HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO
INTRODUCCION
La perforación, como la exploración, es una actividad que demanda tiempo y recursos financieros. Por eso, un equipo de perforación sólo se instala y comienza a perforar cuando geólogos y geofísicos han acordado la locación más apta para la búsqueda de hidrocarburos en el subsuelo. Los petroleros no fueron los primeros en perforar pozos profundos: 2.000 años atrás lo hacían los chinos para encontrar salmuera, con la cual obtenían sal. Para lograr sus propósitos disponían de un equipo consistente en una estructura de madera, de la cual suspendían por cable una herramienta cortante y pesada. La percusión intermitente sobre el terreno iba horadando sucesivos estratos del subsuelo hasta llegar al objetivo. Este ingenioso sistema permitió perforar hasta más de 900 metros de profundidad, aunque demandaba años completar el trabajo. En los primeros años de la industria petrolera se utilizaron los mismos principios, de perforación a percusión. Aunque todavía en ciertas circunstancias y principalmente en Estados Unidos se sigue utilizando esta técnica (muy mejorada respecto del siglo pasado) fue universalmente reemplazada por el método de perforación rotativa. Los primeros pozos petroleros se perforaban mediante percusión, martillando una herramienta sujeta a un cable. Poco tiempo después las herramientas de cables fueron substituidas por la perforación rotatoria, que permitía perforar a mayor profundidad y en menor tiempo. En 1983 se alcanzó un récord en el pozo Kola Borehole al norte de Rusia, que alcanzó 12.262 m de profundidad, usando un motor de perforación no rotatoria en el fango. Por lo general, cuando se trata de actividades en tierra la locación a perforar está ubicada en algún sitio de difícil acceso, y hay que realizar importantes trabajos preparatorios antes de instalar el equipo. Casi siempre se deben construir los caminos de acceso, que muchas veces suponen la construcción de puentes y obras viales especiales, desmonte de selvas, o drenaje de pantanos. En algunos casos, todo el equipo de perforación se traslada en helicópteros de gran Porte hasta la locación previamente preparada.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO Los pozos petrolíferos más antiguos que se conocen fueron perforados en China en el año 347 e.c.: tenían una profundidad de aproximadamente 250 m y funcionaban mediante brocas fijadas a cañas de bambú. bambú.1 El petróleo se quemaba para evaporar salmuera a fin de producir sal. Largos conductos de bambú conectaban los pozos con las salinas. Numerosos registros de la antigua China y Japón incluyen varias alusiones al uso del gas natural para iluminar y cocinar. El petróleo fue conocido como «agua de quemar» en Japón en el Siglo VII.
DESARROLLO
En la primavera de 1858, el Coronel Drake comenzó a construir un pozo de perforación en Oil Creek, cerca de Titusville (Pensylvania) sobre lo que había sido un antiguo asentamiento de indios Séneca. Lo hacía para una compañía recientemente formada llamada Séneca Oil (derivada de una anterior llamada Pensylvania Rock Oil Company). La empresa había surgido buscando el negocio que suponía emplear el petróleo para producir keroseno como combustible para lámparas. Aunque no se puede asegurar con certeza que el pozo de Drake fuera el primero construido con el propósito de extraer petróleo, lo cierto es que fue el primero en el que se utilizó una técnica novedosa en la época que permitió profundizar en la tierra sin verse expuesto a sufrir el colapso del terreno que terminaba taponando cualquier perforación. Drake inició su pozo con métodos tradicionales, viendo como del agujero apenas salía petróleo y además se colapsaba en cuanto alcanzaba la capa freática. Para evitar este último problema decidió realizar las perforaciones introduciendo un tubo en la tierra que le permitía taladrar a través de su luz y que impedía el derrumbamiento del pozo.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO Tras meses de arduo trabajo sin éxito aparente, la mañana del 27 de agosto de 1859 un ayudante de Blake, Billy Smith, se asomó a la boca del pozo con la intención de iniciar los preparativos de otro día de faena y pudo observar como por el tubo salía, lentamente, el petróleo. Los primeros litros, extraídos a mano, se fueron acumulando en una bañera y en barriles de whisky. La profundidad del pozo de Drake era de unos 21 metros, y su rendimiento, de 25 barriles por día (un barril equivale a casi 159 litros). Los seres humanos conocen estos depósitos superficiales de petróleo crudo desde hace miles de años. Durante mucho tiempo se emplearon para fines limitados, como el calafateado de barcos, la impermeabilización de tejidos o la fabricación de antorchas. En la época del renacimiento, el petróleo de algunos depósitos superficiales se destilaba para obtener lubricantes y productos medicinales, pero la auténtica explotación del petróleo no comenzó hasta el siglo XIX. Para entonces, la Revolución Industrial había desencadenado una búsqueda de nuevos combustibles y los cambios sociales hacían necesario un aceite bueno y barato para las lámparas. El aceite de ballena sólo se lo podían permitir los ricos, las velas de sebo tenían un olor desagradable y el gas del alumbrado sólo llegaba a los edificios de construcción reciente situados en zonas metropolitanas. La búsqueda de un combustible mejor para las lámparas llevó a una gran demanda de ―aceite de piedra‖ o petróleo, y a mediados del siglo
XIX varios científicos desarrollaron procesos para su uso comercial. Por ejemplo, el británico James Young y otros comenzaron a fabricar diversos productos a partir del petróleo, aunque después Young centró sus actividades en la destilación de carbón y la explotación de esquistos petrolíferos. En 1852, el físico y geólogo canadiense Abraham Gessner obtuvo una patente para producir a partir de petróleo crudo un combustible para lámparas relativamente limpio y barato, el queroseno. Tres años más tarde, el químico estadounidense Benjamin Silliman publicó un informe que indicaba la amplia gama de productos útiles que se podían obtener mediante la destilación del petróleo. Con ello empezó la búsqueda de mayores suministros de petróleo. Hacía años que la gente sabía que en los pozos perforados para obtener agua o sal se producían en ocasiones filtraciones de petróleo, por lo que pronto surgió la idea de realizar perforaciones para obtenerlo. Los primeros pozos de este tipo se perforaron en Alemania entre 1857 y Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO 1859, pero el acontecimiento que obtuvo fama mundial fue la perforación de un pozo petrolífero cerca de Oil Creek, en Pennsylvania (Estados Unidos), llevada a cabo por Edwin L. Drake, el Coronel, en 1859. Drake, contratado por el industrial estadounidense George H. Bissell —que también proporcionó a Sillimar muestras de rocas petrolíferas para su informe—, perforó en busca del supuesto ―depósito matriz‖, del que parece ser surgían las filtraciones de petróleo de Pennsylvania occidental. El depósito encontrado por Drake era poco profundo (21,2 m) y el petróleo era de tipo parafínico, muy fluido y fácil de destilar. El éxito de Drake marcó el comienzo del rápido crecimiento de la moderna industria petrolera. La comunidad científica no tardó en prestar atención al petróleo, y se desarrollaron hipótesis coherentes para explicar su formación, su movimiento ascendente y su confinamiento en depósitos. Con la invención del automóvil y las necesidades energéticas surgidas en la I Guerra Mundial, la industria del petróleo se convirtió en uno de los cimientos de la sociedad industrial. Los pozos petrolíferos más antiguos que se conocen fueron perforados en China en el año 347 e.c.: tenían una profundidad de aproximadamente 250 m y funcionaban mediante brocas fijadas a cañas de bambú. bambú.1 El petróleo se quemaba para evaporar salmuera a fin de producir sal. Largos conductos de bambú conectaban los pozos con las salinas. Numerosos registros de la antigua China y Japón incluyen varias alusiones al uso del gas natural para iluminar y cocinar. El petróleo fue conocido como «agua de quemar» en Japón en el Siglo VII. La industria petrolífera del Medio Oriente se inició alrededor del Siglo VIII, cuando las calles de la reconstruida Bagdad se pavimentaron con alquitrán, derivado de la hulla. En el Siglo IX se explotaban ya campos petrolíferos en la zona lindante con la actual ciudad de Bakú, Bakú, en Azerbaiyán, para producir nafta. Tales campos fueron descritos por el geógrafo islámico Abu al-Hasan 'Alī al-Mas'ūdī en el Siglo X, y por Marco Polo en el Siglo XIII, quien estimó que la producción de los pozos era equivalente a la carga de cientos de navíos. El petróleo fue destilado por el alquimista persa Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (Rhazes) en el Siglo IX, produciendo queroseno en alambiques, alambiques,2 cuyo principal uso era como combustible de lámparas. lámparas.3 Alquimistas persas y árabes también destilaron petróleo crudo para producir materiales inflamables con propósitos militares. Así, desde Al-
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO Ándalus, la destilación llegó a estar disponible en el occidente de Europa hacia el siglo XII. Los primeros pozos petroleros se perforaban mediante percusión, martillando una herramienta sujeta a un cable. Poco tiempo después las herramientas de cables fueron substituidas por la perforación rotatoria, que permitía perforar a mayor profundidad y en menor tiempo. En 1983 se alcanzó un récord en el pozo Kola Borehole al norte de Rusia, que alcanzó 12.262 m de profundidad, usando un motor de perforación no rotatoria en el fango. Hasta 1970 la mayoría de los pozos petroleros se perforaban verticalmente (aunque la diferente litología y las imperfecciones mecánicas causaban que la mayoría de los pozos se desviaran, por lo menos levemente de la vertical). Sin embargo, las tecnologías modernas de perforación direccional permiten perforar pozos marcadamente oblicuos y hasta con tramos horizontales, los que pueden llegar a gran profundidad. Esta posibilidad es importante ya que los yacimientos en rocas que contienen hidrocarburos son normalmente horizontales o semi horizontales, por lo que un pozo taladrado horizontalmente logra una mayor superficie en producción que uno hecho verticalmente, lo que implica una mayor productividad. El uso de la perforación desviada u horizontal también ha permitido alcanzar depósitos a kilómetros o millas de distancia de la perforación y ha hecho posible la explotación de yacimientos de hidrocarburos situados debajo de sitios en los cuales es muy difícil colocar una plataforma de perforación o bajo áreas ambientalmente sensibles, urbanizadas o pobladas.
