PERFORACION DE UN POZO EXPLORATORIO I.
INTRODUCCION Luego de realizar una exploración sísmica, se procede a la verifcación de la existencia de hidrocarburos hidrocarburos en la zona explorada. explorada. La única manera de saber realmente realmente si hay hidrocarburos hidrocarburos en el sitio donde la investigación investigación geológica geológica propone que se podría localizar un depósito de los mismos, es mediante la peroración de un pozo de exploración. l primer pozo que se perora en un !rea geológicamente inexplorada se denomina "pozo exploratorio”, "stos se realizan con el fn de localizar las zona zonas s dond donde e se encu encuen entr tra a el hidr hidroc ocar arbu buro ro,, de acue acuerrdo con con los los dato datos s obte obteni nido dos s de estu estudi dios os geol geoló ógico gicos s prev previo ios. s. #ua #uando ndo se desc descub ubrre su exis existe tenc ncia ia,, alr alreded ededor or del del pozo pozo explo explora rato tori rio o se per peror oran an otr otros pozo pozos, s, "avaza!a" !a" o "!eliita "!eliita#i$ #i$"" , con lla llamado mados s de "avaza con el fn de deli delimi mita tarr la extensión del yacimiento y calcular el volumen de hidrocarburo que pueda contener, así como la calidad del mismo, posteriormente vendr!n los pozos de desarrollo. xisten diversas ormas de eectuar la peroración$ • • • • •
%eroración #onvencional$ &ertical 'ireccional %eroración (orizontal. %eroración )ultilateral.
%ero ero el modo modo m!s m!s ef efci cien ente te y mode modern rno o es la per peror orac ació ión n rotar otaria ia con con circulación de lodo. La proundidad de un pozo es variable, dependiendo de la región y de la ubicación a la cual se encuentra la estructura geológica o ormación seleccionada con posibilidades de contener hidrocarburos.
II. •
•
O%&ETI'O( l ob*etivo de la peroración peroración exploratoria es confrmar o no la existencia de hidrocarburos en la zona explorada. %ero %erorar rar pozos petroler petroleros os en orma orma efciente, efciente, segura, segura, económica económica y que permita la explotación adecuada de los hidrocarburos.
III. DE(ARROLLO La %eroración xploratoria se divide en etapas de traba*o$
). Priera Etapa* ACONDICIONA+IENTO ACONDICIONA+IENTO DEL TERRENO TERRENO La etap etapa a de per peror orac ació ión n se inic inicia ia acon acondic dicio iona nand ndo o el terr terren eno o medi median ante te la construcción de construcción de +planchadas+ y los caminos de acceso. %ara la preparación de la planchada, se debe$ a segu segura rarr que el !rea !rea de pero perorac ración ión se a*uste a*uste a normas normas de seguri seguridad dad industrial.
- %rever los eventuales eectos ambientales que puedan producirse en el sitio propuesto, como resultado de las operaciones de peroración o producción subsecuente. sí mismo contar con sitios alternativos, para la ubicación del pozo propuesto, dentro del !rea geológicamente posible.
# lmacenar y seleccionar los restos vegetales y suelos protegi"ndolos de la erosión para su uso en el sitio durante la ase de restauración. -inguno de estos materiales ser!n dispuestos uera de los límites del !rea de construcción aprobada para la planchada, excepto cuando cuenten con la previa aprobación de la #.
! segurar que el !rea de la planchada tenga un m!ximo de dos /0 hect!reas para el !rea de la peroración, excluyendo el !rea del campamento y 1.2 hect!reas por cada pozo adicional perorado en el mismo sitio. Los requerimientos para !reas de mayor dimensión deber!n ser respaldados por *ustifcativos t"cnicos y económicos previamente aprobados por la # en la '3.
e #onsiderar el uso de t"cnicas de peroración de pozos múltiples desde una misma planchada, con el ob*etivo de minimizar la deorestación, la alteración del suelo y el medio ambiente.
