PERFORACION SUBMARINA. Otro método para aumentar la producción de los campos petrolíferos es la construcción y empleo de equipos de perforación sobre el mar (ha llevado a la explotación de más petróleo). Estos equipos de perforación se instalan, manejan y mantienen en una plataforma situada lejos de la costa, en aguas de una profundidad de hasta varios cientos de metros. La plataforma puede ser flotante o descansar sobre pilotes anclados en el fondo marino, y resiste a las olas, el viento y,
PLATAFORMA MARINA
en las regiones árticas, los hielos. La torre sirve para suspender y hacer girar el tubo de perforación, en cuyo extremo va situada la broca; a medida que ésta va penetrando en la corteza terrestre se van añadiendo tramos adicionales de tubo a la cadena de perforación. La fuerza necesaria para penetrar en el suelo procede del propio peso del tubo de perforación. La etapa inicial de un pozo exploratorio consiste en la instalación de la plataforma en el lecho marino sobre la cual se colocará el equipo de perforación. Por lo general los pozos son verticales, aunque pueden ser dirigidos según su objetivo, llegando a alcanzar profundidades entre los 8,000 y10,000 pies. Cabe señalar que la perforación de un pozo exploratorio es la última etapa de una campaña de este tipo, dentro de un área determinada. La ubicación y diseño de la trayectoria de un pozo exploratorio se basa en la interpretación geológica y sísmica del área o prospecto. Los reservorios objetivos y las profundidades a alcanzar se definen durante el proceso de perforación. En lo que respecta al control geológico del pozo, éste se realiza mediante el análisis de muestras, el control de la trayectoria y la interpretación de registros eléctricos. Una vez alcanzada la profundidad final se procede a completar el pozo. Para concluir, se realizan las pruebas de formación en la búsqueda de hidrocarburos.
Tipos de plataforma de perforación
1, 2) Plataformas convencionales fijas; 3) Plataformas de torre autoelevable; 4, 5) Plataformas flotantes tensionadas; 6) Plataformas Spar; 7,8) Plataformas semi-sumergibles; 9) Plataformas en barcos perforadores; 10) Plataformas sustentadas en el zócalo y unidas a instalaciones de extracción en el fondo marino.
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plataformas fijas
Marinos Como su nombre lo indica los equipos marinos son utilizados para realizar perforaciones en costa afuera, en lagos, ríos, lagunas y pantanos: PLATAFORMA FIJAS Pueden ser convencionales o modulares. Son empleadas para profundizar, reparar o terminar pozos sobre estructuras fijas. Las convencionales operan en pozos más profundos, y están dotadas de un mástil. Las modulares operan en pozos poco profundos y consisten en módulos armados con su propia grúa. Son construidas sobre piernas de hormigón o acero ancladas al lecho marino,sobre las que se colocan otros tipos de estructuras como camisas de acero -secciones verticales de acero tubular- o cajones de hormigón -que permiten el
ESQUEMA DE UNA PLATAFORMA
almacenamiento de combustible bajo la superficie y cuando están vacíos confieren flotabilidad, motivo por el cual son utilizados para construir estas plataformas cerca de la costa y hacerlas flotar hasta la posición en que finalmente la plataforma será anclada-. Tienen una cubierta con espacio para las plataformas de perforación, las instalaciones de producción y los alojamientos de la tripulación. Este diseño permite su utilización a muy largo plazo. Las plataformas fijas son económicamente viables para su instalación en profundidades de hasta unos1.700 pies (520 m).
Estos equipos son permanentes y se caracterizan por tener dos pisos de trabajo; el de producción a una altura de 15.9 m sobre el nivel del mar y el de perforación a 20.7 m de altura, aquí se instala la torre de perforación y la unidad habitacional. Dependiendo del número de patas se clasifican en: trípodes, tetrápodos y octápodos. Estos equipos son utilizados principalmente para el desarrollo de campos, ya que pueden perforar hasta 16 pozos de una sola plataforma. Estos equipos son utilizados para perforación de pozos cercanos a la costa y tirantes de agua no mayores a 100 m. La reparación de pozos en estas plataformas se realiza generalmente con el equipo Snubbing por su economía. Su construcción se realiza en tierra.
Plataformas autoelevables Una plataforma auto-elevable; una barcaza con piernas y un sistema de elevación; se utiliza para la perforación de pozos de petróleo y gas en alta mar. La barcaza, o el casco, es una plataforma móvil y flotante con piernas que se mueven independientemente en sus bordes. La plataforma puede moverse por sus propios medios, o los remolcadores pueden arrastrarlos a una ubicación de perforación particular. En el mar, las piernas se elevan por lo que sus bases descansan a pocos metros bajo la superficie del agua. Una vez que el auto-elevador está en el lugar, las piernas se bajan y propulsados o anclados en el fondo del mar. El peso de la barcaza y el agua de lastre adicional asegura el anclaje. El equipo de elevación luego levanta la barcaza a 50 o 60 metros por encima de la superficie del agua. La barcaza se convierte en una plataforma de trabajo y de alojamiento.
Pueden dividirse en plataformas con patas independientes o no independientes. Se utilizan para la exploración y el mantenimiento de pozos en aguas someras (menos de 100 m de profundidad). Ambos tipos se encargan de elevar la plataforma de forma tal que quede un colchón de aire entre el pelo de agua y el casco de la plataforma. La diferencia radica en que la plataforma de patas independientes asienta las patas en el lecho del mar, mientras que la otra asienta directamente la plataforma.
