Instituto Tecnologico Superior de Coatzacoalcos

Instituto Tecnologico Superior de Coatzacoalcos.Materia: Ingeniera de Peforacin de Pozos Tema: Unidad 6.- Introduccin a la construccion de pozos Subtemas: 6.1 Inicio de la perforacin. 6.2 Equipos convencionales de perforacin. 6.3 Evolucin de las tcnicas de perforacin. 6.4 Herramientas, materiales y equipo auxiliar de perforacin.Integrantes:Gutirrez Santiago Emmy Guadalupe.Sotero Gordillo Cynthia Denis.6.1 Inicio de la perforacin..El inicio de la perfocacion actualmente no esta establecida en cambio se tienen en cuentas varios acpectos para iniciar una perforacion los mas comunes y necesarios para llegar a un bajo costo y eficiencia maxima son:Identificar y establecer Un grupo de ingeniera de perforacin cuya funcion es hacer los diseos de pozo y estimados de costos preliminares para la perforacin propuesta.

Usualmente la perforacin la realiza un contratista. Una vez la gerencia toma la decisin de perforar el pozo, el grupo de ing. de perforacin prepara un diseo de pozo ms detallado y establece los costos asociados.Antes de que el contratista pueda comenzar, la localizacin en superficie debe ser preparada para acomodar todos los equipos (taladro, etc). Posiblemente sea necesario perforar pozos de agua, para suplir requerimientos para la operacin.

Despus de que la perforacin comienza, la fuerza laboral para perforar el pozo y solventar cualquier problema que ocurra, se provee por (1) la empresa contratista, (2) la empresa operadora, (3) empresas de servicios y (4) empresas consultoras.

Las grandes corporaciones petroleras generalmente contratan los servicios de perforadores especializados, aprovechando el personal, equipos, habilidad y experiencia tcnica que slo ellos pueden ofrecer.

Realiar contrataciones a Corporaciones.

Para escoger el punto donde se debe perforar, la compaa operadora considera (1) las probabilidades de encontrar hidrocarburos en un sitio determinado, segn los estudios de gelogos y geofsicos, (2) la existencia previa de contratos o convenios favorables que garanticen derechos de perforacin y produccin y (3) la disponibilidad de capitales para financiar la obra. Determinar el punto donde perforara.Prepara el lugar de la Obra.

Antes de llamar a licitacin a los contratistas, la compaa operadora establece las especificaciones del contrato de perforacin, que generalmente incluyen la fecha de inicio de los trabajos, profundidad a alcanzar, formaciones a perforar, dimetros que el pozo y la tubera deben tener en determinados puntos, programa de lodo, programas de registros, obtencin de muestras de la formacin, programa de revestimiento y cementacin, el ensayo previo de terminacin del pozo y la fecha final de terminacin, cuando es posible fijar este ltimo detalle con anticipacin.Una vez estacado el sitio exacto del pozo, se debe acondicionar el lugar para instalar el taladro y alistar los depsitos de materiales y el Determinacion el punto donde perforar.

Se puede desplazar una torre completa, sin necesidad de desarmarla, deslizndola de un sitio a otro, limitndose a quitarle algunas partes para reducir su peso total. Esta maniobra es posible por cortas distancias en terrenos planos y ofrece la ventaja de reducir considerablemente el tiempo de desarmada y rearmada.Para transportar una torre desarmada totalmente, se necesitan camiones pesados e intervencin de especialistas.Movilizar el equipo de perforacin.

Para armar torres sobre plataformas cuya altura debe ser de 60 pies superior al nivel de las olas para reducir el impacto de las aguas en caso de huracanes se emplean gras de gran potencia instaladas sobre barcazas de fuerte calado, que levantan los equipos y los colocan sobre la plataforma. Cuando se debe desplazar una barcaza de aguas interiores, se sueltan anclas y los amarres de los pilotes que la mantienen en su lecho y se vacan los tanques de lastre; una vez la barcaza flota, los remolcadores la llevan a su nuevo sitio de trabajo.

