útil de la mecha debido a la reducción de las fuerzas actuantes sobre ella, protegiendo la estructura de corte y los cojinetes. Reducen posibles daños a los equipos en superficie.


Ensanchadores de hoyo y escariadores (under reamers):

Son herramientas diseñadas para agrandar un agujero ya perforado. Son activados hidráulicamente, se puede verificar su apertura al indicar sobretensión cuando se trata de introducir la herramienta en el revestidor.

Estabilizadores:

Los estabilizadores se instalan en la sarta de perforación de acuerdo a la necesidad: aumentar, reducir o mantener el ángulo. Aunque existen varios tipos de estabilizadores para la perforación direccional básicamente son utilizados dos tipos: • Estabilizador Tipo Camisa: Es aquel donde solamente es necesario cambiar la camisa, cada vez que se necesite un estabilizador de diferente diámetro o cuando haya desgaste de sus aletas. • Estabilizador Tipo Integral: Es aquel donde se tiene que cambiarlo completamente cada vez que se requiere un estabilizador de diferente diámetro. Tienen como función: Contribuyen a reducir la fatiga en las conexiones. Permiten reducir la pega de la sarta. Previene cambios bruscos de ángulo. Proporcionan una buena área de contacto con el propósito de centralizar la mecha y los drill collars.


Monel:

Es una herramienta que corrige los efectos del campo magnético de la Tierra y el material metálico de la sarta de perforación en la obtención de los datos tanto del MWD y el LWD. Está hecho de una aleación que permite despreciar la interferencia magnética y así la herramienta MWD pueda brindar datos confiables de azimuth e inclinación. Crossover:

Es una herramienta que se utilizan para conectar los componentes de la sarta de perforación con diferentes tipos de conexiones. Deben estar disponibles en el sitio de perforación, en cantidad y tipos suficientes para permitir combinaciones de los equipos de tubería de perforación de propiedad del contratista de perforación o prestados por las empresas de servicios. Su número en la sarta de perforación debe limitarse tanto como sea posible. Conectores de Orientación Universales de Fondo de Hoyo (UBHO o Orienting subs):

Son diseñadas para permitir la medición del tool-face de la herramienta de desviación. Por lo general son hechas de material no magnético de acero. Este dispositivo puede ser asegurado con tornillos (generalmente dos) que pasan a través del cuerpo del mismo, en una posición que permite relacionar la orientación de la herramienta de medición con la herramienta de cara del sistema de desviación.


MÉTODOS DE PERFORACIÓN DIRECCIONAL DESVIACIÓN MEDIANTE CHORROS Características: Se usa en formaciones suaves La boquilla de la mecha de mayor tamaño se orienta en la dirección deseada. Ensamblaje flexible con estabilizador cercano a la mecha. Erosiona la formación creando cavidades o “bolsillos”. Movimientos de la sarta arriba y abajo hasta que se logra construir el ángulo deseado. La desviaciones continúa con rotaria y BHA. Se requiere corrección de azimut, lo cual es más difícil con inclinación.

mayor


DESVIACIÓN CON CUCHARA (WHIPSTOCK) Características:

Se usa en formaciones medias a duras.

Estabilizador cercano a la mecha fijados con pin al whipstock y llevados al fondo. Cara de la herramienta desviadora es orientada. El whipstock se asienta en el fondo y se corta el pin sujetador colocando peso sobre la mecha. Se perfora un hoyo piloto de tamaño más pequeño que el hoyo principal. Sólo se perfora un tramo de tubería antes de sacar del hoyo el ensamblaje de fondo. Se amplía el hoyo piloto y se repite el proceso.


DESVIACIÓN CON TALADROS INCLINADOS Características: Perfora hasta con 45º desviación Soluciona problemas de saneamiento de tierra y urbanos. Equipos de producción son inclinados.

DESVIACIÓN MEDIANTE ENSAMBLAJE DE FONDO (BHA) Características: El ensamblaje de fondo de hoyo (BHA) se puede configurar de manera que la trayectoria de la perforación aumente su ángulo respecto a la vertical. A esto se le llama to build angle (construir ángulo). Para ello se utilizan estabilizadores y drill collars (éstos añaden peso sobre la mecha (weight on bit, WOB). El peso y los estabilizadores hacen, esencialmente, que la mecha se desvíe de la vertical.


DESVIACIÓN CON TURBINA Características: Usado inicialmente por Soviéticos Versión original perforó el pozo más profundo del mundo (40121 pies) Consta de etapas de alabes. Alta velocidad y tasa de penetración Alto requerimiento de presión. Larga duración en el hoyo. Sin limitación de temperatura. Nuevas versiones: Turbinas orientables. Rígida. Menos versátil que el motor de desplazamiento positivo (PDM).

