Cuando el forro no esta dañado, pero requiere ser reemplazado y empacado con grava para inyectar el pozo con vapor
Pozo programado para una desviación corta por debajo de la zapata del revestidor, pero al no poderse recuperar el forro viejo fue completado a través de una ventana abierta arriba de la zapata del revestidor.
Reacondicionamiento de un pozo originalmente programado como desviación corta, pero al recuperar todo el forro viejo no hubo necesidad de perforar el nuevo hoyo desviado.
PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR UN TRABAJO DE DESVIACION CORTA
.- AISLAMIENTO DE ZONAS PRODUCTORAS
Consiste en separar mediante empacaduras las diferentes zonas productivas para mejorar la supervisión y control del yacimiento. Esto permite supervisar y controlar el comportamiento individual de cada zona para mejorar el proceso de explotación del yacimiento. Se aplica en pozos completados con una sola empacadura en el tope de los intervalos.
PROCEDIMIENTO
.- GRASS ROOT
Consiste en abrir una ventana cortando el revestidor de producción 100 pies debajo de la zapata del revestidor de superficie. La diferencia básica entre ellos es que en el Grass-root el pozo es completado con un revestidor del mismo diámetro que el original. Mientras que en la Desviación larga el pozo tiene que ser completado con un revestidor de menor diámetro que el original. Para poder hacer un Grass-root es requisito indispensable que el revestidor de producción no esté cementado hasta la superficie. Se aplica en los pozos someros donde:
El revestidor de producción está muy deteriorado
No puede ser recuperado un pescado del pozo
ESQUEMA Y PROCEDIMIENTO PARA TRABAJOS DE GRASS ROOT
Perforación direccional
1. 1. PERFORACION I TUTOR: DEISY DIAZ KATIA FERNANDA TELLEZ RUIZ CI: 41286468 ING EN PETROLEO INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSION MARACAIBO MARACAIBO 2016 2. 2. Perforación Direccional La perforación direccional es la técnica de la desviación de la trayectoria del pozo a lo largo de su curso hacía un objetivo que se encuentra en el subsuelo de cuya localización, a una distancia lateral y dirección vertical dada; esta definición es el concepto fundamental de la perforación direccional controlada tanto para una trayectoria de pozo mantenida tan cerca como sea posible de la vertical como para una desviación de la vertical planeada deliberadamente. 3. 3. Justificación La perforación direccional de un pozo petrolero, ya sea debido a problemas de perforación o a consideraciones económicas, tiene muchas aplicaciones. A continuación se mencionarán algunas de las más comunes. El desarrollo de campos costa fuera ha absorbido la mayoría de las actividades de perforación direccional. La fig.1 muestra una típica plataforma de desarrollo costa fuera. En varias ocasiones se han descubierto campos debajo de zonas urbanas, y la única manera de desarrollarlos de manera económica ha sido perforando direccionalmente (ver fig.2). Fig. 1 Fig. 2 4. 4. Razones para Perforar un pozo Frecuentemente, las obstrucciones naturales tales como montañas u otros accidentes topográficos impiden la construcción de una localización superficial y la perforación de un pozo casi vertical (fig.3). Otra aplicación de la perforación direccional es el efectuar una desviación desde un pozo existente. Esta desviación puede ser efectuada para "puentear una obstrucción (un "pez") en el agujero original (ver fig.4) o para buscar horizontes productores adicionales en los sectores adyacentes del campo (ver fig.5) Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 5. 5. TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES Los pozos direccionales se clasifican dependiendo de su Objetivo operacional Y de la trayectoria y de su ángulo de inclinación, su clasificación más común es la siguiente: Según su objetivo Operacional: 6. 6. Pozo Side Track. Son pozos que fueron planificados verticales y problemas operacionales durante su perforación, tuvieron que ser desviados seleccionando su punto de arranque (KOP) y perforando. Una sección de incremento y de mantenimiento de ángulo, transformándolo así en un pozo direccional u horizontal, pudiendo atravesar o no el mismo objetivo. Esta operación puede hacerse también en pozos verticales como medida de rehabilitación. 7. 7. Pozo de Reentrada (Reentry). Son pozos que anteriormente eran verticales y posteriormente por problemas operacionales de producción, seleccionando su punto de arranque (KOP), se les perfora una sección de incremento y de mantenimiento de ángulo, Transformándolo así en un pozo direccional u horizontal, atravesando y produciendo la misma arena que estaba produciendo anteriormente como vertical. 8. 8. Pozo Grass Root. Son pozos que anteriormente eran verticales y posteriormente por problemas operacionales de producción, seleccionando su punto de arranque (KOP), el cual está a 50 pies por debajo de la zapata del revestidor superficial; se recupera el revestidor intermedio y se le perfora una sección de incremento y de mantenimiento de ángulo, transformándolo así en un pozo direccional u horizontal, pudiendo atravesar o no el mismo objetivo. 