PRINCIPIOS DE LA PERFORACIN DIRECCIONAL

PERFORACIN DIRECCIONALEs el proceso de controlar la trayectoria de un pozo para llegar a un objetivo dado cuya localizacin esta a una determinada distancia lateral a la vertical del punto de partida del pozo.

Cuando se utilizada la perforacin direccionalCuando existe un fuerte impedimento en superficie para perforar un pozo vertical.

Cuando se utilizada la perforacin direccionalDesvo o sidetrack Mltiples objetivos exploratorios. Perforacin de Domos salinos

Cuando se utilizada la perforacin direccionalPozos de alivio Multilaterales en offshore

Cuando se utilizada la perforacin direccionalPozos Horizontales Pozos de alcance extendido Multilaterales

EJEMPLO POZO DESVIADO 3D

EJEMPLO POZO DESVIADO 3D

EJEMPLO POZO DESVIADO 3D

2 pads en Alaska

PERFILES Y TERMINOLOGARKB

Perfil tipo S Perfil tipo J Terminologa KOP : Kick Off Point BUR : Build Up Rate EOB : End Of Build Inclinacin Azimut o Rumbo TVD = PV Survey o Registro Vertical Section o Seccin Vertical

KOP Build Section EOBTVD, ft

Tangent

Drop Section

Vertical S. ft

PERFILES DE POZO

Pozos verticales Pozos tipo SMantener Construir Tangente Tumbar

PERFILES DE POZOPozo tipo J - SlantMantener Construir Tangente

Pozos Horizontales

Varias Configuraciones

MAS CONCEPTOS BSICOS

Profundidad medida, profundidad vertical Norte magntico, norte verdadero (geogrfico), grid north Dip. Dogleg, Sidetrack Updip, down dip, cross dip Interferencia Magntica

MTODOS MATEMATICOS PARA CLCULO DE TRAYECTORIAS

Tangencial : Una recta entre surveys inclinada al ngulo inicial Angulo promedio : Una recta entre surveys promediando sus inclinaciones Tangencial balanceado : dos rectas entre surveys inclinadas al ngulo final e inicial. Radio Curvatura : Simula los surveys como parte de la superficie de un cilindro. Curvatura Minima : Simula los surveys como la superficie de una esfera.

MTODO DE MNIMA CURVATURA

MTODO DE MNIMA CURVATURALos mtodos de clculo de trayectoria utilizan grupos de datos llamados estaciones de survey la cuales consisten de inclinacin azimut y profundidad medida. Estas mediciones son proporcionadas por los sensores de MWD y la profundidad es proporcionada por los sensores del bloque o por la cuenta de tubera. Existen varios modelos de survey basados en diferentes suposiciones de la forma del pozo entre estaciones de survey. Excepto del mtodo de la tangente, los dems proporciones mediciones virtualmente idnticas. El mtodo mas usual es el de mnima curvatura. Este mtodo asume que el pozo es una curva constante entre las estaciones de survey y que es tangente al ngulo medido en cada estacin. En las ecuaciones, el (Norte es el cambio en la coordenada norte en pies, el (Este es el cambio en la coordenada este, (Vert es el cambio en la coordenada TVD, (MD es el cambio en la profundidad medida, U es el angulo de inclinacion, * es el cambio en azimut, RF es el factor de relacion y DL es el dog Leg pata de perro o cambio total de angulo en el intervalo.

Clasificacin Build-Rate0 Long Radius Medium Radius Intermediate Radius Short Radius

1000 Depth, ft

Classification Long Medium Intermediate Short

2000

Build Rate (/100 ft) 2 to 8 8 to 30 30 to 60 60 to 200

Radius (ft) 2865 to 716 716 to 191 191 to 95 95 to 28

3000

Herramientas de Perforacin Direccional

Dos tipos bsicos: Motores de Fondo Ensamblajes Rotarios Tcnicas Opcionales Jetting Whipstocks Adicionales MWD (registros de desviacin en tiempo real) LWD (sensores de registros )