DESVIACIÓN CON MOTOR DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO (PDM) Características: Potencia hidráulica convertida a potencia dinámica para impulsar la mecha. La sarta se mantiene estacionaria, sólo se desliza para avanzar. Reduce el desgaste de la sarta y casing. El acople curvo arriba del motor provee la fuerza lateral a la mecha.


Desvía la trayectoria del pozo. Quiebre desde la vertical, agujero lateral, corrección de trayectoria, etc. Aplicable en radios cortos y medios. Muy eficiente si se le compara con otros aparatos contemporáneos de desviación (chorro, cuchara desviadora).

DESVIACIÓN MEDIANTE SISTEMAS NAVEGABLES ROTATORIOS (RRS) Características: - Herramienta que desarrolla fuerzas de empuje lateral sobre la mecha. - Cojines metálicos retráctiles que se extienden dinámicamente desde una carcasa rotacional.


Ventajas: Corrigen la trayectoria permanentemente, con un mínimo de tortuosidad y las mejores condiciones de torque y arrastre. La continua rotación de la sarta de perforación, permite: Menor fricción, mejor transferencia de peso sobre la mecha, mejor desplazamiento horizontal. Mejor calidad de hoyo en comparación con los otros métodos. Desventajas: Tiene una capacidad de dog-leg limitada, 2 a 3 grados / 10m de acuerdo al diámetro de la herramienta. Existe riesgo de atascamiento de los patines en algunas formaciones, en particular, cuando los patines son del tipo no rotativo.

HERRAMIENTA MWD (MEASUREMENT-WHILE-DRILLING) FUNDAMENTO DE LA HERRAMIENTA El sistema MWD es un procedimiento de medición que se realiza pozo abajo mediante un dispositivo electromecánico localizado en el BHA cerca de la mecha, el cual proporciona una gran variedad de los datos direccionales que incluyen parámetros como: radiactividad, resistividad de la formación, geonavegación, temperatura anular, torque, en el interior del pozo, peso de la mecha, desviación del hueco, azimut, y el ángulo en la cara de la arena. Estas medidas geológicas son enviadas a superficie a través del lodo mediante una onda continua de pulsos de presión y finalmente decodificados en sistema binario; la información se registra en el tiempo real y se almacena en una cinta magnética.


DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA MWD El sistema MWD ha sido diseñado para conocer una gran variedad de datos direccionales mientras se perfora, disponibles en tiempo real, grabados en la locación y pudiendo ser trasmitidos hacia un centro de operaciones. Los diseños disponibles permiten configurar la herramienta para varias combinaciones de sensores y BHA específicos. El sistema MWD presenta tres componentes primarios: Un paquete de sensores de fondo Un método para enviar información (telemetría) desde paquetes de sensores de fondo a superficie mientras avanza la perforación. Equipo de superficie para recibir la información y ponerla en un formato adecuado.


VENTAJAS DEL CONTROL DIRECCIONAL CON MWD Mejora el control y determinación de la posición real de la mecha. Reduce el tiempo de registros. Reduce el riesgo de atascamiento por presión diferencial. Reduce las patas de perros. Tiene la capacidad de adquirir datos en todo momento de las operaciones de perforación. No necesita reducir la ROP para asegurarse de una alta calidad de datos en tiempo real. En operaciones de MWD puede continuar transmitiendo datos en momento de bajo balance o presión controlada. Es una tecnología bidireccional, además es la tecnología que puede transmitir datos a mas alta velocidad (57,000 BPS). Para transmitir datos no es necesario apagar las bombas de lodo. Algunas compañías que fabrican estos equipos incluyen a sus servicios, registros de Rayos Gamma, Resistividad, Temperatura anular, además en superficie se obtienen los valores de Inclinación, Azimut, posición de la cara de la herramienta (tool face) y los parámetros de perforación que ayudan a la eficiencia de la perforación como son, peso sobre la barrena, torque, velocidad de penetración, presión de bomba, RPM, etc.

DESVENTAJAS DEL CONTROL DIRECCIONAL CON MWD Aunque es una tecnología aparentemente nueva se puede decir que la única desventaja es ser muy costosa. Debido a que esta es una tecnología emergente no todas las compañías disponen de herramientas MWD.


