Principios de Perforacion Direccional y Horizontal

Principios de Perforación Direccional y Horizontal

© 1995 Baker Hughes Hughes Incorporated All rights reserved.

303-025 303-025.. 1 12/95 12/95

Aplicación de la Perforación Direccional Definición de Perforación Direccional: Perforación direccional es la ciencia que consiste en dirigir un pozo a través de una trayectoria predeterminada, para intersectar un objetivo designado en el subsuelo


303-025 303-025.. 2 12/95 12/95

Aplicación de la Perforación Direccional Definición de Perforación Direccional: Perforación direccional es la ciencia que consiste en dirigir un pozo a través de una trayectoria predeterminada, para intersectar un objetivo designado en el subsuelo


303-025 303-025.. 2 12/95 12/95

Aplicaciones de la Perforación Direccional 

Pozos Múltiples desde una plataforma marina


303-025 303-025.. 3 12/95 12/95


Pozo Pozos s de Al Aliv ivio io


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Contro Controll de Pozos Pozos Vertic Verticales ales

Corrección de pozo


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Sidetrack

Pozo Original Sidetrack

Corrected Well Path

Original Well Path

Sidetrack Pozo Original

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Locaciones Inaccesibles


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Perforación en Fallas o Discordancias Geologicas


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Perforación en Domos de Sal


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Perforación Cerca de la Costa


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Pozos de Re-entry/Multi-lateral


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Perforación Horizontal - Largo, Medio, y Radio Corto

2°- 6°/100 pies 1000-3000 pies/rd

Radio Largo

6°- 60°/100pies 125-700pies/rd

1.5°- 3°/pie 20-40pies/rd

Radio Medio Radio Corto


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Perforación Horizontal


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Porqué Pozos Horizontales? Pozos Horizontales pueden proveer solución optima en situaciones específicas donde es necesario lo siguiente:   



Mejorar la recuperación y el drenaje del reservorio Incrementar la producción en reservorios consolidados Para espaciar y reducir el número de pozos en proyectos de desarrollo y de inyección Control de problemas de conificación de gas/agua


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Porqué Pozos Horizontales? Reservorios con Fracturamiento Vertical

Mayor Intersección de fracturas


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Porqué Pozos Horizontales? Incrementar recuperación de aceite

Mayor superficie de area para la inyección de Vapor, Agua, o CO 2


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Porqué Pozos Horizontales? Solución de mina

Incrementa el volumen accesible al pozo


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Porqué Pozos Horizontales? Conificación de Agua

Aceite

Agua Limita la introducción de Agua


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Porqué Pozos Horizontales? Conificación de Gas

Gas

Aceite Limita la introducción de Gas


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Porqué Pozos Horizontales? Formaciones Irregulares Convencional

Horizontal

Intersectar formaciones que no son posibles con perforación direccional convencional © 1995 Baker Hughes Incorporated All rights reserved.

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Perfiles de Pozos Horizontales RADIO LARGO R=1000-3000 ft (2° - 6°/100ft)

3000-6000 ft

RADIO MEDIO R=125-700ft (6° - 60°/100ft) 15001500-4500 ft

RADIO CORTO R=20-40ft (60° - 145°/100ft) 450-900 ft


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Planeamiento de Pozo Sistemas de referencia y Coordenadas 

Referencia de Profundidad – Profundidad Medida (MD)

RKB

– Profundidad Vertical Verdadera (TVD)

Profundidad Vertical Verdadera


Profundidad Medida a Través del pozo

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Elevación de Equipos en Tierra

RKB

ELEVACION

GL

MSL


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Elevación de Equipos en Mar

RKB PLATAFORMA

MSL

LECHO MARINO / ML


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Planeamiento de Pozo Sistema de Referencia y Coordenadas 

Inclinación (Drift) – el ángulo (en grados) entre la vertical (vector de gravedad indicado por una plomada) y la tangente al eje axial del pozo en determinado punto. – Por convencion, 0° es vertical y 90° es horizontal.

3°

10° 30 30°


Drift - Grados de la vertical al lado alto (plano vertical) 303-025. 25 12/95

Planeamiento de Pozo Sistemas de Referencia y Coordenadas 

Toolface – Termino usado en perforación direccional “toolface” es a menudo usado como frase corta de “orientación de toolface”. Esto puede expresarse como una dirección referido al Norte o parte alta del pozo. – Orientación de Toolface es una medida angular del toolface de la deflección de una herramienta con respecto al Norte o la parte alta del pozo.

Lado Alto o 0 TFO

Lado Alto o 0 TFO

90

o

Lado Bajo o 180 TFO

TFO - Grados de la parte alta a la marca del Tool Face (Seccion del Pozo en Plano Horizontal)


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Planeamiento de Pozo Sistema de Referencia y Coordenadas 

Toolface Magnético o Lado alto

Lado Alto

– Toolface de Lado alto • indica la posición del toolface respecto al lado alto del pozo. – Toolface Magnético

TFO Magnético

• es la medidad angular con respecto al Norte.

N W E

TFO TFO Magnético - Grados del Norte hacia la marca del toolface (Plano Horizontal) © 1995 Baker Hughes Incorporated All rights reserved.