Ensamblajes Rotarios Comunmente Usados20 to 30 ft 10 to 20 ft 5 to 10 ft

Packed (Angle-Holding) Assembly Se usan para perforar secciones tangentes Se usan cuando la tendencia de la formacin es predecible para construir o tumbar ngulo Responde a cambios en el WOB20 to 30 ft 30 to 90 ft

Pendulum (Angle-Dropping) Assembly3 to 8 ft

Fulcrum (Angle-Building) Assembly

Motores de Perforacin

Los PDM son el mtodo mas usado de control direccional. Son herramientas que usan el fluido como fuente de poder para hacer girar la broca sin que la sarta de perforacin rote. la potencia del motor es generada por la combinacin rotor/estator segn el principio de Monieau inverso.

Componentes de Los Motores de Desplazamiento Positivo (PDM)

Conexin Estabilizador Bent Housing ajustable Empaque de balineras Driveshaft Seccin de potencia Dump Valve

Unidad De Potencia de un PDM

PDM no es un DC Rotor es duro Stator es flexible La Camisa del stator es mas delgada que un DC.

La presin diferencial causa que el Lodo entre en las cavidades en el tope del motor. A medida que se mueve a travs del motor el fluido presiona para que el rotor gire

Potencia Recibida en la broca

Configuracin de Los PDM

Relaciones Rotor / Stator de Motores de Fondo

Velocidad(RPM) / Torque (Ft-Lbs.)

Para mejor desempeo, La seccin de potencia debe ser integrada con la broca y la formacin a perforar .La velocidad y el torque de una unidad de potencia esta directamente ligada al nmero de lobulos del rotor y stator. A mayor nmero de lobulos el torque sera mayor y menos RPM,

HERRAMIENTAS DIRECCIONALES

HERRAMIENTAS DIRECCIONALES

TCNICAS PARA DESVIAR LOS POZOS

Jetting

Open Hole Whipstocking

METODOS AVANZADOS Sistema Rotario Dirigido (Rotary steerable system)

El eje rotario es doblado en el centro mediante las cmaras excntricas duales situadas entre los rodamientos Como resultado la broca apunta en la direccin opuesta al bandeamiento .

METODOS AVANZADOS Sistema Rotario Dirigido (Rotary steerable system)

Aplica Fuerza lateral a la sarta con pads que se extienden dinamicamente, controlados desde superficie

VENTAJAS DE LOS METODOS AVANZADOS

Ms Rpido - ROP ms alta debido a: Eliminacin del deslizamiento y la friccin resultante de ella. Menos tiempo gastado en viajes cortos y backreaming Reduce la incidencia de pega de tubera. Ms Lejos - Mas all del lmite tcnico de la tecnologa de navegacin convencional. Ms alcance con menor arrastre debido a que se rota 100% del tiempo.

ECOPETROL S.AWELL

Puma 1BGGM 2005 Dip: Mag Dec: 23.808 -2.871 Date: F S: June 20, 2005 30188.3 nT

F IELD

ECOPETROL_PumaOW - West Origin, TM M , eters, Bogota Northing: Easting: 554983.00 m 1022324.00 m Grid Conv: Scale Fact: +0.00201110 1.0000061663 N0 34 28.520 W76 52 49.350

ST RUCT URE

PumaPuma 1 Puma 1 Rev A0 T Ref: VD Srvy Date: KB (446.50 ft above M SL) June 09, 2005

Magnetic Param eters Model:

Surface Location Lat: Lon:

Miscellaneous Slot: Plan:

>

-1050 0

-700

-350

0

T ie-In350

13 3 / 8" Csg140013 3/8" Csg

7" CsgPuma 1 Rev A0

EOC0

TD2800

Caba llos Puma 1

T ie-In KOP9 5/8" Csg

-350

>

Orteguaza/Entrada Zona de Falla4200

TVD Scale = 1(in):1400(ft)

PERFIL DIRECCIONAL

5600

9 5/ 8" Csg7000

Pepino/Salida Zona de Falla Pepino Primer Nivel de Chert

KOP

Pepino Segundo Nivel de Chert Rumiyaco

8400

EOC

Grid

True

9800

VilletaMag

Caba llos 7" Csg11200Grid North Tot Corr (M->G -2.8730)