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La expansión del petróleo durante el siglo xx
EE.UU. Spindletop, el En enero de 1901 en las proximidades de Beaumont, Anthony surgimiento de Lucas perforando sobre una formación de un domo de sal, Texas desacreditada hasta entonces por los geólogos logra a 250 metros de profundidad la surgencia natural del mayor pozo petrolero conocido hasta entonces en los EE.UU. con una producción estimada en 75.000 barriles por día desatando una estampida de aventureros que lleva a quintuplicar de inmediato el valor de los terrenos en la "gran colina". Gulf y Shell, acuerdo James Gufey promotor principal del historico descubrimiento transcontinental de Anthony Lucas organiza la Gulf Company y realiza un trato trascendental con sir Marcus Samuel, propietario de la Shell Transport y Tradind, la segunda petrolera del mundo, despues de la Standard Oil of New Jersey, comprometiendose a venderle durante las proximas dos decadas la mitad de su produccion. Durante los primera mitad de la decada en EE.UU. Robert y J.Egard Pew que han fundado años antes la Sun Oil Company se afianzan el sector comprando concesiones en Texas. Joseph Cullinan funda la Texas Company conocida a partir de 1906 como Texaco. En Oklahoma otros En 1905 se produce el descubrimiento del Glenn Pool, cerca descubrimientos de Tulsa en Oklahoma, solo un año mas tarde se convierte en la region productora lider en la zona, con mas de la mitad de la produccion total de la region. En 1907 las compañias Shell y Royal Dutch integran sus operaciones lideradas por el holandes Henry Deterding consolidandose como el mayor competidor de la Standard Oil de New Jersey. Descubrimiento de En 1908 George Reynolds responsable de las exploraciones petróleo en Persia concesionadas a William Knox D'arcy y compartidas mas tarde con Burma Oil perfora los dos primeros importantes pozos en Persia. Este éxito inicial será continuado por la compañia Anglo-Persian (posteriormente British Petroleum). Hughes introduce los En enero de 1909 Sharp-Hughes Tool Company fundada en trépanos rotativos este mismo año por Howard Hughes y Walter Benona Sharp revolucionan las tecnicas de perforacion al introducir el primer taladro (trepano) rotativo de conos permitiendo atravesar ahora formaciones duras de terreno. A partir de 1912 la compañia se denominara Hughes Tools Corporation y en 1933 introducira al mercado los triconos. En Mexico, el pozo En 1910, Weetman Pearson perfora uno de los mayores pozos mas productivo petroliferos del mundo hasta entonces, cerca de Tampico. Su produccion es de 110.000 barriles diarios en una zona se conocera como la "Senda del Oro". Nueve años antes Edward Donehy, en otra zona, ya habia perforado con exito un modesto primer pozo.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO En 1911 la Suprema Corte de los EE.UU. condena a la Standard Oil por violacion del Acta Sherman Antitrust de 1890 hallandola culpable de practicas restrictivas del comercio y de practicas predatorias hacia los competidores especialmente en el negocio del refinado de petroleo. El fallo obliga al desmantelamiento de la corporacion lo que da origen a las compañias que se conoceran con Esso, Mobil, Chevron, Amoco, Conoco y Sun. En 1912 En Medio Oriente alemanes, holandeses y britanicos y un armenio agrupados en la Turkish Petroleum Compañy se interesan en la busqueda de petroleo en Mosul y Bagdad, bajo dominio turco. Primeros pasos en En 1913 la compañia Caribbean Petroleum, controlada por la Venezuela Royal Dutch Shell, perfora con exito el primer pozo petrolero en el campo Guanoco, en Venezuela. En 1914 con la Primera Guerra Mundial se inicia la mecanización del campo de batalla con su consiguiente demanda de gasolina para la maquinaria belica y un mercado automotor en rapido crecimiento especialmente en los EE.UU. En 1921 Mexico se destaca como el segundo productor mundial de petroleo. Un año mas tarde en Venezuela se descubre el primer pozo de alta productividad en Los Barroso. Hallazgo de petróleo En 1927 la compañia Anglo-Persian conjuntamente con la en Iraq Royal Dutch logran en Kirkuk, en el norte iraqui, perforando a 500 metros de profundidad el primer pozo con una extraordinaria surgencia. perforación para operar en aguas proximas a las costas de Lousiana y Texas; el credito le corresponde a Louis Giliasso un petrolero tejano. exportador del mundo de petroleo al volcar al mercado la mayor parte de su produccion. Descubrimientos en En 1932 es descubierto petróleo en Bahrein. y un año mas el Golfo Pérsico tarde la Standard Oil of California obtiene una concesión en Arabia Saudita. y en 1934 Gulf y Anglo-Iranian obtienen una concesión conjunta en Kuwait. En 1938 Se descubre petróleo en Kuwait, en Burgan Oil Field, y en Arabia Saudita. petroleras extranjeras en medio de serias rispideces diplomaticas con Gran Bretaña. Tecnología off-shore En 1947 un consorcio de compañias lideradas por la compañia e infraestructura Kerr-McGee perfora el primer pozo comercialmente explotable en aguas profundas en el Golfo de Mexico a mas de 15 kilometros de la costa en Lousiana, dos años mas tarde los pozos perforados con esta tecnologia suman once. Tapline para transportar el petróleo saudita. Un año mas tarde
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO la Standard of New Jersey (Exxon) y Socony-Vacuum (Mobil) se unen con Standard of California (Chevron) y Texaco, y forman Aramco. Nacionalizacion del En 1951 Mossadegh nacionaliza Anglo-Iranian en Irán (primera petróleo en Irán crisis petrolera de la posguerra). Dos años mas tarde es depuesto por un golpe militar alentado por EE.UU. y es repuesto en el gobiermo el Sha. Tensión ante la Crisis En 1956 la interrupcion en la navegacion del canal como de Suez consecuencia de las acciones militares que enfrentan a Egipto con Israel, Gran Bretaña comprometiendo el transito de tanqueros petroleros tensa el mercado. Es considerada la segunda crisis petrolera de la posguerra. Nigeria, nuevo pais En 1958 nuevas perforaciones en el delta del Niger, en donde petrolero dos años antes Shell y BP han hallado por primera vez petroleo en volumenes comerciables llevan al gobierno a concesionar areas para exploracion off-shore. En 1971 Nigeria se incorporara de pleno derecho al cartel de paises exportadores de petroleo. OPEP, orígen del En 1960, en Medioriente, en la Conferencia de Bagdad se cartel petrolero organiza un cartel de países petroleros ante la caída del precio del crudo que han alentado las compañías petroleras; se gesta así la Organización de los Países Exportadores de Petróleo (OPEP), sus miembros inicialmente son Irán , Irak , Kuwait, Arabia Saudita y Venezuela, este último hasta entonces el mayor productor y exportador de petróleo. En 1961 un intento iraquí de invadir Kuwait se ve frustrado por las tropas británicas. Hallazgo de petróleo En 1965 la plataforma Sea Gem operada por British Petroleum en el Mar del Norte realiza la primera perforacion submarina exitosa encontrando hidrocarburos en el Mar del Norte. Hacia el sur mas tarde se encontraran yacimientos importantes de gas. Guerra de los Seis En 1967 durante la Guerra de los Seis Días; queda obstruido Dias, otra crisis a la navegacion el Canal de Suez, varios barcos en transito y tambien militares son blanco de los ataques provocando la tercera crisis petrolera de la posguerra. En 1968 se descubre petróleo en North Slope en Alaska. Un yacimiento de 10 mil millones de barriles es descubierto en Prudhoe Bay Nacionalizaciones Durante 1971 y 1973, Argelia e Iraq y Libia respectivamente petroliferas en nacionalizan su petroleo y un año mas tarde Venezuela. Varios avance años antes en 1965 lo ha hecho Indonesia. Arabia Saudita lo hara en 1979. Descubrimientos en En 1969 Phillips Petroleum encuentra finalmente petroleo en el Noruega Mar del Norte en volumenes comerciables en el yacimiento Ekofisk. El petroleo considerado de existencia improbable en el sector noruego tan solo una decada antes llega tras 33 perforaciones exploratorias y abre el camino para que impensadamente Noruegga se sume años mas tarde al selecto
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO grupo de paises exportadores de petroleo. Guerra de Yom En 1973 el apoyo de EE.UU. a Israel en el conflicto que lo Kippur y embargo enfrenta con Egipto y Siria respaldados por Iraq y Jordania petrolero desata la cuarta crisis petrolera de la posguerra. El embargo de las ventas de petroleo afecta directamente a los EE.UU. y a Holanda, la OPEP disminuye su produccion en momentos en que la demanda internacional esta en alza y la produccion estadounidense debilitada. En los proximos seis meses los precios del petróleo trepan de 2,90 dólares el barril a casi 12 dólares el barril. Revolución en Irán y En 1979 El Sha jaqueado abandona el poder y emprende el en los precios exilio; el ayatollah Jomeini asume el poder proclamando la revolución islamica. La caída del sha y poco mas tarde el inicio de la guerra con Irak provoca un período de alzas indiscriminadas en los precios del petróleo durante 1980-81 por lo cual la OPEP recibe por exportaciones un record de mas de 500.000 millones de dólares. El pánico provoca la subida del petróleo de 13 a 34 dólares el barril entre 1979 y 1981 en lo que se considera la quinta crisis de la posguerra.