. (e/0!a Etapa* (ELECCI1N DEL E2UIPO DE PERFORACION 'e acuerdo con la proundidad proyectada del pozo, las ormaciones que se van a atravesar y condiciones propias del subsuelo, se selecciona el equipo de peroración m!s indicado. xisten varios tipos de equipos de peroración, donde el ambiente de traba*o, desempe4a un papel importante. 5e clasifcan en dos amplias categorías, los que traba*an en tierra, y los que traba*an en mar adentro. lgunos expertos han creado una tercera categoría, denominada$ equipos que traba*an en aguas continentales, capaces de perorar en lagos, pantanos y estuarios. Los equipos terrestres utilizados en nuestro país0 son muy parecidos aunque varían en ciertos detalles como su tama4o o su capacidad para trasladarse de un lugar a otro. l tama4o determina la proundidad a la que se puede perorar. Los rangos de proundidad de los pozos donde existen o pueden existir yacimientos de aceite o gas, van de miles de pies a decenas de miles de pies. Los equipos terrestres se clasifcan por la potencia que e*ercen según la proundidad que peroran en$
E2UIPO
PROF. +AXI+A DE PERFORACION 3pie4
Tra-a5o Li/ero
6111 7 2111
Tra-a5o Re/0lar
8111 9 :1111
Tra-a5o Pe4a!o
:/111 9 :;111
Tra-a5o +06 Pe4a!o
:<111 7 /2111
Los equipos pueden perorar pozos menos proundos que su límite inerior, pero económicamente pueden salirse del margen previsto, pero nunca un pozo deber! exceder su límite m!ximo de proundidad, ya que pondría en riesgo tanto al pozo como la seguridad del equipo y del personal que colabora en la operación, puesto que no pueden sostener grandes pesos para perorar pozos m!s proundos. La portabilidad es una parte característica de los equipos de peroración terrestres. =n equipo puede perorar un pozo en un lugar, ser desensamblado, llevado a otro sitio y ser armado para perorar otro pozo, esta característica in>uye en gran aspecto en el valor de la proundidad que se puede alcanzar con el equipo.
CON(IDERACIONE( PARA LA (ELECCI1N DE UN E2UIPO • • • • • •
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l territorio donde van a operar. l rango de proundidad y tama4o de los pozos a perorar. Las cargas esperadas de los revestidores. l rango de velocidades de rotación y el torque requerido. l peso y tama4o de los componentes de la sarta de peroración. 5istema de circulación, tanques, múltiples y equipo de control de sólidos. 5ervicios auxiliares y la potencia que requieren. ltura de la subestructura 9 spacio libre ba*o ella. rreglo de preventores. #ontroles.
EL E2UIPO DE PERFORACION Los #inco 5istemas m!s importantes en un quipo de %eroración son$ :. 5istema de %otencia /. 5istema de ?otación 6. 5istema de Levantamiento de #argas 8. 5istema #irculante de @luidos 2. 5istema de %revención de ?eventones
).7 (I(TE+A DE POTENCIA
#onstituido por motores de combustión interna, los cuales generan la uerza o energía requerida para la operación de todos los componentes de un taladro de peroración. n un taladro de peroración se necesitan varios motores para proveer esta energía, estos en su mayoría son del tipo 'iesel por la acilidad de conseguir el combustibleA depender! del tama4o y capacidad de la torre, "l número de motores a utilizar. La energía producida es distribuida al taladro de dos ormas$ mec!nica o el"ctrica.
.7 (I(TE+A DE LE'ANTA+IENTO O IZA&E #onstituido por$ BLa structura 5oportante :. La 5ub7structura /. l %iso del quipo de %eroración 6. La Corre de %eroración Bl equipo para el 3za*e o Levantamiento de cargas Los principales componentes son$ :. /. 6. 8. 2. ;.
)alacate Dloque de #orona Dloque &ia*ero Eancho levador #able ó Línea de %eroración
CF?? '
%35F ' L CF?? ' %?@F?#3
5=D 9 5C?=#C=? '
8.7 (I(TE+A DE ROTACI1N
). E4a-la5e Rotatorio +e4a Rotaria
La unción principal de la mesa rotaria es transmitir el momento de torsión torque0 e impartir el movimiento giratorio al v!stago y por medio de el a toda la sarta de peroración. ntre sus accesorios m!s importantes est!n$ Du*e )aestro Du*e del #uadrante Gelly Dushing • • •
Top Drive #onsiste en que la sarta de peroración y el ensambla*e de ondo reciben la energía para su rotación, desde un motor que va colgado del Dloque &ia*ero. l equipo cuenta con un 5Hibel integrado, un mane*ador de tubería, el cual posee un sistema para enroscar y desenroscar tubería, una cabeza rotatoria y v!lvulas de seguridad.