Ejemplo de movilizacin (Plataforma Spar).Para remolcar cerca de la costa o en alta mar las plataformas sumergibles y otras estructuras flotantes, se usan mtodos similares. Los barcos especiales equipados con torre y las plataformas mviles navegan por su propia fuerza motriz, pero la mayora de las plataformas ocenicas de gran tamao son trasladadas por medio de remolcadores.

En localidades muy remotas del rtico o de las selvas tropicales, donde no existen carreteras, para movilizar equipo pesado se emplean helicpteros y aviones de carga.Finalmente, se realiza la armada de la instalacin: Se refiere a las operaciones para poner el equipo en condicin de trabajar.

Plataforma Instalada.Pasos para Perforar un Pozo de Gas/Petrleo.1.Obtener informacin ssmica, registros, u otra informacin requerida.2.Alquilar la tierra u obtener concesin.3.Calcular reservas o estimar desde informacin disponible. 4.Si estimados de reservas son satisfactorios, proceder con perforacin de pozo.5. Obtener permiso de autoridades.6. Preparar programa de perforacin y completacin.7. Si es necesario, modificar programa para adecuarlo a equipo de contratista seleccionado.

8.Construir la va o camino, localizacin/plataformas y otro equipo marino, necesario paraacceder al sitio.

9. Convocar todo el personal involucrado para reunin previa al comienzo de la perforacin.

10. Si es necesario, modificar el programa de perforacin.

11. Perforar el pozo. 12. Mover equipo de contratista si unidad de workover va a completar el pozo.13. Completar pozo. Instalar facilidades de superficie.15. Anlisis de operaciones con personal involucrado.

Clasificacin de los Pozos

Clasificacin de los Pozos 6.2 Equipos convencionales de perforacin.22

2. LNEAS DE LEVANTE.3. CABLES DE PERFN.4. POLEA VIAJERA.5. SISTEMA DE IZAJE.6. UNIN GIRATORIA.7. MANGUERA DE LODOS.8. MALACATE.9. MESA ROTARIA.10. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL.11. CABEZAL.12. TUBO CONDUCTOR.13. TUBERA DE REVESTIMIENTO.14. TUBERA DE PERFORACIN15. ESTABILIZADORES.16. BARRENA.17. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE FLUDOS DE CONTROL.221.- Sistema de elevacin el cual esta constitudo por la corona, la polea viajera, gancho y conexin giratoria, elevadores y tambor del malacate, principalmente.

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PERFORACIN DE POZOS PETROLEROS.

La perforacin es la actividad que permite confirmar a exploracin la existencia de un yacimiento de hidrocarburos, mediante la construccin de un agujero hecho por una barrena.

El proceso de perforacin hace posible a los activos de explotacin desarrollar sus yacimientos.23Los gelogos y Geofsicos especializados, disponen de numerosos medios para identificar las zonas propicias para la perforacin, sin embargo, la nica forma de demostrar la existencia de petrleo en el subsuelo es perforando un pozo.24PerforacinCDM1Motor C. D.Motor C. D.BBA 2BBA 1Malacate2,100 HPBBA 1 Bomba de lodos 1.BBA 2 Bomba de lodos 2.M Motores C. I. CD Corriente DirectaCA Corriente AlternaCCM Cuarto Tablero de ControlPRESA 1 de lodosPRESA 2 de lodosDiesel Elctrico CD/CDServicios AuxiliaresEficiencia = 85%PRESA 1PRESA 2C. C. M.CDCDM2M3Motor C. IMotor C. ICACAC. A.Motor C. D.6.3 Evolucin de las tcnicas de perforacin.26

ETAPA DEPERFORACIN.27UNA VEZALCANZADOEL OBJETIVOSE SACA LA BARRENAA SUPERFICIE.

28UNA VEZALCANZADOEL OBJETIVOSE SACA LA BARRENAA SUPERFICIE.

29UNA VEZALCANZADOEL OBJETIVOSE SACA LA BARRENAA SUPERFICIE.

30INTRODUCCINDE LATR.30ccccccc31INTRODUCCINDE LATUBERIA DE REVESTIMIENTOO ADEME.32OPERACINDECEMENTACIN.33OPERACIN DEREBAJARCEMENTOYACCESORIOS.