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HISTORIA DE LA PERFORACION EN ARGENTINA
Cada 13 de diciembre, los argentinos celebramos el Día del Petróleo en homenaje a lo sucedido en 1907, cuando una cuadrilla de empleados del Ministerio de Agricultura de la Nación que perforaba un pozo en Comodoro Rivadavia descubrió la existencia de hidrocarburos a 539 metros de profundidad. Pero aquella no era la primera vez que el petróleo fluía a la superficie desde el subsuelo argentino. Desde finales del siglo XIX, varios emprendedores habían intentado desarrollar una explotación petrolera para destilar querosene y atender el creciente mercado de iluminación en Buenos Aires y otras grandes ciudades. Los primeros petroleros argentinos se dirigieron a aquellas regiones en las que había alguna referencia de la existencia de hidrocarburos. En sus relatos sobre expediciones y viajes por la Argentina, comerciantes, militares y geólogos habían dejado constancia sobre afloraciones de hidrocarburos en zonas de Mendoza, Salta, Jujuy y Neuquén. Primeros emprendimientos En esos años, no había una legislación específica para las actividades petroleras, que se regían por el Código de Minería de 1886. El Código respondía de manera muy clara a dos preguntas básicas sobre el régimen legal aplicable al petróleo. ¿De quién eran los hidrocarburos? De las provincias o de la Nación, en función de la localización de los yacimientos. ¿Quién debía explotarlos? Los particulares, con una explícita prohibición de que lo hiciera el Estado. En la práctica, el empresario particular solicitaba un permiso de cateo para explorar un área de hasta 2.000 hectáreas, en la que debía comenzar a realizar los trabajos correspondientes en un período no mayor a 30 días, y donde debía perforar al menos un pozo en un plazo no mayor a 290 días. En caso de producirse descubrimientos, el empresario podía solicitar una concesión por tiempo ilimitado, con el compromiso de mantener trabajos Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO en la mina pero sin ninguna obligación de pago al Estado. Toda la renta del recurso del subsuelo era para el empresario que lo había hallado. Los pagos por regalías y por el impuesto a las ganancias llegarían en la década del treinta. Estas condiciones, que con el paso del tiempo se probaron excesivamente favorables para las empresas, no bastaron en aquellos años para consolidar una explotación petrolera.Otros factores negativos pesaron más: un mercado demasiado incipiente para la colocación de los productos, falta de capital, dificultades técnicas, carencias en infraestructura de transporte, y la desafortunada ausencia de un descubrimiento importante. Si tuviéramos que elegir una de las empresas que protagonizaron la ―prehistoria‖ del petróleo argentino, nos quedamos con la ―Compañía Mendocina Explotadora de Petróleo‖, creada y conducida por el
mendocino Carlos Fader (imagen arriba) , padre del conocido artista plástico Fernando Fader.
Fader visitó Mendoza en el verano de 1885, y su entusiasmo con el potencial del petróleo de Cacheuta lo llevó a Europa, en donde hizo analizar muestras, visitó explotaciones petroleras, y contrató personal y equipamiento para su nueva compañía. Los primeros cuatro pozos se perforaron en 1887 bajo la supervisión de un geólogo polaco traído al país por Fader. Tres resultaron productivos, y al año siguiente se perforó un quinto pozo adicional que resultó ser el de mayor caudal, por lo que se decidió explotar comercialmente al yacimiento. La Compañía Mendocina llegó a poseer una concesión de 19.000 hectáreas en Cacheuta, y construyó un pequeño oleoducto hasta las vías del ferrocarril. Pero mientras que en los Estados Unidos los productores de petróleo tenían un mercado donde vender su producto y medios para transportarlo, en la Argentina estaba todo por hacer. Las dificultades para poner en marcha una empresa de petróleo excedían a la propia industria. Los ferrocarriles, vinculados al mundo británico del carbón, no tenían incentivos para favorecer el desarrollo de la nueva industria. Pocos años después, mientras el país vivía una severa crisis financiera, la Compañía Mendocina fue afectada por el impacto simultáneo del declive en la producción de los pozos mendocinos y de una experiencia frustrada en el norte argentino. En 1897, tras haberse perforado casi 30 pozos y producido cerca de 8.000 toneladas de petróleo desde la primera perforación, la actividad fue prácticamente abandonada.
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Tecnología de la perforación.
Durante mucho tiempo se consideró la Perforación de Pozos en la Industria Petrolera como una labor artesanal o simplemente un ―art ―arte e‖ en vez de una Ingeniería, hasta que en los 40’s se desarrolló la Tecnología de la Perforación de Pozos de una manera acelerada tomando en cuenta diferentes aspectos como son: desarrollo, investigación, modernización, etc. Para llegar al estado actual desarrollado se tuvieron que incorporar varias ramas de la ingeniería petrolera, obteniéndose una verdadera tecnología propia de la perforación por el camino de la ingeniería, esto no implica que el antiguo arte que se aplicaba dejó de existir, por el contrario se tuvo que conformar con las demás disciplinas de una manera interna. Como toda ingeniería debe contar con un objetivo específico para saber cual es el fin que se quiere alcanzar. El Objetivo de esta Tecnología de Perforación es: ―Lograr perforar pozos petroleros en forma eficiente, segura, económica y que permita la explotación adecuada de los hidrocarburos‖. Elobjetivo anterior nos indica que se debe estar renovando continuamente esta tecnología de acuerdo alas situaciones que se vayan presentando, por lo tanto se necesita de una optimización que tiene quecontar con su propio objetivo, este objetivo de la Optimización de la Perforación es ―Incrementar laeficiencia de las operaciones involucradas en la Perforación de Pozos‖. La operación de perforación de un pozo puede ser definida tan simple como el atravesar lasdiferentes capas de roca terrestres por medio del proceso de hacer UN AGUJERO (Figura II.1), sinembargo esta es una tarea compleja y delicada que necesita ser planteada y ejecutada de unamanera tal, que produzca un pozo útil y económicamente atractivo en una forma segura.
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Las acciones empleadas durante el diseño y la operación de un pozo, son determinadas, la mayoríade las veces, por prácticas y costumbres comunes al área, la experiencia y habilidad del personal,procedimientos y políticas de la empresa que lleva a cabo la operación de perforar el pozo. Todo estose debe revisar, estudiar y comprender por todo el personal involucrado en la operación, con con el el fin fin decumplir decumplir el objetivo objeti vo especificado especi ficado.. Un factor que se debe tomar en cuenta desde el inicio del diseño y hasta la conclusión de laoperación es el factor SEGURIDAD, este en todas sus aspectos como lo son: el personal, lasinstalaciones, el medio ambiente, etc. Ya que en la actualidad existen disposiciones y normas querigen las actividades industriales, además de que siempre se tiene que vigilar por el bienestar de losinvolucrados en el trabajo y en el medio ambiente que nos proporciona las fuentes de trabajo.
Perforación Rotatoria, antecedentes y características.
El mecanismo que actualmente se emplea en la realización de un pozo petrolero es el de laperforación rotatoria pero este no surgió tal y como lo conocemos ahora, necesito del paso demuchos años para llegar al estado actual, además de que se han desarrollado diferentes tecnologíasque probablemente en un futuro lleguen a desplazar a la perforación rotatoria como el mecanismomás usado. Dentro de las actividades mas importantes que se desarrollaron y los periodos de tiempoque ocuparon, en el avance de la tecnología de la perforación, se encuentran los siguientes: Planeación de la perforación
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Periodo de origen (1888-1928).
La máquina de vapor es la energía mas utilizada.
El equipo rudimentario constaba de torres de madera.
Surge el principio de la perforación rotatoria
Surgen las primeras barrenas de conos por la empresa Sharp & Hughes en 1908. Se desarrollan los diseños de Tuberías de Revestimiento (TR) y las Cementaciones Cementaciones por laempresa Halliburton Halliburton en 1904.
Se utilizan las primeras bombas de lodos en 1910.
Se establecen los fluidos de perforación por la National Lead Co. En 1914.
Se perfora el pozo La Pez No. 1 en México en el año de 1904.
Periodo de Desarrollo (1928-1948).
Se comienza a utilizar equipos de perforación perforación con mayor potencia.
Se desarrollan diseños de barrenas mas efectivos.
En 1935 se fabrican las primeras barrenas con carburo de tungsteno en Alemania.
Se llevan a cabo prácticas de cementaciones mejoradas.
Surge el uso de la bentonita en los fluidos de perforación en el año de 1935.
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Aparecen los fluidos especiales.
Periodo Científico (1948-1968). En EUA se alcanza el logro principal al incrementar la perforación hasta los 31,000 pies en elaño de 1974.
Se llevan a cabo diferentes investigaciones con respecto a la perforación de pozos. Se introduce la hidráulica de la perforación en las operaciones de la industria petrolera.
Existe un amplio mejoramiento en las barrenas que se utilizan.
Aparece por primera ves la perforación automatizada.