TD

Saldaa

Mag Dec (-2.871) Grid Conv (+0.00201110)

-1400

0

1400

2800

4200

Vertica l Sectio n (ft) Azim = 2 70, Scal e = 1 (i n):140 0(ft) Ori gi n = 0 N/-S, 0 E/-W

METODOS DE REGISTRO

Un registro sencillo proporcional un unico dato del ngulo de desviacin o inclinacin. Se corre con cable por dentro de la tubera de perforacin Generalmente se toma cada vez que se reviste una seccin. Se corre con cable o por dentro de la tubera y se deja sentar sobre un DC no magntico

Registro sencillo. (Single shot survey).

Registro Mltiple. (Multi- shot survey).

Registro Giroscpico. (Gyroscopic Survey).sencillas o meltiples en pozos ya revestidos.

Se realizan lecturas

Registro durante la perforacin. (Measurement While Drilling ).Suministra oportunamente la inclinacin y la direccin del pozo durante la perforacin.

MWD/LWD

Los sistemas MWD/LWD son Drill Collar instrumentados y con sistemas de telemetra de datos desde el fondo del pozo hasta superficie para suministrar registros direccionales, registros petrofsicos del hueco e informacin en tiempo real de informacin de perforacin. El termino MWD es usado para referirse a todas las medidas adquiridas en el hueco mientras se perfora, especficamente los registros direccionales y medidas de perforacin. El termino LWD se refiere a las medidas petrofisicas similares a las tomadas con cable en hueco abierto pero se adquieren mientras se perfora La decisin de usar sistemas MWD/LWD es el resultado de la necesidad de mejores decisiones basadas en informacin en tiempo real y economa mejorada, que se refleja en ahorro de costos o mejoramiento de la productividad resultado de una mejor ubicacin del fondo del pozo..

MWD/LWD

MWD/LWD

Sistema Operativo

Formacin

Evaluacin de

Transmisin de Datos

Positive Pulse Electromagnetic Negative Pulse

Perforacin

Neutron Porosity RT Analysis Software Rotary Steerable Near Bit Measurements Vibration Severity Bulk Density/Pe Tri axial Vibration Spectral Gamma Ray RT Analysis Software -depth/Frequency Resistivity Bore/Annular Pressure Multi

MWD-LWD

APLICACIONES EN TIEMPO REALregistros direccionales e informacin del tool face en perforacin direccional Rpida eficiencia en la perforacin y seguridad, por decisiones tomadas a tiempo, por ejemplo: presin anular, presin de poro y vibracin de la sarta. Rpida correlacin estratigrfica, y certidumbre geolgica de guiar el pozo a las formaciones objetivo. Seleccionar los puntos de bajada de casing o corazonamiento. Rpidas medidas petrofsicas con un mnimo dao de formacin, invasin de fluidos o ensanchamiento del hueco. Rpidos

IMPLICACIONES ECONOMICAS

Elimina el tiempo de equipo para registros direccionales convencionales. Los costos asociados de la mejor localizacin del pozo dentro del yacimiento. Elimina el tiempo de equipo requerido para los registros elctricos, especialmente en los pozos de alto ngulo en los cuales se tomn con la tubera de perforacin. Mejoramiento de la produccin al ubicar mejor el pozo

EVALUACIONLa informacin proveniente del MWD/LWD puede usarse para alimentar los software de well planning y las aplicaciones de perforacin, para poder mostrar el pozo dentro del modelo geolgico, en tiempo real, y evaluar en modelo geolgico inicial con lo encontrado en perforacin. La confiabilidad es crtica dentro del servicio de MWD/LWD. Es un reto el hecho que la instrumentacin electrnica dentro de los collares sobreviva a los golpes, presin, vibraciones y calor extremo en el hueco en perforacin.

PRINCIPIO DE TRANSMISIN ELECTROMAGNTICA MWD