República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular Para la Educación Universidad Nacional Experimental Rafael María Baralt n!eniería en "as #$tedra% Exploración & Producción del "as
PERF ORACI ÓN DE YACIM Y ACIM IENTO S DEL GAS NATU RAL
Integrantes: 'ern$ndez( )uis *ulbar$n( Mi!uel Valero( Valero( srael
Prof.: Petit( +amislet,
*an 'rancisco( Noviembre de -./0
ÍNDICE
1.- Explique los métodos de perforacin. !.- "enta#as $ des%enta#as. &.- 'encione los componentes de un equipo de perforacin. (.- )ué es fluido o lodo de perforacin. *.- Explique las funciones del fluido de perforacin. +.- Cu,les son los tipos de lodos. .- Diga la importancia de las tuer/as o sartas de re%estimiento en el proceso de perforacin. 0. 'encione las funciones de las sartas de re%estimiento. .- 2ipos de sartas de re%estimiento. 13.- En qué consiste la segmentacin de po4os $ cu,l es su funcin.
1.- Explique los métodos de perforacin.
5istema a percusin. )a industria petrolera comenzó en /123 utilizando el m4todo de perforación a percusión( llamado tambi4n 5a cable67 *e identificó con estos dos nombres por8ue para desmenuzar las formaciones se utilizó una barra de confi!uración( di$metro & peso adecuado( sobre la cual se enroscaba una sección adicional met$lica fuerte para darle m$s peso( ri!idez & estabilidad7 Por encima de esta pieza se enrosca un percutor eslabonado para ,acer efectivo el momento de impacto 9altura x peso: de la barra contra la roca7 ;l tope del percutor va conectado el cable de perforación7 )as ,erramientas se ,acen subir una cierta distancia para lue!o de
Perforacin rotatoria )a perforación rotatoria se utilizó por primera vez en /3./( en el campo de *pindletop( cerca de Beaumont( =exas( descubierto por el capit$n ;nt,on& '7 )ucas( pionero de la industria como explorador & sobresaliente in!eniero de minas & de petróleos7 Este nuevo m4todo de perforar traos ,abía servido a la industria7 El nuevo e8uipo de perforación fue recibido con cierto recelo por las vie
Componentes del taladro de la perforacin rotatoria 5istema de Potencia #onstituido por motores de combustión interna( los cuales !eneran la fuerza o ener!ía re8uerida para la operación de todos los componentes de un taladro de perforación7 En un taladro de perforación se necesitan varios motores para proveer esta ener!ía( estos en su ma&oría son del tipo ?iesel por la facilidad de conse!uir el combustible@ depender$ del tama>o & capacidad de la torre( 4l número de motores a utilizar7 )a ener!ía producida es distribuida al taladro de dos formas% mec$nica o el4ctrica
2orre o Caria
Es una estructura !rande 8ue soporta muc,o peso( tiene cuatro patas 8ue ba
Caracter/sticas: ;ltura% ?esde 3C ,asta /13C 9/0-C la m$s común: #apacidad% ?epende de la car!a 8ue puedan suspender D )i!eras D Medianas D Pesadas )as m$s comunes entre -2. & 2. toneladas )a ma&oría de las torres pueden soportar vientos de /.. A /F. mp,7 #on la tubería parada en la torre 92 mp,: & sin tubería 9//2 mp,:
5u- estructura: 5;rmadura !rande de acero 8ue sirve de soporte a la torre & los componentes del e8uipo de perforación7 Proporciona espacio ba
Corona: Medio por el cual se transmite el peso de la *arta de Perforación a la torre7 En ella se encuentran una serie de poleas 8ue forman el Blo8ue #orona o fi
Encuelladero: #onstitu&e una plataforma de traba
Plataforma o Piso del 2aladro:
5Estructura colocada deba
6ccesorios: Malacate( Mesa Rotatoria( #onsola del Perforador( )laves de =enazas( Hueco ratón( Hueco de rata( #arreto Hidr$ulico( etc7
7ampa para tuer/a: 5Est$ ubicada en el frente de la torre donde se colocan las tuberías para lue!o levantarlas o ba
5tano: Ho&o cuadrado localizado en la superficie deba
Consola del Perforador: #onstitu&e un accesorio 8ue permite 8ue el perforador ten!a una visión !eneral de todo lo 8ue est$ ocurriendo en cada uno de los componentes del sistema% presión de bomba( revoluciones por minuto de la mesa( tor8ue( peso de la sarta de perforación( !anancia o p4rdida en el nivel de los tan8ues( etc7