Se comienza aplicar la tecnología de los fluidos de perforación.
Surgen las primeras turbinas en las operaciones de perforación.
Periodo de Automatización (1968-1995).
Se va incrementando la profundidad alcanzada y la velocidad de penetración en lasoperaciones. lasoperaciones. Se comienzan a utilizar los motores de fondo. La automatización del equipo y el manejo de los fluidos de perforación se hacen cada vesmasusuales. vesmasusuales. Se emplea el uso del control de las diferentes variables que existen en la perforación. La perforación empieza a ser planeada. Planeación de la perforación
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Surgen los polímeros que se incorporan a los fluidos de perforación, así como los nuevosproductos químicos, aditivos, etc. Las computadoras se introducen en las operaciones de perforación como resultado delavance tecnológico. Periodo de Perforación no Convencional (1995-Actual). Perforación con Tubería Flexible. Esta operación nos permite perforar un pozo rápido seguro ya bajo costo, ya que la tubería flexible no necesita de conexiones por ser continua, manejamenor volumen de fluidos y acero que las tuberías de revestimiento. Asimismo evitanpegaduras ya que se tiene circulación continua. Sus componentes son: unidad de bombeo,unidad de potencia, carrete y tubería flexible, cabina de control y cabeza inyectora. Ademásde que se emplea para perforar pozos, se puede utilizar para: limpiezas, inducciones,estimulacion
Perforación en aguas profundas. Se consideran aguas profundas aquellas con tirantes deagua mayores a 400 y 500 metros. Para operar se utilizan equipos marinos, como son: barcosperforadores, plataformas semisumergibles, plataformas de patas tensionadas (TLP), etc.,estos equipos normalmente cuentan con un sistema sofisticado de posicionamiento dinámico(Figura II.3).
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Perforación Multilateral. Su enfoque es perforar para alcanzar nuevos objetivos de unyacimiento, explotado con pozos convencionales. Para esto se perforan varios pozos a partirde uno convencional (Figura II.4), con el fin de incrementar el área de drene del yacimiento(ramales), en varias direcciones dentro de la sección horizontal, vertical o direccional y lograr el incremento eficiente de la producción de hidrocarburos mientras se reducen los costos eimpactos ambientales de contaminación en superficie. Los ramalesvarían de 2 a 8dependiendo delcaso.
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Perforación con Tubería de Revestimiento. Revestimiento. Esta consiste en eliminar la sarta de perforación ysustituirla con tubería de revestimiento, con lo cual se logra un ahorro de entre el 7% y el 10%en el tiempo total de perforación, por lo cual es una alternativa más para optimizar larentabilidad de los proyectos de inversión, sin embargo no debe utilizarse indiscriminadamenteen cualquier pozo o campo, sin antes hacer una evaluación económica de los pozos donde sepretende utilizar esta técnica. Para llevar a cabo esta técnica es necesario contar con las juntas adecuadas (Figura II.5)en las tuberías de revestimiento para que se puedan ir armandolos diferentes tramos de tubería. Perforación Bajo Balance. Se tiene cuando la densidad equivalente del fluido de control sediseña intencionalmente para que sea menor que la presión de las formaciones que se estánperforando. El fluido puede tener densidad natural o inducida, en cuyo caso se agrega gas,aire o nitrógeno a su fase líquida, permitiendo la entrada de fluidos de la formación al pozo,que deben circularse y controlarse en la superficie (Figura II.6). El uso de esta técnica no selimita a formaciones de baja presión, pues también se aplica en pozos de alta presión, con losmismos objetivos: reducir el riesgo de atrapamiento por presión diferencial y hacer factible laperforación.
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Perforación con Láser. Los láser producen una intensa radiación electromagnética electromagnética la cual sepuede ocupar para derretir o vaporizar formando agujeros en las rocas. Los destellos láserson producidos por excitación de átomos hasta altísimos estados de energía. Cuando losátomos caen sobre estados mas bajos de energía, dan una radiación electrónicamonofrecuencial, la cual puede ser enfocada dentro de los intensos destellos láser. Al incidirestos destellos en la roca van eliminando una parte de esta pero producen una cierta zona defracturamiento (Figura II.7) que al estar en conjunto con un sistema mecánico de perforaciónla penetración es mas eficiente.
Características de la perforación rotatoria.
La perforación rotatoria como tal, consiste en realizar un agujero por medio de un equipo mecánicoque aplica un movimiento rotatorio y una fuerza de empuje empuje al elem element ento o deno denomin minado ado barren barrenaa queata queataca ca una ciert ciertaa supe superf rfic icie ie de roca convirtiéndola en ripios (recortes). Este movimiento rotatorio sepuede generar en la superficie transmitiéndose a la barrena por medio de otro elemento denominadosarta de perforación, o de manera diferente, el movimiento se genera de forma hidráulica cuando seocupa un motor de fondo es cual esta conectado a la barrena. El peso de la sarta de perforación o aparejo de fondo, proporciona la fuerza de empuje a la barrena,para ir avanzando hacia la profundidad deseada. Este peso es
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO controlado por la diferentecomposición de este aparejo de fondo, dependiendo de la necesidad de la operación que de lleva acabo. El fluido de perforación (Figura II.8) sirve como conductor de los recortes que van surgiendo, para serllevados a la superficie, mediante un proceso de circulación. Este fluido es inyectado a través delinterior de las tuberías que conforman la sarta y regresa a la superficie por el espacio anular que vadejando la perforación. Ya que el fluido esta en la superficie se le separan los recortes que acarreodesde el fondo.
Planeación de la perforación. perforación.
Durante el paso de los años, la industria de la perforación ha cambiado rápidamente en todas lasáreas que la componen, como son: la tecnología, la seguridad, la administración, las relacionescontractuales, el entrenamiento, etc. Esto conlleva a la necesidad del personal a ser maseficientes,mejorar sus habilidades, adquirir la tecnología mas reciente, y mejorar sus formas de trabajo. La computación ha creado cambios significativos (Figura II.9), ayudando a obtener obtener mejoresdecisiones. Con estas potentes herramientas se puede almacenar, acceder, analizar y resumirgrandes cantidades de datos además de realizar cálculos complejos fácilmente.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO Anteriormente todos los procesos estaban integrados como una misma parte de las grandesempresas operadoras, a diferencia de hoy en día en que solo se incorporan las partes sustantivas ytodos los demás servicios los contratan. Por esta razón se necesita un continuo contacto con losproveedores y contratistas de servicios, donde la habilidad de negociación debe surgir en losplaneadores de la perforación de pozos. Una tendencia que se presenta desde hace algunos años, es que el personal que planea y supervisalos pozos, cada vez acude una menor cantidad de tiempo a estos, creando incluso los diseños yenviándolos para su aplicación, perdiendo parte de la capacitación que ofrece la ejecución de losprogramas, por lo que los diseñadores deben ser cada vesmas inteligentes y capaces de adquirirrápidamente adquirirrápidamente una mayor cantidad de habilidades.
HISTORIA DE LA PERFORACION DIRECCIONAL
Antecedentes históricos: Fines de los años 20: Año 1929: Años 30s:
Año 1934:
1ª aplicación de registros para pozos petroleros utilizando el inclinómetro de botella ácida. Inclinómetro direccional con aguja magnética. Perforación del 1er pozo direccional controlado. (Inicialmente con propósitos no éticos, para cruzar líneas de propiedad). Se usó la perforación direccional para matar un pozo descontrolado. descontrolado. Esto marco el Inicio I nicio de la PD controlada.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO Eventos significativos: Antes 1950: Años 1960’s: Años 1970’s: Años 1980’s: Años 1988’s: Años 1990’s: Año 1999: Años 2000:
Registro Magnético de disparo simple. Registro después de la Perforación. Motor de Lodo. Herramienta versátil para iniciar desviación. Herramienta Dirigible. Registro mientras se perfora. MWD. Telemetría con pulsos de lodo- sin cable de registros. Motor Dirigible. LWD. Medición de datos con calidad de registro eléctrico. Perforación Horizontal. Perforación para recobro mejorado. Geo Steering. Direccionamiento geológico vs. geométrico. Perforación Rotativa Dirigible. Telemetría de mejor calidad, Mayor velocidad de transmisión de Datos, Pozos Multilaterales.
PERFORACION DIRECCIONAL EN LA ACTUALIDAD
En los últimos años la evolución de la perforación direccional a dado paso a una serie de desarrollos tecnológicos de gran valor. va lor. La introducción de la planificación direccional a dado pasó al desarrollo de herramientas de Medición de Estaciones que permiten conocer el posicionamiento de la trayectoria. Igualmente se han desarrollado herramientas de evaluación de formación, las cuales en conjunto permite actualmente realizar evaluaciones bastantes completas de los Campos Petrolíferos.