34UNA VEZ CEMENTADALA TR INICIAMOS LA SIGUIENTEETAPA DEPERFORACIN.35ETAPASIGUIENTEDEPERFORACIN.

36ETAPASIGUIENTEDEPERFORACIN.

37ETAPASIGUIENTEDEPERFORACIN

38ALCANZADOEL OBJETIVOSE SACA LABARRENA, PARATOMA DE REGISTROS.

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ALCANZADOEL OBJETIVOSE SACA LABARRENA, PARATOMA DE REGISTROS.40

ALCANZADOEL OBJETIVOSE SACA LABARRENA, PARATOMA DE REGISTROS.41TOMA DE REGISTROS GEOFISICOS-

42Determinacin del punto ptimode asentamiento de la TR.ArenaPosible hidrocarburoRAYOS GAMMAINDUCCIN Y/O RESISTIVIDAD43ASENTAMIENTODE LA TUBERA DEREVESTIMIENTOYCEMENTACINDE LAMISMA.44REBAJANDOCEMENTOYACCESORIOS.

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REBAJANDOCEMENTOYACCESORIOS.46INTRODUCCINDELEMPACADOR.47

INTRODUCCINDELEMPACADOR.48DISPARANDOELINTERVALODEINTERES.

49POZO ENPRODUCCIN.

50TERMINACIN DE POZOS PETROLEROS

Son las actividades y mtodos necesarios para preparar un pozo para que produzca aceite y/gas; el mtodo por el cual se establece una lnea de flujo para los hidrocarburos entre el yacimiento y la superficie.

El mtodo de terminacin utilizada depende de las caractersticas individuales de los yacimientos. 51R-39BX-160TR 20R-24R-74 RX-74R-27POZO ENPRODUCCINBATERIAS DE SEPARACINY TANQUES DE ALMACENAMIENTOLA PRODUCCIN DE VARIOS POZOS LLEGA A TRAVS DE LNEAS, A UNA LINEA DE RECOLECCIN DE LA CUAL ES TRANSPORTADO A UNA BATERIA DE SEPARACIN. POSTERIORMENTE, SE ENVIA A TANQUES DE ALMACENAMIENTO O CAVERNAS DE ALMACENAMIENTO, PARA SU DISTRIBUCION A EXPORTACION, REFINACION Y/O PETROQUMICAS.

TANQUE DE ALMACENAMIENTOBATERIA DE SEPARACINALMACENAMIENTO DE ACEITE EN CAVERNAS516.4 Herramientas, materiales y equipo auxiliar de perforacin.

DESGASIFICADOR.Para Elimina el gas que pueda contener el fluido de perforacin para evitar que el lodo cortado se circule nuevamente al interior del pozo. Funciona por medio de un rociado centrfugo o mediante una cmara de vaco.

SEPARADOR GAS-LODO.Para su funcin es separar el gas que se incorpora al fluido de perforacin cuando se presenta un brote, el gas se elimina por la descarga superior y el lodo se recibe por gravedad en la presa de asentamiento.SEPARADOR GAS-LODO.

Esquema de un separador vertical de baja presin.EQUIPO DE CONTROL DE SLIDOS.Est integrado por vibradores o zarandas, desarenador/desarcillador y centrifuga. Su funcin es eliminar los recortes de la formacin, en sus diferentes tamaos de granos, del fluido de perforacin durante el proceso de limpieza del mismo.

CABEZA ROTATORIA.Este equipo no se considera como sustituto del preventor anular sino como complemento y se utiliza para perforar con fluidos ligeros.

CONJUNTO DE PREVENTORES.Lo forman varios componentes: preventores anulares (esfricos), los de arietes en sus diversas formas (para tubera, ciegos y de corte), carrete de control con salidas laterales para lneas de matar y estrangular.Hay diferentes arreglos de preventores dependiendo de la magnitud del riesgo expuesto y el grado de proteccin requerida.