Una plataforma auto-elevable puede perforar pozos en alta mar en hasta 500 pies de agua (152 m). La primera plataforma auto-elevable entró en vigor en la década de 1950 en el Golfo de México. Estas plataformas están diseñadas para resistir vientos huracanados de 100 nudos y olas de 80 pies de altura (25 m). La estructura puede posicionarse rápidamente por sí sola en el sitio o alejarse a otra ubicación. El tipo de auto-elevadores que losoperadores de las compañías petroleras eligen depende de la profundidad del agua, de las condiciones del fondo marino y del costo.
Plataformas semisumergibles
Las plataformas “jack-up”, utilizadas en aguas poco profundas, hasta cien metros de profundidad. Son habitualmente en forma de barcaza triangular o rectangular y remolcada a la región de perforación. Una vez en el lugar, las tres o cuatro grandes piernas de la plataforma son hundidas en el agua hasta que establecen contacto con el fondo del mar. Plataformas semi-sumergibles: plataformas enormes, utilizadas en profundidades de mar entre setenta y mil metros, donde se amarran con sistemas de anclas, y si la profundidad del mar es de más de 1000 metros, se amarran con un sistema de posicionamiento dinámico. Estas plataformas pueden ser remolcadas al sitio o pueden ser capaces de trasladarse con su propia propulsión. Barcos perforadores (Drill ships): son unidades de perforación más movibles, y operan en profundidades de mar entre 200 y mil metros, utilizando un sistema de anclas, y en aguas más profundas de mil metros utilizando un sistema de posición dinámica. Son básicamente grandes barcos instalados con un sistema completo de perforación. Son particularmente útiles en áreas lejanas puesto que necesitan un apoyo limitado Las plataformas Semisumergibles flotante cuando ésta es modificada por la acción de las olas, vientos y corrientes marinas. En el sistema de posicionamiento dinámico no existe una conexión física de la plataforma con el lecho del mar, excepto la de los equipos de perforación. Los sensores acústicos determinan la deriva, y propulsores en el casco accionados por computadora restauran la posición de la plataforma. Las plataformas semisumergibles pueden tener o no propulsión propia. De cualquier forma, presentan una gran movilidad y son las preferidas para la perforación de pozos exploratorios. Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Perforación y Mantenimiento de Pozos se encuentran el diseño, perforación de pozos en campos de desarrollo y campos exploratorios, en los cuales, se utiliza la perforación vertical,
horizontal, direccional, bajo balance, multilaterales, etc. Para el mantenimiento de pozos contamos con los servicios de reparaciones mayores, reentradas, reparaciones menores, conversiones a bombeo neumático o electro centrifugado, cambios de aparejos de producción, control y taponamiento definitivo de pozos, estimulación, fracturamiento, tomas de información, entre otros. Una de las primeras semisumergibles fue la Blue Water, la cual fue convertida en 1961 a partir de una sumergible mediante la adición vertical de columnas para flotación. Hoy en día las semisumergibles están diseñadas para la operación en aguas profundas superiores a los 500 m. Por lo tanto, están sujetas a condiciones marinas severas y altos vientos. Constan de tres o cuatro patas en cada costado unidas en su parte inferior por pontones, los cuales almacenan agua de mar en su interior, permitiéndole la inmersión. El equipo permanece con una parte inmersa y con la otra a la intemperie. La unidad se sujeta por medio de anclas al fondo marino. Los preventores y el cabezal se instalan en el fondo marino y la comunicación entre la plataforma y el pozo es a través del riser de perforación. La configuración general de una semisumergible consiste de dos cascos longitudinales, los cuales son utilizados como compartimentos de remolque y para lograr la corriente de aire necesaria durante la perforación. El casco inferior es también el casco primario del equipo. Gracias a éste, la semisumergible ofrece menos resistencia al remolque y proporciona una mayor estabilidad. Hay otros diseños de semisumergibles, tales como el diseño triangular usado por la serie Sedco, o con 4 cascos longitudinales, como los usados en la serie Odeco. También está el equipo pentágono, de diseño Francés, con 5 puentes flotantes. La unidad pentágona es posiblemente la más exitosa del tipo multicasco, ofreciendo una simetría única y uniformidad de las características de estabilidad. Esta unidad no ofrece la capacidad de remolque de las unidades de cascos remolcables pero permite buenas características de perforación. Las semisumergibles permiten que la perforación sea realizada en aguas muy profundas. Éstas se mantienen en la localización mediante un sistema de anclaje convencional, Están compuestas de una estructura con una o varias cubiertas son flotantes y permanecen posicionadas con anclas o posicionamiento Dinámico, se utilizan para perforar en tirantes de agua mayores de 100 metros, usando para ello conexiones Submarinas. Una unidad flotante sufre movimientos debido a la Acción de las olas, corrientes y vientos, lo que puede damnificar los equipos que van a bajarse por el pozo. Por ello, es imprescindible que la plataforma permanezca en posición sobre la superficie del mar, dentro de un círculo con rayo de tolerancia determinado por los equipos que se encuentran abajo de la superficie. Esta operación es realizada en lámina de agua. Los tipos de sistema responsables de la posición de la unidad flotante son dos: el sistema de anclaje y el sistema de posicionamiento dinámico.
El sistema de anclaje se compone de 8 a 12 anclas y cables y/o cadenas, que actúan como resortes y producen esfuerzos capaces de restaurar la posición de la plataforma.
Barcazas de perforación
Bibliografía
http://www.ingenieriadepetroleo.com/2013/03/tipos-plataformas-marinas-petroleo.html http://es.wikipedia.org/wiki/Plataforma_petrolífera http://www.ehowenespanol.com/tipos-plataformas-perforacion-autoelevables-info_275417/ http://www.buenastareas.com/ensayos/Plataformas-Semisumergibles/24768074.html