5e otiene informacin sore: Bombas de lodo( Presión de Bombas( =or8ue de la Mesa Rotatoria( Velocidad de la mesa( =or8ue de las )laves( peso suspendido( peso sobre la mec,a
Equipo de le%antamiento. 'alacate: #onsiste en un cilindro alrededor del cual el cable de perforación se enrolla permitiendo el movimiento de la sarta ,acia arriba o ,acia aba
5istema de 8renos:
#onstituido por un freno mec$nico principal & uno auxiliar 8ue puede ser ,idr$ulico o el4ctrico( usados para mover lentamente o para detener la !ua&a de perforación7 Posee un sistema de se!uridad del Blo8ue Via
9loque Corona $ 9loque "ia#ero: El Blo8ue #orona est$ ubicado en la parte superior de la torre( constituido por una serie de poleas7 El cable de perforación pasa a trav4s de estas poleas & lle!a al Blo8ue Via
anc;o: Herramienta localizada debaados de acuerdo al peso m$ximo 8ue puedan levantar( varía entre 2. & m$s de .. =oneladas
Ele%adores: *on abrazaderas altamente resistentes con unas !rapas mu& fuertes 8ue a!arran la sarta de perforación en los cuellos de cada tubo( permitiendo de esta forma realizar los via
Cale de Perforacin: #able met$lico ,ec,o exteriormente de acero me
5istema de 7otacin
Es a8uel 8ue permite !irar la *arta de perforación & 8ue la mec,a perfore un ,o&o desde la superficie ,asta la profundidad pro!ramada7 Est$ localizado en el $rea central del sistema de perforación & es uno de los componentes m$s importantes de un taladro7 Existen dos sistemas de rotación de superficie( rotatorio & =op ?rive
Ensamla#e 7otatorio )ocalizado en el piso del taladro7 ?irectamente deba
5arta de Perforacin #onecta la Unión "iratoria con la mec,a( actuando como e
'esa 7otatoria: Ma8uinaria sumamente fuerte & resistente 8ue ,ace !irar el #uadrante & a trav4s de este a la *arta de perforación & la Mec,a7 'unciona por intermedio de un buas 8ue
soportan el peso de toda la sarta de perforación cuando esta no est$ soportada por el "anc,o & los Elevadores7
Est, compuesta por % D #uerpo de la mesa D Piso de la mesa D Polea del pi>ón de la transmisión D #onexión directa
Entre sus accesorios m,s importantes% 7 Bu
2op dri%e: #onsiste en 8ue la sarta de perforación & el ensambla
5arta de Perforacin. Es una columna de tubos de acero de fabricación & especificaciones especiales( en cu&o extremo inferior va enroscada la sarta de lastraAbarrena & en el extremo de esta( 4sta enroscada la barrena7 El e8uipo 8ue al rotar perfora las formaciones ,aciendo el ,ueco en el ,o&o consiste en la mesa rotatoria( un tubo de sección cuadrado 9Lell&:( la tubería de perforación cu&os tubos individuales son m$s o menos de 3 metros cada uno los lastraAbarrena( 8ue son unos tubos pesados( bastante !ruesos( cu&o ob
Cuadrante o =ell$: =ubo de acero pesado( ,ueco( 8ue tiene !eneralmente forma Hexa!onal7 Esta suspendido en su extremo superior de la Unión "iratoria@ pasa a trav4s del ,ueco de la Mesa Rotatoria & est$ conectado a la sarta de perforación7 )a parte exterior del #uadrante es ,exa!onal para poder así transmitir el momento de torsión de la Mesa Rotatoria a la tubería de perforación7 *u lon!itud es de 0. a 2. pies
2ipos de 'ec;as o 9arrenas. )a selección del !rupo de barrenas 8ue ,a de utilizarse en la perforación depende de los di$metros de las sartas de revestimiento re8uerida( por otra parte las característica & !rado de solidez de los estratos 8ue conforman la columna !eoló!ica en el sitio determinan el tipo de barrena m$s adecuado para el proceso@ entre los tipos de barrenas tenemos% •
9arrena de 6rrastre: la cual en su rotación desprende & rebana la formación de modo mu& seme
•
9arrena de 7odillo: puede ser de barra o de conos( pero ambos tipos llevan fresas cónicas 8ue ruedan sobre co
•
9arrena de Diamante: esta lleva diamantes industriales en!astados en su matriz circular 8ue en movimiento rotatorio muele la formación el centro de la barrena de diamante es ,ueco & la formación ,oradada pasa por ese ,ueco a un cilindro saca núcleo ubicado encima de la barrena7
5istema de circulacin de 8luidos.