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EQUIPOS DE PERFORACIÓN
Los inicios
El Petróleo ha sido conocido y utilizado por el hombre por miles de años. Ha sido utilizado para la construcción de vías, gasolina, propósitos médicos y hasta propósitos cosmetologicos. Hoy en día el petróleo crudo es refinado y tiene muchos mas usos. Fue durante el periodo de la ―Revolución Industrial‖ que sucedieron
grandes cambios. Industrias que han evolucionado a través de los siglos realizaron desarrollos que requerían más y más energía. Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO A medida que la sociedad comenzó a ver al petróleo como una fuente mayor de energía, la tecnología de perforación se desarrollo rápidamente, En menos de 100 años, una simple herramienta manejada a mano por un muelle de poste de perforación fue transformada en un equipo de perforación con mesa rotaria. Durante el desarrollo de la industria petrolera moderna, se utilizaban dos métodos básicos de perforación. Perforación asistida por cable, fue el método principal utilizado y fue un mejoramiento con respecto a la técnica de muelle de poste. Un cable encima del agujero abierto del pozo, deja caer una herramienta cortante al fondo del pozo. La herramienta se levanta y luego se deja caer con pesos pesados y era el impacto lo que perforaba el pozo. Un antiguo Equipo de Perforación de perforación asistida por cable fue utilizado para perforar el primer pozo exclusivamente para petróleo, en Titusville, Pennsylvania en 1859. Conocido como ―Drake’s Well‖, este
pozo se perforo hasta una profundidad de 61 ½ pies y probo que el petróleo podría ser recobrado en cantidades suficientes para complacer a la creciente demanda. El otro método básico de perforación fue la perforación hidráulica rotaria en donde la barrena de perforación estaba conectada a un tubular que era rotado por una plataforma giratoria en la superficie.
A pesar de que la perforación hidráulica rotatoria fue desarrollada en los 1850’s, la perforación asistida por cable dominaba la industria de perforación desde los 1860’s hasta los 1930’s. La perforación rotatoria
no gano aceptación hasta después de 1900 cuando un pozo fue perforado en Spindletop, Texas a la profundidad de 1100 pies. El método hidráulico rotatorio representaba una ventaja en la perforación de formaciones mas blanda. A pesar del desarrollo de barrenas de roca rotatoria en 1909, que podía perforar en formaciones duras, le tomo 20 años a este método rotatorio de perforación a dominar la industria, como lo hace hoy en día. Localizar y extraer petróleo en tierra firme ya era suficientemente difícil, pero la búsqueda continúo costa afuera y el primer pozo perforado intencionalmente sobre agua fue perforado en 1897 desde 250 pies de longitud en Summerland Beach, California, U.S.A. Mas tarde, ese mismo año, se construyó un muelle perpendicular a la costa y con ello la
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO industria petrolera costa afuera, había nacido. En 1898, había dos muelles con 18 pozos y en 1902 había 221 pozos en 16 muelles. También se realizaron perforaciones sobre aguas internas. El primer pozo perforado estaba en Caddo Lake, Texas, en 1911. Una de las áreas mas grandes de perforación de aguas internas, el Lago de Maracaibo en Venezuela, no tuvo su primer pozo perforado sino hasta Abril de 1924. Una plataforma de perforación llamada el ―McBride‖ se convirtió, sin
querer, en la primera embarcación semi-sumergible del mundo, en 1932. Se suponía que la plataforma debía perforar un pozo en Garden Island Bay, Louisiana, mientras flotaba, pero fue cargada con tanto equipo y material de perforación que descansó sobre el fondo del lago cuando el pozo fue perforado. La plataforma fue, desde ese entonces, únicamente operada de esta manera.
Una patente ya había sido llenada en 1928 por Louis Giliasso, para construir la primera plataforma semi-sumergible, intencional, el ―Giliasso‖. En Noviembre 17 de 1933 el ―Giliasso‖ se estableció en aproximadamente 10 pies de agua en el Lago Pelto, Louisiana y perforo su primer pozo a 5700 pies. Durante los 50’s, muchos ex-buques navales y plataformas fueron
convertidos en Barcos de Perforación y así emergió en 1956, la primera embarcación flotante de perforación a escala completa. Una sucesión de barcazas de variados diseños y de distintas compañías continuaron hasta que se completaron las pruebas y con ello se diseñaron las embarcaciones semi-sumergibles a principios de los 60. Existieron muchas embarcaciones de perforación estática y propulsada de diseño rectangular, pentagonal y diseño triangular. Hoy en día existen muchos tipos de equipos de perforación trabajando en muchas regiones del mundo. El moderno equipo de perforación con mesa rotaria es utilizado en operaciones de perforación en tierra y en costa afuera, en perforaciones en aguas profundas de hasta 10,000 10 ,000 pies de agua. A pesar de que la industria del petróleo se encuentra envuelta en la producción de gas natural de los pozos que son perforados, muchos productos son procesados del petróleo crudo.
Gasolina y combustible para vehículos automotores y vehículos aéreos es el producto más común producido del petróleo crudo. El segundo mayor producto es el aceite combustible que es utilizado para las
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO calefacciones de los hogares y las plantas de poder de las industrias operativas. Lubricantes, como aceite y grasa, son producidos en grandes cantidades para todo tipo de maquinaria, principalmente para el uso en motores de vehículos. Existen muchos, muchos mas productos producidos a partir de petróleo crudo incluyendo plásticos, pinturas, goma sintética y cosméticos. La búsqueda de nuevas Fuentes de petróleo se ha convertido en algo sumamente difícil y la industria esta continuamente desarrollando formas de mejorar el proceso de perforación y producción. Hoy en día el petróleo se transporta con facilidad, refinado y almacenado y se mantiene como una de las fuentes de energía vitales, a nivel mundial.
GENERACION DE LOS EQUIPOS DE PERFORACION
El termino ―Generación‖ es tradicionalmente aplicado a Equipos de
perforación flotantes y esta basado en la antigüedad o año de construcción. Los equipos de perforación son construidos para satisfacer la demanda y las fechas de construcción coinciden con los repuntes en el precio del petróleo y el incremento en la demanda. La Generación también esta basada en la tecnología del equipo instalado en los equipos de perforación. Cuando los equipos de producción son Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO construidos, generalmente reflejan la tecnología disponible para ese momento. A medida que la tecnología se desarrolla, trabajos mas complejos pueden ser realizados y a través de los últimos 30 años las semi-sumergibles se han movido a aguas mas profundas para perforar pozos más profundos y complejos. Sin embargo, e mbargo, si el equipo de un equipo de perforación es llevado a un nivel n ivel más moderno de tecnología, entonces este vendría siendo, efectivamente, un equipo de perforación de nueva generación. Generación
1
Año de construcción 1962 – 1969
2
1970 – 1981
3
1982 – 1986
4
1987 – 1998
5
1999 en adelante
Ejemplos de desarrollo de tecnología 800 pies de profundidad de agua, bombas de lodo 2x1250hp, Kelly, 1,450 toneladas de cargamento variable de cubierta (VDL), mástil manual. 1,500 pies de profundidad de agua, bombas de lodo 2x1600hp, Kelly, 3,000 toneladas de VDL, mástil manual. 2,500 pies de profundidad de agua, bombas de lodo 2x1600hp, Kelly, 3,800 toneladas de VDL, manejo automático de tubería. 3,500 pies de profundidad de agua, bombas de lodo 3x1600hp, TDS3 manejo optimo, 4,300 toneladas de VDL, manejo automático de tubería. 8,000 pies de profundidad de agua, bombas de lodo 5x2200hp, TDS8 manejo optimo, 5,000 toneladas de VDL, actividad dual.
EVOLUCION DE LAS TECNICAS DE PERFORACION
Perforación por percusión Métodos de perforación Perforación rotaria Planeación de la perforación
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La perforación por percusión: es un método antiquísimo y fue el iniciador de la perforación de pozos de agua y petróleo, aunque se a actualizado con la incorporada tecnología, su uso esta muy restringido y escasamente es usado para perforar pozos de agua muy someros (30 m). Este método realiza la perforación mediante el movimiento alternativo (bajada y subida) de una pesada barrena (tipo cincel) que su caída va fracturando o disgregando la roca, desprendiendo trozos de variado tamaño, que después son extraídos por medio de una cuchara. Sus principales componentes son:
La sarta de perforación El cable Máquina de perforación
Perforacion rotaria: el método de perforacion rotaria con circulación directa, comenzó a utilizarse en 1860, adquiriendo gran auge en
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO 1900 paralelamente al desarrollo de la industria petrolera. La perforacion rotatoria se raliza mediante el giro de una herramienta de corte y el recorte producido es extraido a la superficie por medio del fluido de perforacion. Sus principales componentes son:
sistema de suministro de energía sistema de izaje sistema de circulación sistema rotatorio sistema de control sistema medidor de parámetros de control durante la perforación
el tipo mas antiguo de los equipos rotarios usaron torres de madera, las cuales armaban antes de iniciar el pozo y se desarmaban al terminar, la energía era proporcionada por maquinas de vapor. Con el equipo rotatorio se incia el uso de fluidos de perforacion, la cementación de las tuberías de revestimiento y la terminación con aparejos de producción.
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Periodo de origen (1888-1928) Equipos de percusión Maquina de vapor Principio de la perforacion rotaria Primeras barrenas de conos (1908) Diseños de TR y cementaciones (1904) Primeras bombas de lodos (1910) Fluidos de perforacion (1914)
Periodo de desarrollo (1928-1948) Equipos de mayor potencia Mejores diseños de barrenas Barrenas de carbono de tugsteno (1935) Nueva tecnologia en cementaciones cementaciones Uso de bentonita en (1935) Fluidos especiales
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Periodo científico (1948 – 1968) Se perforara a 31,000 pies en EUA Investigación sobre la perforacion Introducción de la hidráulica mejoramiento en las barrenas Inico de la perforacion automatizada Inicio de la tecnologia de fluidos de perforacion Se introducen las turbinas
Periodo automatizaci automatización ón (1968-1995) Se inicia la perforacion horizontal horizontal Se automatiza el equipo de perforacion Control de las variables de perforacion Planeación de la perforacion En los fluidos se incorporan los polímeros, nuevos productos químicos, aditivos, etc. Se aplica la tecnologia por computadoras.