HERRAMIENTAS LWD (LOGGING-WHILE-DRILLING) La tecnología de registro mientras se perfora o LWD, por las siglas en ingles “Logging While Drilling”, es la tecnología de tomar medidas de las propiedades de las formaciones mientras se está construyendo el pozo. Las primeras mediciones LWD fueron desarrolladas a comienzos de la década de 1980 para identificar los estratos penetrados y, en muchos casos, para confirmar la posición de la barrena con respecto a la formación, en lugar de basarse únicamente en la profundidad medida. Esta capacidad facilitó la implementación de cambios en la trayectoria del pozo para sortear peligros y penetrar el yacimiento objetivo. La tecnología LWD servía además como forma alternativa de adquirir datos de formaciones básicos en zonas en las que la adquisición de registros Módulo de generación de potencia con herramientas operadas con cable resultaba dificultosa, tales como en pozos altamente desviados y horizontales, o en pozos con agujeros problemáticos. Otro objetivo importante de la técnica de registrar el pozo durante la perforación era medir las propiedades de los fluidos de formación antes de que el proceso de perforación. Para el desarrollo de las diferentes herramientas de la tecnología LWD, se han tenido en cuenta los principios físicos de funcionamiento de algunas de las herramientas de registro a cable, por ejemplo para las herramientas de resistividad se han desarrollado algunos diseños basados en la resistividad corta normal y la resistividad por propagación de onda electromagnética, para la herramienta de rayos gamma la medida se basa en la medida de la radiactividad natural emitida por las formaciones, para la herramienta de neutrón la medida se basa en la dispersión que sufren los neutrones emitidos por la herramienta al chocar con los núcleos de los átomos de las formaciones registradas, especialmente por los núcleos de los átomos de hidrogeno de los fluidos que llenan los espacios porosos. La información recopilada de las herramientas LWD se graba en la memoria y una parte de ella se envía a superficie en tiempo real por un sistema de telemetría, onda electromagnética, cable, sónico o pulsos de presión en el lodo hasta la superficie para la evaluación de la formación en tiempo real. Contar con toda esta información en tiempo real ha permitido el desarrollo de procesos tales como la geonavegación o construcción del pozo, utilizando la información de las propiedades de las formaciones perforadas para ubicarlo en la posición optima con respecto a los límites de capas o contactos de fluidos. Esto además ha permitido la realización de procesos de perforación más seguros y eficientes.



HERRAMIENTAS DEL SISTEMA DE REGISTRO LWD Las herramientas básicas que conforman la tecnología de registro LWD son: densidad, neutrón, rayos gamma, resistividad y sónica. Herramienta de Rayos Gamma (GR):

Esta herramienta registra la radiación natural de las formaciones, la cual emana naturalmente de solo tres elementos fuente: los elementos radiactivos de la familia torio, la familia uranio - radio y el isótopo radiactivo del potasio K40 presente en las formaciones. Este registro de rayos gamma da la radiactividad de los tres elementos combinados o muestra la cantidad de cada elemento individual que contribuye a esta radiactividad. Muchas rocas son en algún grado radiactivas, las rocas metamórficas y las sedimentarias lo son en mayor grado que las ígneas, sin embargo dentro de las rocas sedimentarias, las arcillas pueden ser muy radiactivas aunque todas no lo son. La herramienta de rayos gamma está conformada por dos circuitos de detectores independientes con dos grupos opuestos de tubos “Geiger Mueller”. Esta configuración redundante, suministra dos registros de rayos gamma naturales independientes. Para la geonavegación en pozos horizontales, la herramienta de rayos gamma puede configurarse para medir rayos gamma azimutalmente. En esta aplicación, los dos grupos de detectores opuestos pueden suministrar registros de rayos gamma independientes de los lados bajo y alto del pozo. Esto permite, por ejemplo, al operador determinar si la mecha ha salido del tope o del fondo de una formación yacimiento objetivo. Herramientas de Resistividad:

Las herramientas de resistividad que se utilizan actualmente en la tecnología de registro LWD son básicamente de dos tipos: las herramientas de resistividad por propagación de onda electromagnética y las herramientas de resistividad tipo “Laterolog”. Existe otro tipo, el de resistividad normal corta el cual se utilizó en las etapas iníciales de comercialización de esta técnica, pero que ha entrado en desuso porque su aplicación real ha estado más orientada a la correlación que a la evaluación cuantitativa de la formación. Las herramientas tipo “Laterolog” tienen sus raíces en una herramienta de resistividad llamada normal corta, una de las herramientas iníciales de los sistemas de registro a cable. Su principio fue adaptado por muchas empresas de servicios MWD en los inicios de los años 1980 para suministrar un registro de resistividad simple para correlación. Esta utiliza el principio normal de medida, la corriente emitida por el electrodo emisor es forzada dentro de la formación y retorna a la herramienta a un segundo electrodo llamado electrodo de retorno. La medida de la caída de corriente y


voltaje entre los dos electrodos permite él cálculo de la resistividad mediante la ley de Ohm. Las herramientas de propagación de onda electromagnética y de resistividad en la mecha, las cuales son las más utilizadas en la actualidad permiten la evaluación cuantitativa de las propiedades resistivas de la formación y los fluidos que contiene, adicionalmente la determinación de la resistividad verdadera de la formación. La última generación de las herramientas de propagación electromagnética es una herramienta que utiliza cinco transmisores, tres arriba y dos abajo de los receptores, y dos receptores, los cuales disparan las ondas electromagnéticas en secuencia para suministrar cinco medidas de fase y cinco medidas de atenuación.