Para 8ue el sistema de perforación rotatoria pueda funcionar es indispensable circular fluidos a trav4s de la sarta de perforación & por el espacio anular entre la sarta de perforación & la pared del ,o&o o la tubería de revestimiento se dividen en cuatro subA componentes principales7 •
>rea de preparacin del fluido de perforacin: es el $rea donde el fluido es inicialmente preparado( mantenido o alterado dependiendo de las condiciones existentes en el pozo7
•
?os equipos de circulacin: son e8uipos especializados 8ue físicamente mueven el fluido desde el $rea de circulación dentro & fuera del ,o&o ,asta el $rea de preparación para circularlo nuevamente7
•
>rea de 6condicionamiento: es el $rea donde el fluido se acondiciona despu4s 8ue ,a sido circulado dentro del pozo7
•
El fluido de perforacin: es el lí8uido lubricante & transportador de desec,os( 8ue se utiliza para perforar pozos petroleros7 ?ic,os fluidos tiene la finalidad de% o
o
o
Enfriar & lubricar la barrena7 ;rrastrar ,acia la superficie la roca cortada por la barrena7 #ontrolar por medio del peso del fluido la presión de las formaciones 8ue corta la barrena7
!.- "enta#as $ des%enta#as. "enta#as $ des%enta#as de la perforacin a percusin El uso de la perforación a percusión fue dominante ,asta la primera d4cada del si!lo ( cuando se estrenó el sistema de perforación rotatoria7 Muc,os de los iniciados en la perforación a percusión consideraron 8ue para perforar a profundidad somera en formaciones duras( este sistema era el me
es ac,icado oportunamente & se continúa !olpeando el material &a desmenuzado lo 8ue se est$ ,aciendo es volver polvillo ese material7 #omo se perfora en seco( el m4todo no ofrece sost4n para la pared del ,o&o &( por ende( protección contra formaciones 8ue por presión interna expelen sus fluidos ,acia el ,o&o & lue!o( posiblemente( ,asta la superficie7 ?e allí la facilidad con 8ue se producían reventones( o sea( el fluos fue utilizado provec,osamente por la industria7
"enta#as $ des%enta#as del top dri%e "enta#as: •
Menor tiempo de conexión
•
=iempo de via
•
Menos ries!o de atascamiento diferencial
•
Perforación direccional optima
•
=oma de núcleos continuos
•
Repaso o rectificación del ,o&o
•
;mpliación del ,o&o
•
?isminución de accidentes
•
#ierre m$s r$pido del pozo en caso de arremetidas
Des%enta#as: •
#osto de ad8uisición
•
nstalación
•
Mantenimiento
•
nexperiencia del personal
•
Número de conexiones
•
Ries!o de atascamiento durante las conexiones por lon!itud de elon!ación de tubería
•
#orrida de re!istros dentro de la tubería
•
cupación del encuellador
&.- 'encione los componentes de un equipo de perforacin. 5istema de Circulacin /7 =an8ues de lodo -7 Bombas de lodo F7 =ubo vertical 07 Man!uera de perforación 27 ;lmacenamiento de lodo a !ranel 7 )ínea de retorno de lodo 7 Oaranda 17 ?esilter 37 ?esarenador /.7 ?es!asificador //7 =an8ues de reserva
Equipo 7otatorio /-7 Unión !iratoria
/F7 Kell& /07 Bu
5istema de ?e%antamiento /7 Blo8ue de corona /7 Piso de en!anc,e /17 ;pare
Equipo de Control de Po4o -F7 Preventor anular -07 Preventores de reventones de ariete -27 Unidad de acumulación -7 Múltiple de estran!ulamiento -7 *eparador de lodoA!as
5istema de Energ/a -17 "eneradores
2uer/as $ Equipo de 'ane#o de 2uer/as -37 #aballetes F.7 Planc,ada F/7 Puerta central
F-7 Vaina
"arios FF7 #aseta F07 *ótano F27 #able de levantamiento F7 Poste !rúa
(.- )ué es fluido o lodo de perforacin. ?efine el lodo de perforación como un fluido de características físicas & 8uímicas apropiadas 8ue puede ser aire o !as( a!ua( petróleo & combinación de a!ua & aceite con diferente contenido de sólido7 No debe ser tóxico( corrosivo ni inflamable pero si inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales( & adem$s estable a las temperaturas7 ?ebe mantener sus propiedades se!ún las exi!encias de las operaciones & debe ser inmune al desarrollo de bacterias7 El propósito fundamental del lodo es a&udar a ,acer r$pida & se!ura la perforación( mediante el cumplimiento de ciertas funciones7 *us propiedades deben ser determinadas por distintos ensa&os & es responsabilidad del especialista en lodos comparar las propiedades a la entrada & salida del ,o&o para realizar los a
*.- Explique las funciones del fluido de perforacin. Remover & transportar el ripio del fondo del ,o&o o pozo ,acia la superficie( enfriar & lubricar la barrena & la sarta de perforación( cubrir la pared del ,o&o con un revo8ue liso( del!ado( flexible e impermeableA( controlar la presión de las formaciones( mantener en suspensión( cuando se interrumpe la circulación( el ripio & el material densificante7 *oportar( por flotación( parte del peso de la sarta de perforación & de la tubería de revestimiento( durante su inserción en el ,o&o7 Mantener en sitio & estabilizada la pared del ,o&o( evitando derrumbes7 'acilitar la m$xima obtención de información deseada acerca de las formaciones perforadas7 =ransmitir potencia ,idr$ulica a la barrena7
+.- Cu,les son los tipos de lodos.