Periodo perforación no convencional (1995-actualidad) (1995-actualidad) Perforacion bajo balance Perforacion en aguas profundas Perforacion multilateral Perforacion con tubería flexible
Perforacion laser Perforacion con tubería de revestimiento Nuevas tecnologías
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Los equipos grandes perforan huecos muy profundos, 20000 pies (7000 metros o mas). Los equipos pequeños perforan algunos pies o metros. La gente en la industria del petróleo clasifica los equipos en 6 tipos básicos. a) Land o taladro para tierra firme. f irme. b) Jackup o equipo de perforación en el mar con bases retráctiles. c) Platform o plataforma. d) Submersible o sumergible. e) Semisubmersible o semisumergible. f) Drill Ship o barco de perforación.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO EQUIPOS PARA TIERRA FIRME “LAND RIGS”.
USO “DUTY” Liviano “Light” Medio “Medium” Pesado “Heavy” Ultrapesado “Ultraheavy”
PROFUNDIDAD “DEPTH” Pies ―Feet‖ 3000 – 5000 4000 – 10000 12000 – 16000
18000 - 25000
Metros ―Meters‖ 1000 – 1500 1200 – 3000 3500 – 5000 5500 – 7500
Ellos perforan en tierra firme y son el tipo más común de equipos de perforación.
MOVILIZACIÓN DE EQUIPOS EN TIERRA “MOVILIZING LAND RIGS”.
Los miembros de la cuadrilla pueden mover los equipos de perforación terrestre en camiones, tractores, remolques, helicópteros, trailers, y en algunos casos bastante raros, usando equipos especializados de aire presurizado. Los equipos pequeños y livianos son fáciles de mover. Los equipos ultrapesados ―ultraheavy‖ pueden ser muy difíciles de mover.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO EQUIPO DE PERFORACIÓN EN EL MAR CON BASES RETRÁCTILES “JACKUP RIG”.
Este tipo de equipo perfora pozos en mar adentro. Tiene bases que soportan la cubierta. El equipo es transportado remolcándolo con un barco, con sus bases retraídas. Cuando se ubica sobre el sitio donde se va a perforar, las bases se liberan hasta llegar al fondo, donde descansarán en el lecho marino. Los equipos de bases retráctiles ―jack up rigs‖ pueden perforar en aguas
con profundidades que oscilan entre algunos pocos pies o metros hasta más de 400 pies (120 m) de agua. MOVILIZACIÓN DE EQUIPOS CON BASES RETRÁCTILES “MOVILIZING JACKUP RIGS”.
Los botes mueven un equipo Jack up hasta la locación con sus bases arriba o retraídas. Una vez la cuadrilla de perforación a sentado las bases firmemente en el fondo del océano, ellos pueden ajustar el nivel de la plataforma. Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO PLATAFORMAS “PLATFORM RIGS”. Se trata de una estructura inmóvil que opera mar adentro. Esto significa que una vez construida, nunca se moverá del sitio donde se encuentra perforando.
Las compañías perforan varios pozos desde la misma plataforma. Las plataformas ―Platform rigs‖ pueden ser plataformas asistidas por un barco ―tender assisted rigs‖.
El barco de suministros flota cerca de la estructura rígida de la plataforma, la cual está fija firmemente al fondo del océano. Muchas plataformas no tienen un barco que las asista, pues son tan grandes que son autosuficientes. Las grandes plataformas incluyen:
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1. Plataformas con cubierta de acero ―Steel Jacket Platform‖.
2. Plataforma tipo impermeable ―Caisson Type Platform‖.
3. Plataforma con pilares de concreto ―Concrete Gravity Type Platform‖.
En aguas profundas los constructores de equipos de perforación deben fabricar las plataformas de forma que soporten los movimientos de las olas y del viento. Dos tipos de plataformas son:
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO 1. La torre anclada ―The guyed tower‖.
2. Plataforma con bases tensionadas ―The tension leg‖.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO SUBMERSIBLES.
Un sumergible descansa en el fondo del océano cuando está perforando. Los miembros de la cuadrilla llenan los compartimentos con agua, esto hace que el equipo se sumerja, y sus bases descansen en el lecho marino. Cuando el equipo está listo para moverse, los trabajadores remueven el agua de los compartimentos, lo cual hace que el equipo flote. Después los botes remolcan el equipo al próximo sitio donde se va a perforar. Los constructores de equipos de perforación diseñan los sumergibles para perforar en aguas poco profundas y en aguas de más de 175 pies (50 metros). Los equipos sumergibles de perforación incluyen: 1. Barcaza sumergible ―sumergible barge‖.
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2. Sumergible tipo botella ―Bottle Type Submersible‖.
3. Sumergible ártico ―Artic Submersible‖.
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SEMISUMERGIBLE “SEMISUBMERSIBLE”.
Un equipo semisumergible es un equipo flotante que perfora en el mar. Este tipo de equipo de perforación tiene pontones y columnas, las cuales se llenan con agua, los pontones hacen que la unidad se sumerja parcialmente hasta una profundidad predeterminada, el equipo de trabajo se ensambla en la cubierta. Cuando el equipo se encuentra sobre el sitio donde se va a perforar el pozo, los trabajadores pueden anclar el equipo al lecho marino o usar un sistema de posicionadores y propulsores para mantener el equipo sobre el hueco o pozo. pozo . Planeación de la perforación
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Los miembros de la cuadrilla montan la cabeza del pozo y el BOP sobre el fondo del océano, un tubo especial llamado raiser pipe conecta la parte superior del BOP con el equipo de perforación. En algunos casos la cuadrilla usa propulsores para mantener el equipo sobre el pozo, esto se conoce como Posicionamiento Dinámico ―Dynamic Positioning‖, los
propulsores, que están conectados a un computador a bordo del equipo, mantienen el taladro en posición adecuada.
Algunos equipos posicionados dinámicamente pueden perforar en aguas con profundidades mayores a 7500’ (2200 m). Cuando el taladro se
mantienen sobre el pozo, las cuadrillas de perforación usan el término On pronunciado an stéichion. –Station,
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MOVILIZACIÓN DE SEMISUMERGIBLES “SEMISUBMERSIBLE MOBILIZATION”.
Algunos semisumergibles son autopropulsados, y otros tienen que transportarse sobre carriers especiales. Estos carriers mueven los equipos grandes distancias a través del océano:
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO BARCO DE PERFORACIÓN “DRILL SHIP”. Es una unidad de perforación mar adentro autopropulsada. Usualmente usa un equipo de control de reventones BOP similar al usado por los semisumergibles. KELLY Y TOP DRIVES “KELLY AND TOP DRIVES”. PERFORANDO “MAKING HOLE”.
Un taladro de perforación rotaria consiste de muchas piezas de equipo. Parte de ellas se encuentran en la superficie, y parte de ellas en el subsuelo.
Todo el equipo tiene un propósito, colocar la broca en el fondo del pozo para perforar o hacer el hueco. Para lograr esto, la cuadrilla de Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO perforación enrosca la broca en la parte final o inferior de una tubería especial
llamada
sarta
de
perforación
―drill
string‖.
Los miembros de la cuadrilla bajan la sarta unida a la broca dentro del pozo. Para que la broca perfore, el equipo de superficie del taladro tiene que rotar, a menos que sea movida por un motor de fondo o motor de lodo
―mud
motor‖.
El equipo también tiene que proporcionarle peso a la broca para forzar los dientes o cortadores de la misma dentro de la formación. A medida que la broca perfora, un fluido de circulación tiene que remover los cortes ―cuttings‖ lejos de la broca, de otra forma el pozo se
llenaría de cortes de perforación. El fluido que circula cumpliendo con esta labor se conoce como lodo de perforación ―drilling mud‖.
GENERALIDADES “OVERVIEW”.
Para impartir movimiento rotatorio a la sarta de perforación de forma que la broca pueda moverse, se puede usar un top drive o una Kelly con sistema de mesa rotaria ―kelly and rotary table system‖. La potencia se
transmite desde la superficie hasta el fondo del pozo a través de la sarta de perforación.
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SISTEMAS QUE USAN USAN TOP DRIVE “TOP DRIVE SYSTEMS”
Algunos equipos imparten movimiento rotatorio a la sarta con una unidad Top Drive. Los Top Drives son caros pero bastante eficientes. La cuadrilla puede agregar juntas de tubería de perforación en forma rápida y segura.
Ellos pueden perforar el pozo con mayor eficiencia y menos chance de que la sarta se pegue en el hueco, comparado con el sistema de Kelly y mesa rotaria. Un motor potente hace girar el eje del top drive ―drive shaft‖, el cual está conectado al top drive. Los miembros de la cuadrilla
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO conectan
la
sarta
de
perforación
al
―drive
shaft‖.
El ―drive shaft‖ hace girar la sarta de perforación y la broca. Note que la
sarta de perforación pasa a través de una abertura en la mesa rotaria. Sin embargo, la mesa no rota. OPERACIÓN DEL TOP DRIVE “TOP DRIVE OPERATION”.
El sistema de unión ―link system‖ suspende la unidad to p drive del bloque viajero del taladro. El fluido de perforación ―Drilling mud‖ entra al top drive a través del cuello de ganso ―gooseneck‖ el cual está unido a la manguera rotaria ―rotary hose‖, esta manguera es una línea flexible
que conduce el lodo desde el stand pipe hasta el swivel en un sistema de Kelly o al swivel integrado en el top drive.