Herramientas de Densidad-Neutrón:

Mide el efecto fotoeléctrico y densidad total utilizando contadores tipo centelleómetro y tubos fotomultiplicadores, ubicados debajo de un estabilizador a dos distancias desde la fuente de rayos gamma de Ce137. El principio físico de funcionamiento es similar a los de la herramienta a cable. A diferencia de la herramienta a cable, la herramienta LWD va centrada en el pozo y localizada dentro de un collar de perforación de pared gruesa, lo cual resulta en respuestas diferentes para diferentes condiciones de pozo sobre las dos medidas de neutrón porosidad. Los registros de neutrón porosidad se presentan con la mayor parte de las correcciones ambientales ya aplicadas. Sin embargo, el mejor camino para entender las diferencias causadas por los efectos ambientales, es comparar sus respuestas bajo condiciones controladas en la facilidad de calibración primaria.


Herramienta de Densidad Azimutal:

La herramienta de densidad azimutal, la cual presenta muchas similitudes a la herramienta de densidad y neutrón compensado. Cabe destacar que esta herramienta difiere de la anterior en que toma medidas azimutales o por cuadrantes. Las medidas de densidad, factor fotoeléctrico y neutrón porosidad de la herramienta ADN son similares a las de las herramientas convencionales de registro a cable. La herramienta puede operar a temperaturas mayores de 150 ºC y presiones mayores de 20,000 psi. Las tasas de flujo para la herramienta pueden alcanzar los 800 gal/min para suministrar una adecuada limpieza en los pozos horizontales, adicionalmente, la herramienta se ha probado bajo condiciones de una aceleración de la gravedad de 250 veces su valor normal, con lo que se asegura la operación en los más adversas condiciones de perforación.

Herramienta sónica:

Una nueva herramienta sónica LWD, similar a su contraparte dentro de los servicios de registro a cable, está disponible en el mercado. Con las herramientas de registro sónico, una señal acústica generada en un transmisor en la herramienta, viaja a través de la formación y posteriormente arriba a un receptor ubicado en la herramienta. Las herramientas de registro moderno registran las formas de las ondas acústicas, las cuales son las amplitudes de las señales de presión arribando al receptor como una función del tiempo.


El desarrollo de esta herramienta ha permitido determinar que la mayor parte del ruido de la perforación ocurre a frecuencias por debajo de 12 KHz y que por tanto, este ruido se debe eliminar de las señales registradas utilizando filtros de frecuencia los cuales deben ubicarse entre los circuitos electrónicos de la herramienta. Esto ha permitido registrar las señales acústicas en formaciones con baja transmisibilidad acústica. VENTAJAS DE LAS HERRAMIENTAS DE LWD La ventaja fundamental de utilizar las herramientas LWD, consiste en obtener mediciones de la formación al mismo tiempo que se perfora. Al disponer de la información en tiempo real, se pueden tomar decisiones inmediatas respecto a los programas de revestimiento y la toma de núcleos, a la selección de los intervalos de completación y a los requerimientos de operaciones de perfilaje a realizarse con posterioridad. Otro beneficio adicional consiste en que, por lo general, al comienzo de la vida del pozo las condiciones del yacimiento son óptimas, lo que minimiza los efectos ambientales que requieren posteriores correcciones. Asimismo, las herramientas LWD proporcionan nuevos datos fundamentales que no se pueden obtener con herramientas operadas por cable, tales como la densidad azimutal, la anisotropía de la formación y la información obtenida por los sensores ubicados próximos a la mecha, necesaria para tomar decisiones en tiempo real.


Los productos de LWD en tiempo real hoy en día incluyen registros optimizados de resistividad, porosidad, tiempo de tránsito acústico, imágenes, buzamiento, presión anular, pérdidas de fluidos y datos relativos a la integridad de la formación.