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Medición de Dirección - Azimuth de Referencia


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Azimuth (Dirección de Pozo) – El azimuth de un pozo en un punto es la direccion del pozo en un plano, medido en grados en sentido horario (0°- 360°) del Norte como referencia. – Todas las herramientas magneticas dan lecturas referido al Norte Magnetico; sin embargo las coordenadas finales son referidas al Norte verdadero o al Norte de Mapa. (grid North)


N E

W S

Azimuth

Azimuth - Grados del Norte al Lado alto (Plano Horizontal) 303-025. 29 12/95


Medición de Dirección – Referencia de Azimuth – Medición en Cuadrantes


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Planeamiento de Pozo Direccional 

Definición

– El planeamiento de un pozo direccional es un proceso de diseño el cual utiliza informacion proporcionada y se desarrolla un plan de perfil de pozo direccional óptimo – Criterio de diseño: Locación de superficie  Locación del Target  Referencia de Norte  Tamaño del Target  Tendencias de formación  Tasa de construcción y tumbado  Proximidad a otros pozos  Puntos de revestimiento  Disponibilidad de herramientas y tecnología 


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Planeamiento de Pozo Sistema de Trayectorias 

Trayectoria del Pozo – Tipos de Patrones en Perforación Direccional • • • •

Tipo 1 - Contruir ángulo y Mantener “J” Tipo 2 - Tipo de Pozo en “S” Tipo 3 - Kick-Off profundo y Construcción Tipo 4 - Horizontal


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Planeamiento de Pozo



Trayectoria de Pozo – Tipo de Patrón Direccional 

Tipo 1 - Construir ángulo y Mantener ángulo (J)



Tipo 2 - Tipo de Pozo en “S”



Tipo 3 - Profundo KOP y Construcción



Tipo 4 - Horizontal

Punto de kop Sección de Construcción Fin de Construcción

Sección Tangente

Objetivo


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Planeamiento de Pozo



Trayectoria de Pozo – Tipo de Patron Direccional 

Tipo 1 - Construir y Mantener ángulo (J)



Tipo 2 - Tipo de Pozo en “S”



Tipo 3 - Profundo kop y Construcción



Tipo 4 - Horizontal

Punto de KOP Seccion de Construcción Fin de Construcción Sección de tangente Comienzo de Tumbado Fin de Tumbado

Sección de Tumbado Tangente

Objetivo


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Planeamiento de pozo



Trayectoria de Pozo – Tipo de Patrón Direccional 

Tipo 1 - Construccion y Mantener ángulo (J)



Tipo 2 - Pozo en “S”



Tipo 3 - Profundo KOP y Construcción



Tipo 4 - Horizontal

Punto de KOP

Sección de Construcción

Objetivo


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Planeamiento de Pozo 

Trayectoria de Pozo – Tipo de Patron Direccional 

Tipo 1 - Construccion y Mantener ángulo (J)



Tipo 2 - Pozo en “S”



Tipo 3 - Profundo kop y Construcción



Tipo 4 - Horizontal

Punto de KOP

Sección de Construcción

Fin de Construcción Objetivo


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Steerable Motor Drilling 




Oriented (Slide) Mode – No drill string rotation – Controlled curvature – Controlled direction Rotate Mode – Behavior same as a rotary drilling assembly – Hole slightly over gauge due to bit offset

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Steerable Motor Side Force and Direction

Radius of curvature

L1

L2

Bit Side Force


Drilling Direction

Pointing Direction

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Partes Mecánicas de Un Motor Caja de Rolineras

Parte de Deflexión

Drive Sub (Bit Box)

Stator

1 Etapa

Drive Sub


Junta Universal

Válvula By-Pass

a) Mono Lobe b) Multi Lobe

Rotor

Motores de Desplazamiento Positivo

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Flujo del Fluido de Perforación SECCION DE PODER Stator (Elastomer)

Rotor Dirección de Rotación

Flujo del Fluido

Junta Universal © 1995 Baker Hughes Incorporated All rights reserved.

Motores de Desplazamiento Positivo Modulos de Poder

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Configuración de los Lobes 1/2

5/6


2/3

7/8

3/4

9/10

Motores de Desplazamiento positivo Modulos de Poder

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AutoTrakTM Push the Bit Rotary Steerable System Upper Stabilizer

Bit Side Force

Drilling Direction

Steering Rib Force Pointing Direction


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PowerDrive Rotary Steerable System Upper Stabilizer

Bit Side Force Drilling Direction Steering Pad Force Pointing Direction © 1995 Baker Hughes Incorporated All rights reserved.

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PowerDrive Xceed Point the Bit Rotary Steerable

Pointing Direction

Direction bit is pushed © 1995 Baker Hughes Incorporated All rights reserved.

Drilling Direction 303-025. 44 12/95

Geo-PilotTM System


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Key Issues for Steerable Motor Systems 

Maintaining good tool face control



Moderate side cutting of the bit during kick-off



Small side cutting of the bit in the curve



Good hole quality


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Bit Requirements for Steerable Motor Systems 

Low torque variance – Mean torque can be high



Just enough side cutting to kick-off and drill the curve


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Key Issues for Rotary Steerable Push the Bit 





Providing required side forces with available side forces Bit vibration control – To maintain the life of electronics and mechanical actuators Hole quality – Poor quality leads to excess rib rotation with AutoTrak – Limited stroke on both systems – Both also require nominal hole size to achieve maximum build rates


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Bit Requirements for Push the Bit Rotary Steerable 





Be able to predict and provide the side cutting requirements of the bit – Caution: Excess side cutting reduces hole quality Torque control – limits peak ROP’s to allow time for side cutting – More important for PowerDrive – Also beneficial for AutoTrak Stable bits for maximum system life


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Key Issues for Rotary Steerable Point the Bit 

Limit system side cutting drilling the curve

– The bit gauge is the main element to resist side cutting when drilling the curve and needs to be unaggressive for PowerDrive Xceed and GeoPilot 

These systems wobble when drilling the tangent similar to steerable motors – Zero side cutting would stress the system and will cause additional friction



Bit vibration control – To maintain the life of electronics and mechanical actuators



Hole quality – Both also require nominal hole size to achieve maximum build rates


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Principios de Perforacion Direccional y Horizontal

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