CONJUNTO DE ARBOL DE NAVIDAD.Est integrado por: cabezales, carretes de TR con colgadores y sellos secundarios, bridas empacadoras, cabezal de produccin con colgador de TP y carrete adaptador con medio rbol de vlvulas.Su funcin es manejar con seguridad las presiones de flujo del pozo que se presenten durante la terminacin y produccin del mismo.R-39BX-160TR 20R-24R-74 RX-74R-27R-39BX-160TR 20R-24R-74 RX-74R-27TOP DRIVEEs un equipo que se utiliza para optimizar las operaciones de perforacin . Su sistema de rotacin constante ascendente y descendente elimina y sustituye por completo el uso de la flecha para conectarse a la sarta de perforacin.Puede operar por el impulso que recibe de un motor de CC, CA o motor hidrulico.

La barrena es la herramienta de corte que permite perforar. Es y ha sido permanentemente modificada a lo largo del tiempo a fin de obtener la geometra y el material adecuados para vencer a las distintas y complejas formaciones que se interponen entre la superficie y los hidrocarburos (arenas, arcillas, yesos, calizas, basaltos), las que van aumentando en consistencia en relacin directa con la profundidad en que se las encuentra.

Hay as barrenas de 1, 2 y hasta 3 conos montados sobre rodillos o bujes de compuestos especiales; estos conos, ubicados originariamente de manera concntrica, son fabricados en aceros de alta dureza, con dientes tallados en su superficie o con insertos de carburo de tungsteno u otras aleaciones duras: su geometra responde a la naturaleza de la formacin a atravesar.

La barrena cuenta con uno o varios pasos de fluido, que orientados y a travs de orificios (jets) permiten la circulacin del fluido. El rango de dimetros de la barrena es muy amplio, pero pueden indicarse como ms comunes los de 36 hasta 5 7/8 pulgadas.BARRENA.

LASTRABARRENAEl primer componente de la columna que se encuentra sobre la barrena son los lastrabarrenas (drill collars), tubos de acero de dimetro exterior casi similar al de la barrena usada, con una longitud de 9.45 m., con paso de fluido que respeta un buen espesor de pared.

MOTOR DE FONDO.El motor de perforacin de fondo de pozo es un dispositivo accionado hidrulicamente que convierte la energa hidrulica en energa mecnica. El objetivo del motor es generar la velocidad rotacional (RPM) y el torque necesario para operar la broca de perforacin. El motor de perforacin toma su energa de una serie de volmenes de fluidos de trabajo aislados, que son forzados a presin a travs del motor, desplazando o modificando el espacio en el cual se encuentran confinados.

La presin del fluido reacciona contra las aletas del rotor y las paredes del estator, ocasionando que el rotor comience a girar. El torque se transmite a travs de la seccin de empalme, los rodamientos y hacia abajo hasta la broca de perforacin.

Llaves hidrulicas / neumticas.Llaves de fuerza (mecnicas).Herramientas manuales.HERRAMIENTAS DE SUPERFICIE.

LWD (Logging While Drilling). Los sistemas de toma de registro mientras se perfora (LDW) ayudan a obtener informacin en tiempo real sobre ngulos pronunciados en perforacin horizontal con lo cual se asegura un uso eficiente de las tecnologas avanzadas de perforacin.

Algunos de los sensores para LDW miden por ejemplo la litodensidad azimutal, registros de calidad del corte, porosidad, tipo de fludo y litologa con base en seales acsticas.

MWD (Measurement While Drilling).Los servicios MWD (midiendo mientras se perfora) se usan para determinar la trayectoria y la posicin, del pozo siendo perforado, en el espacio tridimensional. MWD es una herramienta valiosa que puede establecer la profundidad vertical verdadera, la localizacin del fondo del pozo, y la orientacin de los sistemas de perforacin direccional.Los sistemas de MWD tradicionales funcionan con sistemas de ondas y pulsos transmitidos por una columna continua de fluido. Existen tambin sistemas de telemetra electromagntica as como modernos sistemas de transmisin por fibra ptica para complejos flujos de datos.PERSONAL OPERATIVOEl personal directo e indirecto involucrado en la perforacin de un pozo, cuando se trata de perforacin en tierra en pozos de desarrollo, asciende a una cantidad entre noventa y cien personas; en la medida que aumente la complejidad del trabajo, como, por ejemplo, en los pozos exploratorios profundos, pozos costa afuera, la cantidad de personal requerido puede llegar a duplicarse.El personal operativo de un equipo o plataforma de perforacin se organiza antes de realizar las actividades y lleva a cabo juntas de trabajo donde se definen las posiciones y tareas a ejecutar de acuerdo a los procedimientos operativos, estableciendo una cadena de mando en toda la operacin.El coordinador, superintendente de plataforma, ingeniero de diseo e inspector tcnico de perforacin; cada uno tiene pleno conocimiento de la situacin y secuencia de las operaciones durante la perforacin de un pozo. Mantienen comunicacin con la unidad operativa correspondiente.El perforador, ayudante de perforador, ayudante de perforacin chango rotaria, ayudantes de perforacin piso rotaria y ayudantes de trabajos de perforacin integran la cuadrilla que realizan las actividades inherentes a la perforacin.TUBERAS DE REVESTIMIENTO (TRs)