. (arta !e Per9ora#i$ Ui$ :iratoria %roporciona una conexión para la manguera rotatoria y separa a trav"s de ella una vía para que el lodo >uya hacia la parte superior de la unión y de allí a la sarta de peroración.
C0a!rate o ;ell6 La sección transversal de la parte exterior del #uadrante es hexagonal para poder así transmitir el momento de torsión de la )esa ?otatoria a la tubería de peroración. 5u longitud es de 81 a 21 pies.
T0-er
tensión, enrosque y desenrosque constante, pandeo, torsión y otros esuerzos que pueden ocasionar allas en la tubería de peroración.
%arra4 Pe4a!a4 5u unción es minimizar los cambios de rigidez entre los componentes de la sarta y reducir allas por concentración de >exión cíclica en la conexión de la tubería de peroración.
Porta e#=a4 Cubería especial encargada de darle peso al trepano, conormada por cilindros de acero hueco con pared es muy gruesa de una longitud de m!s o menos 61 pies. dem!s, proporciona eecto de p"ndulo para que el trepano perore un hoyo lo m!s vertical posible.
>erraieta4 E4pe#iale4 E4ta-iliza!ore4* •
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#ontrolan el
comportamiento direccional de los ensambla*es de ondo. #entralizan la tubería dentro del pozo. )inimizan las >exiones y vibraciones de la mecha. ?educen el torque. vitan la pega dierencial.
+artillo* s una herramienta que se coloca en la sarta de peroración y se usa solamente en caso de pega de tubería. ctualmente utilizada en la peroración direccional.
Aorti/0a!or* (erramienta colocada en la sección inerior de la sarta de porta mechas dise4adas para absorber las vibraciones y cargas de choque que se generan al perorar ormaciones duras, quebradas o intercaladas
+otor !e Fo!o* Ciene la particularidad de eliminar la rotación de la tubería mediante una uerza de torsión pozo aba*o, impulsada por el >uido de peroración
8. Trepao 5u uncionamiento óptimo es la base principal del proceso de peroración rotatoria. #uando est! en el ondo haciendo el hoyo, produce ganancias solo mientras sea eectiva.
Tr?pao4 Tri#oo4
Tr?pao4 PDC
Tr?pao4 #o i4erto4 !e Diaate4
(I(TE+A CIRCULANTE DE FLUIDO( Los 8 componentes principales de un sistema de circulación son$ :. l @luido de %eroración /. l !rea de preparación y almacena*e 6. l equipo para bombeo y circulación de >uidos 8. l equipo y !rea para el acondicionamiento
Cir#0ito !el Lo!o
) %o-a4 !e Lo!o Coexioe4 !e (0per#ie
@ Polea :iratoria 3(ivel C0a!rate 3;ell6
B
Porta e#=a4 3DrillCollar4
)
Trepao 3%it
)8
Ta0e !e (0##i$
8 T0-er
G T0-er
))
L<ea !e Retoro
%arra4 Pe4a!a4
) Ui!a! !e Cotrol !e (oli!o4
). %o-a4 !e Lo!o Dombas de Lodo son los componentes primarios de cualquier sistema de circulación de >uido. Ciene mucha potencia y son capaces de mover grandes volúmenes de >uidos a presiones altísimas. xisten varios tipos de bombas y entre ellas est!n$ 'uplex, Criplex y #entriugasA la dierencia entre ellas es "l número de pistones.
. L<ea !e De4#ar/a 6 Retoro
#onectan las líneas que transportan el lodo ba*o presión. Las líneas de descarga llevan el lodo resco y tratado a la 5arta de %eroración. La línea de retorno lleva el lodo conteniendo ripios y gases por gravedad desde la boca del pozo al !rea de acondicionamiento.
8. T0-o 'erti#al 3(ta! Pipe st! ubicado paralelo a una de las patas de la torre y conecta la línea de descarga de las bombas de lodo con la manguera de lodo, la cual se conecta con la unión giratoria y permite el paso del lodo a trav"s de la misma. Canto la manguera de lodo como la unión giratoria se pueden mover verticalmente hacia arriba o hacia aba*o cuando así se requiera.