9. 9. Según su Trayectoria y ángulo de Inclinación. Tipo Tangencial (Tipo J). En este tipo de pozo la desviación deseada es obtenida a una profundidad Relativamente somera y dicha inclinación inicial se mantiene constante hasta la profundidad total, este tipo de desviación es aplicable en arenas de poca profundidad, donde el valor del ángulo de desviación no será muy grande y no se requiere revestimiento intermedio, hasta después de perforado el hoyo completo. 10. 10. Tipo “S”. Este tipo de pozo es perforado con una sección de aumento de ángulo, una sección tangencial y una sección de caída de ángulo a cero grado también llamada sección de verticalización, en estos pozos, en algunos casos, se baja el revestidor de producción y luego se perfora la sección de caída del ángulo. 11. 11. Tipo “S” Especial. Este tipo d e pozo es perforado con una sección de aumento de ángulo, una sección tangencial intermedia, una sección de caída de ángulo (diferente de cero
grado) y una sección de mantenimiento de ángulo hasta el objetivo. Se puede decir que es una combinación del pozo tipo “S” y el tangencial. 12. 12. Pozos Inclinados Es un pozo que es perforado inclinado desde la superficie con un ángulo de desviación predeterminado y constante, para su perforación se utiliza taladros especiales inclinados en los cuales la cabria puede moverse de 90° desde la horizontal hasta un máximo de 45°. 13. 13. Pozo Horizontal. Un pozo horizontal es aquel que es perforado paralelamente a la zona ó arena productora con la finalidad de tener mayor área de producción. Su clasificación está demarcada por la técnica o método utilizado para realizar el giro de perforación vertical a horizontal y cada uno de estos tipos posee una técnica que va en función directa con la tasa de incremento de ángulo y por supuesto en el desplazamiento horizontal; la clasificación es la siguiente: Radio largo, Radio medio, Radio Corto, Radio Ultra corto y Multilateral. 14. 14. Construcción Direccional La construcción de un pozo direccional requiere la siguiente información: Coordenadas de superficie y del objetivo (UTM, Lambert o Geográfica). Tamaño y Forma del Objetivo(s). Coordenadas de Referencia Local (para pozos multilaterales). Inclinación requerida del pozo cuando se entre al horizonte del objetivo. Litología pronosticada (incluye tipos de formación, TVD del tope de las formaciones, dirección de buzamiento de la formación). Trépanos propuestos y Datos del BHA a usar. Programa de Cañería y Tipos de Fluidos de Perforación. Detalles de todos los problemas potenciales que pueden afectar la planificación del pozo direccional o los requerimientos de los levantamientos. Un listado de registros de levantamientos de todos los pozos cercanos que pueden causar un riesgo de colisión. 15. 15. El primer paso en la planeación de cualquier pozo direccional es diseñar la trayectoria del agujero para alcanzar un objetivo dado. El diseño inicial debe proponer los diferentes tipos de trayectoria que pueden ser perforados económicamente. El segundo, o diseño final debe incluir los efectos de las condiciones geológicas sobre los aparejos de fondo (BHA's) que serán utilizados y otros factores que pudieran influenciar la trayectoria final del agujero. Por lo tanto, podemos decir que la selección del tipo de trayectoria dependerá principalmente de los siguientes factores: Características de la estructura geológica Espaciamiento entre pozos Profundidad vertical Desplazamiento horizontal del objetivo. 16. 16. Herramientas Direccionales Existen una serie de herramientas necesarias para poder hacer un hoyo desviado, las cuales pueden clasificarse de la siguiente manera: HERRAMIENTAS DEFLECTORAS Son aquellas que se encargan de dirigir el hoyo en el sentido planificado y predeterminado. Entre ellas se pueden mencionar: Mechas: Constituye la herramienta básica del proceso de perforación, ya que permite Cortar y penetrar las formaciones. Son de tamaño convencional, pudiendo tener una configuración de salida del fluido a través de sus orificios o jets, con uno o dos chorros de mayor diámetro que el tercero, o dos chorros ciegos y uno de gran tamaño, a través del cual sale el fluido de perforación a altas velocidades. 17. 17. Cuchara Recuperable: Pieza en forma de cuchara que consta de una larga cuña invertida de acero, cóncava en un lado para sostener y guiar la sarta de perforación posee una punta de cincel en el extremo para evitar cualquier giro de la herramienta y un tubo porta mecha (drill collar) en el tope a fin de rescatar la herramienta. Se utilizan para iniciar el cambio de inclinación y dirección de un hoyo. Generalmente para perforar al lado de tapones de cemento o cuando se requiere salirse lateralmente del hoyo. Existe un tipo de cuchara recuperable llamada Cuchara de Circulación y es aquella en la cual su punta es de acero y su mecanismo de trabajo es a través dela percusión. Posee un orificio en la punta de la cuchara, el cual permite que el fluido de perforación circule en el fondo removiendo los ripios. 18. 18. Cuchara Permanente (Whipstock): Son piezas de acero en forma de cuchara con una punta cincelada colocada en el hoyo para iniciar la desviación del hoyo. Este tipo de herramienta Queda permanentemente en el pozo, sirviendo de guía a cualquier trabajo requerido en él. Su principal aplicación es desviar a causa de una obstrucción colapso del revestidor o para reingresar a un pozo existente con un pez. 19. 19. Motores de Fondo: Tienen la particularidad de eliminar la rotación de la tubería, mediante una fuerza de torsión en el fondo, impulsada por el lodo de perforación. Pueden