Las TRs son parte integral de los pozos. Evitan que haya flujos hacia adentro y hacia fuera de las formaciones geolgicas. Normalmente son cementadas para asegurar una barrera continua a la presin de las formaciones atravesadas, es decir a las presiones fuera de la TR del tramo cementadoEl programa de TRs es uno de los elemento de mayor costo en la perforacin y terminacin de un pozo, es importante aplicar principios de ingeniera de diseo y anlisis econmico, de tal manera que se obtenga un diseo ptimo

El diseo de una sarta de TR consiste en:

a) Determinar el tamao y longitud de la sarta.

b) Calcular el tipo y magnitud de esfuerzos a que sern sometidas.

c) Seleccionar los pesos y grados de TR que no fallarn al estar sujetos a esas cargas y esfuerzos.Factores fundamentales para seleccionar la TR:

Presin al colapso.- Se origina cuando la presin en el exterior de la tubera es mayor a la presin en el interior.

Presin interna.- Existe cuando la presin interior es ms elevada que la presin externa, representando tendencia hacia la expansin del tubo hasta su punto de ruptura.

Factores fundamentales para seleccionar la TR:

Esfuerzo a la tensin.- Se considera la carga colocada en la tubera y que crea un esfuerzo axial en el eje del tubo. Cuando las TRs se suspenden desde la superficie hasta cualquier profundidad el tramo ms cercano a la superficie debe soportar el peso de todas las secciones por debajo de l, lo cual da una idea de la resistencia que debe soportar.

Adems se consideran otros criterios secundarios:

Esfuerzo por flexin (arqueo).- Esto se origina cuando se perforan pozos desviados (direccionales).

TR conductora.- Es un revestimiento de corta longitud que se introduce al pozo para protegerlo de superficies suaves, evitar la erosin y el deslave a su alrededor.

TR superficial.- sta se introduce al pozo una vez que se fijo el tubo conductor y fue perforado el agujero superficial. Se instala a suficiente profundidad para proteger el pozo de derrumbes en las formaciones sueltas y proteccin de arenas de agua dulce.Esta TR es el punto de partida para la instalacin del cabezal y sirve como soporte del arreglo de preventores y dems sartas de TRs que ms adelante se introducirn al pozo.TR intermedia.- Los revestimientos intermedios se usan para sellar formaciones que pueden fracturarse con el lodo pesado que se utiliza para perforar zonas geolgicas de presiones elevadas o anormales.

TR corta o de explotacin.- Hay pozos con un diseo especial de TRs, no utilizan revestimiento desde la superficie hasta el fondo del agujero, debido a que la profundidad alcanzada para esta tubera son mayores, se introduce en la primera etapa una tubera corta (liner) que puede complementarse hasta la superficie.86MOTIVO DE COLOCAR UNATUBERA DE REVESTIMIENTO Nos permite instalar el equipo de control superficial del pozo.

Proporcionar al pozo un dimetro conocido que facilite la corrida de tuberas, accesorios, herramientas, registros, etc. Evitar derrumbes dentro del agujero mientras se perfora.FUNCIONES DE LATUBERA DE REVESTIMIENTO Evitar la contaminacin de los mantos acuferos.

Evitar prdidas del fluido de control.

Confinar la produccin del intervalo productor.