GEOSTERRING (GEONAVEGACIÓN) La geonavegación es la navegación en tiempo real de pozos horizontales y de alto ángulo, mediante la evaluación de formaciones durante la perforación. Sirve para guiar los pozos a sus destinos geológicos óptimos, en vez de dirigirlos hacia ubicaciones geométricamente predeterminadas, que posiblemente no sean las óptimas. La geonavegación contribuye a garantizar que los pozos horizontales y muy inclinados alcancen sus objetivos y se mantengan dentro de los mismos. Las mediciones obtenidas cerca de la mecha sirven para determinar el momento exacto en que conviene dejar de perforar y colocar el revestidor o iniciar la extracción de núcleos. El geoposicionamiento o geonavegación es el proceso para la colocación de un pozo en una formación y horizonte específicos de acuerdo a una estrategia predefinida con el objetivo de ubicar de forma óptima el pozo en tiempo real, incrementar la producción y optimizar la perforación. Un plan direccional constituido es una continua sucesión de líneas rectas y curvas que representan la figura geométrica de la trayectoria esperada también. Un plan direccional siempre se proyecta en los mapas verticales y horizontales. Mientras que el pozo está siendo perforado de acuerdo al plan, así, la información geológica nueva se obtiene del mudllogging, medición durante la perforación y extracción de manera mediante la perforación. Estos por lo general muestran algunas diferencias con lo que se espera del modelo. Como el modelo se actualiza continuamente con la nueva información geológica (evaluación de la formación) y la posición del pozo (desviación del pozo), los cambios comienzan a aparecer en las subestructuras geológicas y puede llevar a actualizar el plan direccional para alcanzar los objetivos geológicos. ING. Pavel Bellorín. Perforación Avanzada. Herramientas Direccionales.

Con la aplicación de geonavegación, un pozo perforado direccionalmente puede seguir la arena desde la entrada hasta la profundidad total. Esta permite la perforación para navegar a lo largo de la arena, el seguimiento de los objetivos y evitar la perforación en formaciones de producción no deseados o de baja productividad. Los ingenieros trabajan en estrecha colaboración con los perforadores, los geólogos y los mudloggers para monitorear las condiciones de perforación y los datos de la herramienta de estudio y trazar la trayectoria del pozo. Utilizando herramientas MWD-LWD, la formación puede ser interpretada en tiempo real y correlacionada con otros datos, tales como resistencia, la velocidad de penetración, análisis de presión y de análisis de fluidos de perforación.


USOS DE LA GEONAVEGACION Ajustes en tiempo real de la trayectoria del pozo son esenciales para el éxito de la perforación. Los modelos sísmicos y estáticos proporcionan una visión general, pero una detallada revisión es esencial para mantenerse dentro de la meta. El geosteerer es también el geólogo de pozo, reduciendo la necesidad de personal especializado adicional. Geosteerers ocupan poco espacios de oficinas. Los datos de registros permiten con precisar los posicionamientos y reconocimientos de las fallas, discontinuidades y la penetración de las unidades geológicas. La geonavegación no está limitada por las ausencias de muestras litológicas. La geonavegación mitiga el riesgo de perder los BHA. También se garantiza un tiempo máximo de exposición posible del hoyo. Es de esperar que aumenta la producción y ahorra el tiempo de perforación así como reducir el número de desvíos. EL PROCESO DE LA GEONAVEGACION La geonavegación es diseñada para ayudar al geólogo a localizar la zona objetivo de una manera que maximiza las posibilidades de acertar con el plan direccional propuesto. Se inicia con una revisión cuidadosa del pronóstico geológico, datos sísmicos, mapas, correlación y cualquier otra información geológica disponible. Una vez que comienza la perforación vertical, se revisa el registro de mudlogging y se correlaciona. Se verifica la información de correlación se asegura el tope de la formación objetivo. Una vez que las herramientas MWD-LWD están en el hoyo, se comienza a construir una gráfica del pozo utilizando la información de fondo de pozo, tales como los rayos gamma, las surveys y las descripciones de la unidad de mudllogging. Cuando se llega a la profundidad adecuada, el geólogo y el perforador direccional eligen el punto de salida y la ruta de recorrido. Si bien los servicios geonavegación se realizan normalmente de forma remota, consultores de geonavegación generalmente se movilizan para la localización del pozo con el fin de supervisar personalmente la perforación. Una vez que se llega al objetivo, se controla continuamente la información para asegurar que la ruta de perforación se está llevando a cabo como estaba previsto, o si el plan necesita ajustes.


Cuando se llega a la profundidad final, se produce un gráfico final con la correlación de la trayectoria de la perforación y otras variables importantes, tales como curvas litológicas, registros, el gas y la velocidad de penetración.


Herramientas Utilizadas en La Perforación Direccional

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