H. +a/0era Rotatoria )anguera de goma con extremo muy uerte, >exible y reorzada que conecta el Cubo &ertical en la =nión Eiratoria. 'ebe ser >exible para permitir el movimiento vertical libremente.
@. E0ipo4 Lipia!ore4 !e Lo!o
Ta0e4 !e A4etaieto %ermite la deposición de solidos por gravedad durante el proceso de tratamiento del lodo.
Zara!a4 'i-ra!ora4 5eparan los ripios cortados al hacer pasar el lodo que viene del pozo a trav"s de una malla o tamiz vibrador que retiene estos solidos grandes indeseables. Las mallas utilizadas son intercambiables y de su tama4o depender! la presencia o no de solidos grandes en el sistema.
De4area!ore4 quipos de control de solidos que permiten separar la arena contenida en el >uido de peroración producto de la peroración. @uncionan a trav"s del principio de uerza centríuga e*ercida sobre el >uido de peroración cuando el mismo pasa por conos.
Lipia!or !e Lo!o4 #onsiste en una batería de conos colocados por encima de un tamiz de malla fna y alta vibración. l lodo y los sólidos deseables que atraviesan el tamiz, son recuperados y los sólidos retenidos sobre el tamiz se descartanA el tama4o de la malla varía entre :11 y 6/2 mesh
Cetri90/a !e !e#ata#i$ st! constituida por un tambor y un transportador que giran en una misma direcciónA pero a dierentes velocidades lo que hace posible controlar la descarga y el estado de humedad yIo sequedad de los sólidos descartados. xisten centriugas de lta &elocidad 6/11 ?%)0 y de Da*a &elocidad :<11?%)0.
De4/a4i#a!or
%ermite la separación continua de peque4as cantidades de gas presentes en el lodo para evitar la reducción de la densidad del mismo, la efciencia de las Dombas de Lodo y la %resión (idrost!tica e*ercida por la columna de lodo.
(I(TE+A DE PRE'ENCI1N DE (E:URIDAD
). Prevetore4 3%OP 5u unción principal es controlar mec!nicamente una ??)C3' que si no se controla a tiempo puede convertirse en un ?&-CF-
@unciones$ %ermitir un sello del hoyo cuando ocurra una
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arremetida. )antener sufciente contrapresión en el hoyo. 3mpedir que continúe la entrada de >uidos desde la ormación
Prevetor A0lar
#onstituido por un elemento de empaque de acero reorzado con goma especial que cierra y sella la tubería, el cuadrante o el hoyo abierto.
Prevetor !e Arriete4 %ermite cerrar el di!metro de tuberías de peroración determinados o el hoyo abierto.
. A#00la!or &arios recipientes en orma de botella o es"ricos est!n localizados en la unidad de operaciones y es allí donde se guarda el >uido hidr!ulico de los preventores.
8. +Jltiple E4tra/0la!or nsambla*e de tuberías blindadas de alta presión con salidas laterales controladas por v!lvulas manuales y autom!ticas. La línea de estrangulación lo comunica con el con*unto de v!lvulas de seguridad. #uando se activa el distribuidor de >u*o se mantiene sufciente contrapresión en el hoyo para que no continúe entrando >uidos desde la ormación hacia el pozo, al desviarse el lodo a trav"s de las v!lvulas que restringen el >u*o y lo dirigen a los tanques de reserva, al separador de gas o al !rea de acondicionamiento del lodo.
H. L<ea !e +atar &a desde la bomba de lodo al con*unto de v!lvulas de seguridad, conect!ndose a estas en el lado opuesto a las líneas de estrangulación. trav"s de esta línea se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presión se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se e*erce sufciente presión hidrost!tica contra las paredes del hoyo para prevenir cualquier irrupción del >uido al pozo.
@. (epara!or !e :a4 La mayor parte del gas que acompa4a a una surgencia se separa del >uido despu"s del estrangulador. ste es el gas del que se ocupa el separador. l separador de gas permite que el gas que se separa del >uido salga del sistema y gravite o sea expulsado hacia la línea de quemado.