Un motor y una caja de engranajes le transmiten potencia al eje Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO principal del top drive ―drive shaft‖. La cuadrilla conecta la sarta de perforación al ―drive shaft‖. La IBOP o válvula de seguridad incorporada,
cuando está cerrada, evita que los fluidos se devuelvan a través de la sarta de perforación.
La cuadrilla usa las llaves de torque ―torque wrench assembly‖ para
conectar o desconectar la sarta de perforación.
Los brazos del elevador ―elevator links‖ suspenden el elevador de
tubería. La cuadrilla de perforación coloca el elevador alrededor de la sarta de perforación, para permitir que la unidad top drive la levante o la baje.
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SISTEMAS CON KELLY “KELLY SYSTEMS”.
La Kelly, kelly drive bushing, el master bushing y la mesa rotaria ―rotary table‖ hacen rotar la sarta de perforación y la broca en equipos que no
tienen
top
drive.
La Kelly es un instrumento tubular pesado, usualmente tiene 4 o 6 lados, lo cual significa que tiene una sección transversal hexagonal o cuadrada. Las kellys cuadradas son mas baratas que las hexagonales, pero la hexagonal es mas fuerte, por eso los equipos que perforan pozos profundos usualmente las usan. Trátese de una Kelly hexagonal o cuadrada, los miembros de la cuadrilla conectan la kelly al tubo superior de la sarta de perforación. OPERACIÓN DE LA KELLY “KELLY OPERATION”. La kelly, de 4 o 6 lados, se mueve a través de una abertura cuadrada en el Kelly Drive Bushing. El Kelly Drive Bushing encaja en el Master Bushing, este último gira por el movimiento que le transmite la mesa rotaria. Esto hace que rote toda la sarta de perforación y la broca que se encuentra en la parte inferior Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO de la misma. La Kelly se mueve hacia abajo a medida que la profundidad del hueco aumenta.
CLASIFICACION DE POZOS
Pozo Exploratorio: es aquel pozo que se perfora como investigación de una nueva acumulación de hidrocarburos, es decir, que se perforan en zonas donde no se había encontrado antes petróleo ni gas. Este tipo de pozos puede perforarse en un campo nuevo o en una nueva formación productora dentro de un campo existente. Es importante destacar que cualquier pozo que se perfora con el objetivo de producir hidrocarburos es, en principio un pozo exploratorio, después de la construcción del mismo, dependiendo del área donde se perforó y del resultado de la perforación la clasificación del pozo cambia y pueden ser productores y no productores. Pozos Productores: son aquellos que permiten extraer los fluidos de las formaciones productoras. Pozos no Productores (Secos): son aquellos pozos que se perforan con el objetivo de producir hidrocarburos, pero, que una vez terminados no producen ni petróleo ni gas en cantidades suficientes como para que su producción sea económicamente rentable. De acuerdo al área donde se perfora los pozos pueden ser: de Desarrollo, si se encuentran en un área probada y de Avanzada, si se encuentran fuera de la misma. Pozos de Desarrollo: son aquellos pozos perforados con la finalidad de explotar, extraer y drenar las reservas de un yacimiento. El objetivo principal al perforar un pozo de desarrollo es aumentar la producción del campo, razón por la cual, se perforan dentro del área probada; sin embargo y debido a la incertidumbre acerca de la forma o el confinamiento de los yacimientos, algunos pozos de desarrollo pueden resultar secos. Pozo de Avanzada: después de la perforación de un pozo exploratorio en un área inexplorada que resulta productor, se perforan los pozos de Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO avanzada con el objetivo principal de establecer los límites del yacimiento. Sin embargo, también se perforan pozos de avanzada con el objeto extender el área probada de un yacimiento, si durante el desarrollo de la explotación del mismo se dispone de información que indique que este podría extenderse más allá de los límites originalmente supuestos; entonces se perforan pozos fuera del área probada. Estos tienen mayor riesgo que los pozos de desarrollo, dada su ubicación.
SEGÚN EL OBJETIVO QUE SE PERSIGA
Aunque el principal objetivo de la perforación de un pozo es la producción de hidrocarburos, existen múltiples razones por las cuales c uales se lleva a cabo este proceso; algunos de los l os objetivos más comunes son: la inyección de fluidos en el yacimiento, la obtención de información del subsuelo o del comportamiento de los pozos, la realización realiza ción de actividades complementarias en el desarrollo del campo, y finalmente cuando exista una pérdida de control del pozo (reventón). Pozo Productor: tiene por objeto la extracción de hidrocarburos de un yacimiento (ver Figura 2a). Pozos de Inyección: son aquellos pozos que permiten inyectar fluidos en las formaciones atravesadas durante la perforación, el fluido inyectado puede ser gas, agua, vapor de agua o productos químicos. El proceso de inyección realiza principalmente con dos objetivos: mantener la presión del yacimiento o para desplazar los fluidos que se encuentran en la formación hacia los pozos productores. (Ver Figura 2b). Pozo Estratigráfico: su objetivo no es encontrar hidrocarburos, sino estudiar la columna estratigráfica, con el fin de obtener información geológica del subsuelo o petrofísica, razón por la cual no se realiza la terminación de este tipo de pozo, tal y como se muestra en la Figura 2c.
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Figura 2. Clasificación de los Pozos según su Objetivo. a) Productor. b) Inyector. c) Estratigráfico. Pozo Observador: son pozos que después de cumplir las funciones de productores o inyectores al final de su vida útil, son destinados al estudio del comportamiento del yacimiento. En la Figura 3a se muestra un pozo utilizado para observar el comportamiento de un pozo inyector. Pozo de Disposición: son pozos que se perforan con la finalidad de disponer agua de formación, fluidos de perforación, desechos, cuando no hay forma de manejarlos en superficie. En la Figura 3b se observa que los fluidos dispuestos en este pozo a diferencia de los inyectores no tienen como objetivo una formación o intervalo específico. Pozo de Alivio: son aquellos pozos perforados con el fin de disminuir la presión en un pozo cuando existe un reventón (ver Figura 3c). Pozos de Servicio: son aquellos pozos cuya función principal se vincula con actividades complementarias dentro de un campo petrolero, por ejemplo: para el suministro de agua del campo.
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Fig.3 Clasificación de los Pozos según su Objetivo. a) Observador. b) Disposición. c) Alivio.
SEGÚN LA TRAYECTORIA En los inicios de la perforación los pozos se construían con trayectorias verticales o al menos eso se pensaba, puesto que no se tomaba en cuenta la tendencia natural del hoyo a desviarse, sin embargo, los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de la perforación direccional controlada, la cual permite la construcción de pozos de alivio, atravesar varias arenas, llegar a zonas inaccesibles, evitar complicaciones geológicas, etc. La experiencia ha demostrado que la mayoría de los pozos direccionales se encuentran dentro de uno de los siguientes seis patrones básicos: inclinados, tangenciales, tipo J, tipo S, tipo S especial, horizontales y multilaterales. Verticales: el término pozo vertical es utilizado para identificar aquellos pozos cuya desviación vertical se mantiene a ángulos de valores muy pequeños, debido a que en la realidad, no es posible que un pozo sea totalmente vertical en el correcto sentido de la expresión; por tal razón, al perforar este tipo de pozos se lleva el control de la desviación de la verticalidad del hoyo, sin tomar en cuenta en que dirección se efectúa, Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO es decir, sólo se realiza la medida del ángulo existente entre el hoyo y la vertical (ver Figura 4a). Direccionales: son aquellos cuya trayectoria ha sido desviada para alcanzar un objetivo determinado, generalmente la ubicación en el fondo del pozo, suele encontrarse en un área inaccesible desde superficie. En este tipo de pozos, la desviación vertical y horizontal se controlan con mucho cuidado dentro de los límites pre-establecidos. Los pozos direccionales se clasifican dependiendo de la forma que toma el ángulo de inclinación y pueden ser: Tipo Tangencial: la desviación deseada es obtenida a una profundidad relativamente llana y esta se mantiene constante hasta el objetivo, tal y como se muestra en la Figura 4b. Este tipo de pozo presenta muchas ventajas, tales como: *Configuración de la curva sencilla a lo largo de un rumbo fijo. *Ángulo de inclinación moderado. *Generalmente puntos de arranque someros. *Menor riesgo de atascamiento.