Muc,os tipos de fluidos de perforación se utilizan en el día a día7 ;l!unos pozos re8uieren 8ue los diferentes tipos se utilizan en diferentes partes en el a!u
;ire% El aire comprimido es bombeado sea por espacio anular del pozo de sondeo o baadida para aumentar la viscosidad( enade a la mezcla de a!ua & aire para crear condiciones específicas7 Un a!ente de formación de espuma es un buen eaden a un sistema de BM para lo!rar varios efectos( inclu&endo% control de la viscosidad( la estabilidad de es8uisto( me
El uso de lodos a base de aceite tiene consideraciones especiales7 Estos inclu&en el costo( las consideraciones ambientales como la eliminación de los recortes en un lu!ar apropiado para aislar la posible contaminación del medio ambiente & las desventa
.- Diga la importancia de las tuer/as o sartas de re%estimiento en el proceso de perforacin. *on tuberías especiales 8ue se introducen en el ,o&o perforado & 8ue lue!o son cementadas para lo!rar la protección del ,o&o & permitir posteriormente el flu
0. 'encione las funciones de las sartas de re%estimiento. )a razón primaria de colocar una tubería de revestimiento en un pozo( es proporcionar protección al ,o&o en una forma se!ura( confiable & económica7
Entre las funciones m$s importantes de las tuberías de revestimiento est$n% Evitar derrumbes en el pozo durante la perforación7 Evitar contaminaciones de a!uas superficiales7 *uministrar un control de las presiones de formación7 Prevenir la contaminación de las zonas productoras con fluidos extra>os7 ;l cementarlo( se puede aislar la comunicación de las formaciones de inter4s7 #onfinar la producción del pozo a determinados intervalos7 'acilitar la instalación del e8uipo de superficie & de producción7
.- 2ipos de sartas de re%estimiento. El número de sarta de revestimiento 8ue se colocan en un pozo es función de la naturaleza de las formaciones por atravesar & de la profundidad final de ,o&o7 )as diferentes sartas de revestimiento 8ue se pueden colocar en un pozo son% #onductor marino J tubería ,incada o pilote de fundación7 Revestidor #onductor7 Revestidor *uperficial7 Revestidor ntermedio7 Revestidor de Producción7 #amisa o 5)iner6% ntermedia o Protectora7 ?e producción7 Revestidor removible o 5=ie bacL6 =ubería de Producción7 Revestidor #onductor7 Revestidor *uperficial7 Revestidor ntermedio7
Revestidor de Producción7 #amisa o 5)iner6 ntermedia o Protectora7 #amisa o 5)iner6 de producción7 =ubería de Producción7 #onductor7 =ie bacL7
13.- En qué consiste la segmentacin de po4os $ cu,l es su funcin. )a cementación es un proceso 8ue consiste en mezclar cemento seco & ciertos aditivos con a!ua( para formar una lec,ada 8ue es bombeada al pozo a trav4s de la sarta de revestimiento & colocarlo en el espacio anular entre el ,o&o & el di$metro externo del revestidor7 El volumen a bombear es predeterminado para alcanzar las zonas críticas 9alrededor del fondo de la zapata( espacio anular( formación permeable( ,o&o desnudo( etc7:7 )ue!o se de