8. Ter#era Etapa* TRA(LADO K +ONTA&E DEL E2UIPO DE PERFORACION Luego de seleccionar el equipo de peroración, se procede al traslado del mismo al !rea de peroración en vehículos voluminosos y pesados ya que el equipo de peroración moviliza muchas herramientas de gran tama4o, y posteriormente el monta*e o armado del equipo completo en el !rea seleccionada.
(ECUENCIA (I(TE+TICA PARA LA IN(TALACI1N DE E2UIPO( DE PERFORACION :. /. 6. 8. 2. ;. J. <. K. :1. ::. :/. :6. :8. :2. :;. :J. :<. :K. /1. /:. //. /6. /8. /2. /;. /J.
&erifcación del sitio donde se instalara el equipo 3nspección a unidades de apoyo logístico %laticas de seguridad operativa con el personal involucrado ?ealizar trazos para la distribución del equipo 3nstalación de pizarras 3nstalación de subestructuras 3nstalación de malacates 3nstalación de bombas de lodo 3nstalación de rampa de material químico 3nstalación de paquete de maquinas 3nstalación de paquetes de lodo 3nstalación de caseta de herramientas y tanques de agua y diesel rmar piso y rotaria. 3nstalar reno magn"tico, motor el"ctrico, tomas de uerza coplar transmisiones y líneas neum!ticas rmar m!stil y verifcar puntos críticos. vitar de*ar ob*etos en el m!stil 3nstalar brida de iza*e Euarnir apare*o 3nstalar el indicador de peso 3nstalar sistema el"ctrico, de agua, de aire y combustible y probar uncionamiento del reno auxiliar Levantar m!stil 3nstalar bombas para operar rmar cobertizo y terminar de instalar red el"ctrica 3nstalar al rente, cargadores, rampas y muelles de tubería 3nstalar tr!iler habitación -ivelación de equipo 3nstalación de se4alización de seguridad
H. C0arta Etapa* PERFORACION DEL POZO Co4tr0##i$ !e la (e##i$ Co!0#tora • •
3nstalación del 'iverter )inimizar erosión de sedimentos superfciales deba*o del taladro
Co4tr0##i$ !e la (e##i$ (0per#ial • •
%roteger arenas someras de agua dulce poyo primario del sistema de impide reventones
%roporciona integridad a las arremetidas para perorar la siguiente etapa.
Co4tr0##i$ !e la (e##i$ Itere!ia ) •
islar zonas presurizadas
Co4tr0##i$ !e la (e##i$ !e Itere!ia •
islar zonas presurizadas cuando existe dierencia de presión con respecto a la zona anterior.
Copleta#i$ •
islar la zona de producción
(I E( PO(ITI'O • •
cciones %revias Da*ar la #ompletación
(I E( NE:ATI'O •
Caponamiento del %ozo
(ECUENCIA (I(TE+TICA DEL DE(+ANTELA+IENTO DE E2UIPO :. /. 6.
ectuar pl!ticas de seguridad ecológica y operativa %robar sistemas de abatimiento gatos hidr!ulicos0 'esmantelar el piso de traba*o, mesa rotaría, verifcar uncionamiento del reno auxiliar y ancla*e del malacate. 8. batir m!stil. 2. segurar guarnido del apare*o ;. 'esmantelar changuero, polea via*era, corona y m!stil. J. 'esmantelar bombas para lodo, líneas y conexiones. <. 'esmantelar malacate. K. 'esmantelar las subestructuras. :1. 'esmantelar sistemas de combustible neum!tico y el"ctrico. ::. 'esacoplar motogenaradores. :/. 'esmantelar paquete de lodo. :6. 'esmantelar conexiones del cuarto de control y pasillo de cableado el"ctrico. :8. 'esconexión de compresores. :2. 'esmantelar bombas para operar preventores. :;. Levantamiento de pizarras.
I'. CONCLU(IONE( La única manera de saber realmente si hay petróleo en el sitio donde la investigación geológica propone que se podría localizar un depósito de hidrocarburos, es mediante la peroración de un hueco o pozo. n la exploración petrolera los resultados no siempre son positivo. n la mayoría de las veces los pozos resultan secos o productores de agua. n cambio, los costos son elevados, lo que hace de esta actividad una inversión de alto riesgo.%odría decirse que buscar y encontrar petróleo es algo así como apostarle a la lotería.