ser: Tipo Turbina: es una unidad axial multietapas, la cual permite crear transmisión de potencia o torque a la mecha, esto permite que la misma gire sin tener movimiento de la sarta de perforación. De Desplazamiento positivo (PDM): Consta de un motor helicoidal de dos o más etapas que consta adicionalmente con una válvula de descarga, un conjunto de bielas, cojinetes y ejes. 20. 20. Camisa Desviada (Bent Housing): Herramienta de mayor uso actualmente que permite controlar la inclinación de un pozo y su dirección sin necesidad de realizar un viaje de tubería. La combinación de una camisa desviada con un motor de fondo, por ejemplo, permite utilizar un principio de navegación para realizar las operaciones de construir ángulo, mantener y disminuir, así como orientar la cara de la herramienta a la dirección deseada, de allí el principio de deslizar y rotar (sliding and rotaring). 21. 21. HERRAMIENTAS DE MEDICIÓN Son aquellas necesarias para predeterminar la dirección e inclinación del pozo, así como la posición de la cara de la herramienta. Los tipos de herramientas de medición son: Inclinómetros: Es el instrumento de medición direccional más sencillo, ya que sólo mide La inclinación del hoyo, se utilizan principalmente para controlar la verticalidad del mismo. El dispositivo de medición es un péndulo que no se ve afectado por cualquier otro fenómeno que la gravedad de la Tierra y se corren en el hoyo con guaya. Por lo general consisten en un disco de una pulgada que es golpeado por el péndulo al llegar en el asiento. 22. 22. Single Shots Magnéticos (Registro de toma sencilla): Instrumentos magnéticos de toma sencilla, los cuales están diseñados para tener un único conjunto de mediciones (survey) simultáneas: La inclinación del pozo, en referencia al campo de gravedad de la Tierra. El azimut del hoyo, usando el campo magnético de la Tierra. La cara de la herramienta, cuando se usa en conjunto con un dispositivo de orientación. Usualmente es bajado con guaya, aunque puede ser lanzado dentro de la tubería y dado que es una lectura magnética, requiere instalarse dentro de una barra que proteja cualquier interferencia magnética (Monel). 23. 23. Herramientas Giroscópicas: Los Instrumentos giroscópicos pueden ser de toma sencilla o múltiple, que Se activa con el mismo temporizador que las herramientas magnéticas. Se utilizan generalmente para: Orientar una herramienta de desviación en un casing (Side-tracks, pozos de Re-entrada) Controlar la desviación de las tuberías conductoras en una plataforma de pozos múltiples. Al final de las operaciones de perforación justo antes de su completación, para establecer la trayectoria final de un pozo desde la superficie hasta el fondo. La herramienta se corre con guaya en el interior del casing de producción. 24. 24. HERRAMIENTAS STANDARDS Y AUXILIARES Son aquellas que forman parte de la sarta de perforación y en la cual su utilidad y posición en la misma variará dependiendo del uso durante la perforación del pozo. Entre las más importantes se pueden mencionar: Tubería de Perforación (Drill Pipes): Es el componente de la sarta que conecta el ensamblaje de fondo con la superficie, cada tubo de perforación tiene tres (3) partes principales: cuerpo, pin y caja tienen como función: transmitir la potencia generada por los equipos de rotación a la mecha, servir como canal de flujo para transportar los fluidos a alta presión, permitir que la sarta alcance la profundidad deseada. Se clasifican según la longitud, según la condición y según el grado del acero. 25. 25. Porta Mechas (Drill Collars): Es un conjunto de tubos de acero o metal no magnéticos de Espesores significativos, colocados en el fondo de la sarta de perforación, encima de la mecha. Su función es proporcionar la rigidez y peso suficiente a la mecha para producir la carga axial requerida por la misma para una penetración más efectiva de la formación. Pueden ser de dos tipos: lisos y espirados. 26. 26. Tubería Pesada (Heavy Weight): Son tubos de pared gruesa unidos entre sí por juntas extra largas; para facilitar su manejo tiene las mismas dimensiones de la tubería de perforación corriente y debido a su peso y forma, esta tubería puede mantenerse en compresión, salvo en pozos verticales de diámetro grande. Martillo: Herramienta colocada en la sarta de perforación diseñada para desarrollar un impacto tanto en las subidas como en las bajadas del BHA. Son empleados para pozos direccionales para que la tubería pueda liberarse en caso de hoyos ajustados o en caso de atascamiento de tubería.