Fig. 4 Clasificación de los Pozos según su Trayectoria. a) Vertical. b) Tangencial. En Forma de S: este tipo de trayectoria está configurada por una zona de incremento de ángulo, una tangencial y una de disminución de ángulo y pueden ser de dos formas: Tipo Ti po S y Tipo S especial.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO Tipo S: es el pozo de configuración en S, cuya desviación se inicia cerca de la superficie manteniendo su inclinación al igual que el pozo tangencial hasta que se logra casi todo el desplazamiento lateral; seguidamente se reduce el ángulo de desviación hasta volver el pozo a la vertical para llegar al objetivo. Esta configuración se usa principalmente para perforar pozos con intervalos productores múltiples o en los que hay limitaciones impuestas por el tamaño y la localización del objetivo Tipo S Especial: posee la misma configuración del pozo direccional tipo S, pero con un ángulo de desviación adicional, después de volver el ángulo de inclinación a la trayectoria vertical, es necesario realizar otra desviación en la cual se vuelve a mantener un ángulo constante para llegar al objetivo Inclinados o de Alto Ángulo: es aquel pozo direccional en el cual se controla intencionalmente el grado de inclinación, el rumbo y el desplazamiento lateral que finalmente debe tener el hoyo desviado con respecto a la vertical para llegar al objetivo seleccionado. El cambio de inclinación requiere una posible desviación de 3 a 5 grados por cada 30 metros perforados, o mayor número de grados con tramos de mayor longitud según sea el caso. En la Figura 5a, se muestra la penetración de un estrato a un ángulo de 45°, 4 5°, utilizando un taladro inclinado. Horizontal: son pozos perforados horizontalmente o paralelos a los planos de estratificación de un yacimiento con la finalidad de tener mayor área de producción. También se denominan pozos horizontales aquellos con un ángulo de inclinación no menor de 86º respecto a la vertical. La longitud de la sección horizontal depende de la extensión del yacimiento y del área a drenar en el mismo, en la Figura 5b se muestra un esquema de un pozo horizontal, un pozo horizontal es un hoyo que ofrece un cambio radical en la condiciones de flujo de los fluidos, ya que crea un área de forma elipsoidal mientras que la de un pozo vertical es de forma cilíndrica. La productividad de un pozo horizontal depende de la longitud y ésta a su vez, depende de las técnicas de perforación; otra consideración importante para la productividad es el esquema de terminación, que dependerá de las necesidades locales y de la experiencia que se tenga en el área.
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Fig.5 Clasificación de los Pozos según su Trayectoria. a) Alto Ángulo. b) Horizontal.
Reentradas: son pozos perforados desde pozos ya existentes, pudiéndose reperforar un nuevo hoyo utilizando parte de un pozo perforado previamente. Este tipo de pozos se pueden reperforar con una sección vertical o direccional (ver Figura 6a). Multilaterales: consisten básicamente en un hoyo primario y uno o más hoyos secundarios que parten del hoyo primario, tal y como se muestra en la Figura 6b. El objetivo principal de los pozos multilaterales es reducir el número de pozos que se perforan, además de optimizar la producción de las reservas. Cuando se descubren múltiples formaciones productivas en un solo pozo, se pueden introducir columnas de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones, y el petróleo y el gas de cada una de estas se dirigen a su respectiva tubería, sellando para esto los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento.
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Fig. 6 Clasificación de los Pozos según su Trayectoria. a) Reentradas. b) Multilateral.
SEGÚN EL TIPO FLUIDO PRODUCIDO: Los pozos también pueden ser clasificados de acuerdo al tipo de fluido que se encuentre en la formación perforada, de esta forma pueden ser productores de hidrocarburos o productores de agua. Estos últimos pueden producir agua fresca, dulce o agua salada. Los pozos productores de hidrocarburos, se clasifican de acuerdo a su gravedad específica, que es un valor adimensional y una medida de la densidad de la sustancia comparada con la densidad del agua dulce a condiciones de temperatura y presión fijadas de forma arbitraria. La escala arbitra de gravedad específica que se utiliza en todo el mundo fue desarrollada por el Instituto Americano del Petróleo (API), usa como temperatura de referencia 60 ºF y una atmósfera de presión.
Tabla Nº 1 Clasificación de los Hidrocarburos de acuerdo a su Gravedad API.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO Pozo Vertical Primera opción a la hora de definir un u n pozo considerando sus bajos costos comparativos y la madurez de la tecnología. Muy fácil de perforar, completar y reparar. En caso que fluidos indeseables entren al pozo, es muy fácil diagnosticar mediante registros eléctricos. Ideal para fracturamiento Hidráulico. Alto porcentaje de éxito en las cementaciones primarias (en caso de mala cementación se garantiza la reparación). Los registros de evaluación de la cementación tienen muy buen desempeño. Yacimientos de buen espesor Yacimientos de alta anisotropía de permeabilidad
Pozo Inclinado (Tipo “J” o Tipo “S”) Desarrollados para sobrepasar las limitaciones en superficies, conservando las ventajas del pozo vertical para una geometría tipo "S" y mejorando su performance de producción (I.P.) con la geometría tipo "J" debido a un pseudo skin negativo consecuencia de un espesor completado mayor que la arena neta petrolífera. En comparación con un pozo vertical, los costos y los tiempos incrementan considerablemente y los éxitos de las cementaciones son amenazados por la tendencia del revestidor a recostarse contra el hoyo, impidiendo una buena centralización (vital para el éxito de las cementaciones). Los registros de cementación ofrecen buena confiabilidad. La reparación de cementaciones en general ofrecen muy buenas expectativas. Desde el punto de vista de yacimientos, su aplicabilidad es similar a la de un pozo vertical (buen espesor, drena toda la columna, alta anisotropía de permeabilidad).
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Pozo Horizontal Desarrollado para drenar yacimientos de poco espesor con la finalidad de incrementar el área de contacto entre el sistema pozo-yacimiento. La respuesta de producción es directamente proporcional a la relación Kv/Kh. Es necesaria una excelente caracterización para asegurar la navegación dentro de la arena objetivo. No permite (salvo hoyos pilotos) investigar toda la columna así como tampoco completar prospectos por p or debajo de la sección horizontal. La cementación es todo un reto. La falta de una efectiva centralización pone en riesgo la cementación primaria. La confiabilidad de los registros de cementación es baja. Requiere utilizar artificios para poder registrar la sección horizontal, tales como: "Tractor", "Coiled Tubing" y "Tool Pusher". No se puede registrar el ―OverLap‖ . En caso que se detecte que la cementación es defectuosa, la reparación de la misma es poco menos que imposible. Si fluidos indeseables entran al pozo, el solo diagnóstico hace casi inviable el proyecto sumado a las ínfimas opciones de reparación y/o aislamiento de las zonas ofensoras. Pozo Multilateral Similar a los pozos horizontales, con mayor expectativas de producción debido a la completación de uno o más yacimientos con dos o más laterales. Desarrollado para el drenaje conjunto de varios yacimientos. Los costos y tiempos de perforación, así como de completación incrementa en la medida que vamos desde un nivel I (hoyos desnudos) hasta un nivel VI (integridad mecánica e hidráulica). Los riesgos y problemas operacionales incrementan tanto por la naturaleza de las operaciones como por el componente adicional, las Planeación de la perforación
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO juntas multilaterales, las cuales ofrecen el punto más débil del sistema multilateral. Además de las limitaciones de reparación mencionadas para un pozo horizontal, el acceso a ambos laterales es prácticamente imposible. Algunas de las reparaciones exitosas de multilaterales han consistido en aislar el lateral, convirtiendo el pozo en un horizontal común y corriente. Usualmente los modelos predicen mayores tasas de producción y como consecuencia mayor acumulado, en la medida que los pozos incrementan su complejidad. En la práctica, las expectativas de producción no se cumplen por diferentes razones: Alta producción de fluidos indeseables (agua y/o gas) Producción de finos y/o arena (arenamientos)
Rápida declinación de producción Interferencia entre los laterales (multilateral) Pozo Horizontal Longitud 3000 ft Pozo Multilateral con dos brazos, longitud de 3000 ft c/u Pozo Vertical cañoneado 152 pies, Predicción a 10 años
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Side Track en Pozos Someros Lateral nuevo partiendo de un pozo viejo Revestidores fatigado expuestos a impactos durante la reentrada. Liner de producción limitado a la geometría existente Requiere habilitar el pozo para la re-entrada. Sacrificio de la energía del yacimiento. Colgador liner aproximadamente aprox imadamente 600 ft por encima del intervalo completado (260 Lpc para crudos 10°API) Construcción agresiva 10-15° / 100 ft, que se traduce en fatiga y deformación del liner o rejilla. No existe importante disminución de costos comparado con un pozo nuevo.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO Multilaterales Cabrutica Pozo vertical, descartado (arenas de poco espesor) Inicia perforación de pozos horizontales (95): alta tasa de declinación, poca entrega del yacimiento Perforación de multilaterales: horizontales cortos con espinas de pescado para conectar pequeños lentes
POZOS PERFORADOS EN EL MUNDO
Durante los diez primeros meses de 1993 la Empresa Colombiana de Petróleos (Ecopetrol) y las compañías asociadas perforaron 45 pozos y cubrieron en materia sísmica 6.400 kilómetros. Tres de los seis pozos perforados por Ecopetrol resultaron productores: Hechizo-1, ubicado en la cuenca del valle inferior del Río Magdalena; Ayombe-1, ubicado en el valle inferior del Magdalena y Monserrate-1 ubicado en la cuenca superior del Magdalena. De los pozos perforados por las asociadas 9 de 29 resultaron productores: Cupiagua-1; Cusiana-3, Buenos Aires-2, Rubiales-16 y Rubiales-17, Palmarito-3, Los Toros- 3, Gepajé-2 y Liebre-2.
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HISTORIAL DE LA PERFORACION EN EL MUNDO BIBLIOGRAFIAS http://www.paralibros.com/passim/p20-tec/drenerpe.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Pozo_petrol%C3%ADfero http://www.infopetroleo.com/index.php?option=com_content&task=view&id=5 http://yacimientos-de-gas-cond http://yacimientos-de-gas-condensado.blo ensado.blogspot.com/2 gspot.com/2009/05/clasifi 009/05/clasificacion-decacion-delos-pozos-de-acuerdo.html
http://gustato.com/petroleo/Petroleo2.html http://es.scribd.com/doc/25599329/Origen-del-Petroleo-y-Evolucion-dela-Perforacion http://publicaronline.wordpress.com/2009/02/04/petroleocaracteristicas-formacionevolucion-historicaproduccionperforacionsubmarina/ schlumberger http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-9346
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