Amortiguadores: Contribuyen a reducir la fatiga y las fallas en las conexiones de los drill collars. Ayudan a incrementar la vida útil de la mecha debido a la reducción de las fuerzas actuantes sobre ella, protegiendo la estructura de corte y los cojinetes. Reducen posibles daños a los equipos en superficie. 27. 27. Ensanchadores de hoyo y escariadores (under reamers): Son herramientas diseñadas para agrandar un agujero ya perforado. Son activados hidráulicamente, se puede verificar su apertura al indicar Sobre tensión cuando se trata de introducir la herramienta en el revestidor. • Estabilizadores: Los estabilizadores se instalan en la sarta de per foración de acuerdo a la necesidad: aumentar, reducir o mantener el ángulo. Aunque existen varios tipos de estabilizadores para la perforación direccional. 28. 28. Conectores de Orientación Universales de Fondo de Hoyo (UBHO o Orienting subs): Son diseñadas para permitir la medición del tool-face de la herramienta De desviación. Por lo general son hechas de material no magnético de acero. Este dispositivo puede ser asegurado con tornillos (generalmente dos) que pasan a través del cuerpo del mismo, en una posición que permite relacionar la orientación de la herramienta de medición con la herramienta de cara del sistema de desviación. 29. 29. Motores de Fondo Los motores de fondo constituyen el último desarrollo en herramientas desviadoras. Son operados hidráulicamente por medio del lodo de perforación bombeado desde la superficie a través de la tubería de perforación. Pueden utilizarse para perforar tanto pozos verticales como direccionales. Entre las principales ventajas proporcionadas por el empleo de los motores de fondo podemos mencionar las siguientes: 30. 30. Proporcionan un mejor control de la desviación. Posibilidad de desviar en cualquier punto de la trayectoria de un pozo. Ayudan a reducir la fatiga de la tubería de perforación. Pueden proporcionar mayor velocidad de rotación en la barrena. Generan arcos de curvatura suaves durante la perforación. Se pueden obtener mejores ritmos de penetración. 31. 31. Analizando las ventajas anteriores podemos concluir que el uso de motores de fondo, reduce los riesgos de pescados, hacer óptima la perforación y en consecuencia disminuye los costos totales de perforación. El tipo y diámetro del motor a utilizar depende de los siguientes factores: Diámetro del agujero. Programa hidráulico. Ángulo del agujero al comenzar la operación de desviación. Accesorios (estabilizadores, las trabarrenas, codos, etc.). La vida útil del motor depende en gran medida de las siguientes condiciones: Tipo de fluido. Altas temperaturas. Caídas de presión del motor. Peso sobre la barrena. Tipo de formación. 32. 32. Pozos Horizontales 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. Adicionalmente, se requiere un ensamblaje especial de la sarta de perforación para poder obtener los grados de inclinación máximo hasta el objetivo. Según el radio de curvatura, existen cuatro tipos de pozos horizontales básicos, cada uno de los cuales poseen una técnica que va en función directa con la tasa de incremento de ángulo y del desplazamiento horizontal. 33. 33. Pozos horizontales. 34. 34. Clasificación de los pozos horizontales Radio Ultracorto: El radio de curvatura en esta técnica de perforación horizontal varía de 1 a 2 pies, y el ángulo de construcción entre 45° y 60° por pie, con sección Horizontal entre 100 a 200 pies. Radio Corto: En esta técnica el radio de curvatura varía de 20 a 40 pies con variaciones del ángulo de construcción de 2° a 5° por pies, con una sección horizontal de 100 a 800 pies de longitud. Radio Medio: El radio de curvatura varía de 300 a 800 pies, con un ángulo deconstrucción de 6° a 20° por cada 100 pies. La sección horizontal varía de 2000 a 4000 pies de longitud. 35. 35. Radio Largo: El radio de curvatura varía de 1000 a 3000 pies y el ángulo deconstrucción entre 2° y 6° por cada 100 pies. La sección horizontal varía entre 1000 y 4000 pies de longitud.
