República Bolivariana De VenezuelaMinisterio Del Poder Popular Para La Educación IUPSM-Extensión Maracaibo Catedra: Perforación ISección: S “Diurno”

PERFORACIÓN DIRECCIONAL

Bachiller:Zulaynis Reyes

C.I.: V-25.7943.98

Maracaibo, febrero del 2017

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.

JUSTIFICACIÓN DE LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL

Existen varias razones que hacen que se programen pozos

direccionales, estas pueden ser planificadas previamente o por

presentarse problemas en lasa operaciones que ameriten un cambio

de programa en la perforación. Las más comunes son las siguientes:• Localizaciones inaccesibles. Son aquellas áreas a perforar

donde se encuentra algún tipo de instalación o edificación

(parque, edificio), o donde el terreno por condiciones

naturales (lagunas, ríos, montañas) hacen difícil su acceso.

• Domo de sal. Donde los yacimientos a desarrollar están bajo

la fachada de un levantamiento de sal por razones

operacionales no se desee atravesar el domo.

• Pozo de alivio. Es aquel que se perfora para controlar un

pozo en erupción. Mediante el pozo se contrarresta las

presiones que ocasionaron el.

• Múltiple pozo con una misma plataforma. Desde la

plataforma se pueden perforar varios pozos para reducir el

costo de la construcción de plataformas individuales y

minimizar los costos por instalación de facilidades de

producción.

• Formaciones con fallas. Donde el yacimiento esta dividido

por varias fallas que se originan durante la compactación del

mismo.

• Desarrollo múltiple de un yacimiento. Cuando se requiere

drenar el yacimiento lo mas rápido posible o para establecer

los limites de contacto gas/petróleo o petróleo/agua.

CONCEPTOS BÁSICOS DE LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL

Azimut. Es la dirección del pozo sobre el plano horizontal,

medido como un ángulo en sentido de las manecillas del

reloj, a partir del norte de referencia. Esta referencia puede

ser el norte verdadero, el magnético o el de mapa.

Dirección u orientación. Ángulo

fuera del Norte o Sur (hacia el Este u

Oeste), que muestra la orientación y

el desplazamiento.

Ángulo de inclinación. Es el ángulo

formado del pozo con respecto a la

vertical.

Rumbo. Es la intersección entre el

estrato y un plano horizontal, medido

desde el plano N-S.

Buzamiento. Es el ángulo entre el

plano de estratificación de la formación

y el plano horizontal, medido en un

plano perpendicular al rumbo.

TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES

• Tipo tangencial. La desviación deseada es obtenida a una profundidad relativamente

llana y esta desviación se mantiene constante hasta el objetivo. Este tipo de pozo

presenta muchas ventajas tales como:

1) Configuración de la curva sencilla a lo largo de un rumbo fijo.

2) Ángulo de inclinación moderado.

3) Generalmente puntos de arranques someros.

4) Menor riesgo de pega.

TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES

• En Forma de “S”. En este tipo de pozo la trayectoria está configurada por una zona de

incremento de ángulo, otra tangencial y una de disminución de ángulo. Estos tipos de pozos

pueden ser de dos formas:

1) Tipo “S”. Constituido por una sección de aumento de ángulo, una sección tangencial y

una sección de caída de ángulo que llega a cero grados (0º).

2) “S” Especial. Constituido por una sección de aumento de ángulo, una sección

tangencial intermedia, una sección de caída de ángulo diferente a cero grados (0º) y

una sección de mantenimiento de ángulo al objetivo.

TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES

• En forma de “J”. Este tipo de pozos es muy parecido al tipo tangencial, pero el hoyo

comienza a desviarse más profundo y los ángulos de desviación son relativamente altos y se

tiene una sección de construcción de ángulo permanente hasta el punto final.

• Inclinados o de Alto Ángulo. Son pozos iniciados desde superficie con un ángulo de

desviación predeterminado constante, para lo cual se utilizan taladros especiales inclinados.

Los Taladros Inclinados son equipos cuya cabria puede moverse de 90º de la horizontal hasta

un máximo de 45º.

TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES

• 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. 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.

MÉTODOS DE CÁLCULO DE ESTUDIOS DIRECCIONALES

• Método de ángulo promedio. Se basa en la suposición de que el recinto

del pozo es paralelo al promedio sencillo de los ángulos de inclinación y

dirección entre dos estaciones. Este método que es mucho más difícil de

justificar teóricamente es, sin embargo, lo suficientemente sencillo para

usarlo en el campo, ya que los cálculos se pueden efectuar en una

calculadora no programable.

• Método de curvatura mínima. Presupone que el pozo es un arco esférico

con mínimo de curvatura: en otras palabras, que hay máximo radio de

curvatura entre puntos o estaciones de observación. Aunque este método

también comprende muchos cálculos complejos que requieren computadora

programable, es el de mejor justificación teórica y por consiguiente el más

aplicable a casi cualquier pozo.

• Método tangencial (también denominado de “ángulo terminal”). Este

antiguo método se basa en la suposición de que el pozo mantiene la misma

inclinación y el mismo rumbo entre estaciones, y es muy fácil de calcular. Sin

embargo, es muy impreciso, especialmente en pozos de configuración Tipo I

y III en los que indica menos desplazamiento vertical y más horizontal de los

que hay en la realidad, y también en los de Tipo II. En los que indica más

desplazamiento vertical y menos horizontal de los que realmente hay en el

pozo. La falta de precisión de este método ha servido de estímulo para

desarrollar medios más exactos.

• Método de radio de curvatura. Este método se basa en la suposición de

que el recinto del pozo es un arco parejo y esférico entre estaciones o

puntos de estudio. Es teóricamente sensato y es muy preciso. Sin embargo,

no es de fácil aplicación en el campo porque requiere el uso de una

calculadora o computadora programable.

HERRAMIENTAS A UTILIZAR EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL

Existen en el mercado una gran variedad de herramientas que son

útiles en la perforación direccional:• Mechas. Son de tamaño convencional

con uno o dos chorros de mayor diámetro

que el tercero, o dos chorros ciegos y uno

especial, a través del cual sale el fluido de

perforación a altas velocidades, también

puede ser utilizada una mecha bicono

con un chorro sobresaliente

• Cucharas deflectoras (guiasonda). Son

piezas de acero en forma de cuchara con

la punta cincelada

• Cuchara removible. Se usa para iniciar el cambio

de inclinación y rumbo del pozo, para perforar al lado

de tapones de cemento o para enderezar pozos

desviadores. Consta de una larga cuña invertida de

acero, cóncava en un lado para sostener y guiar la

sarta de perforación.

• Estabilizador. Un cuerpo estabilizador es

sustentado giratoriamente por el sub estabilizador,

donde el cuerpo estabilizador permanece

sustancialmente estacionario en relación con el pozo

de sondeo a medida que gira la sarta de perforación.

Al menos una pala estabilizadora es sustentada por

el cuerpo estabilizador, siendo la pala estabilizadora

extensible radialmente desde el estabilizador para

encajarse con la pared lateral del pozo de sondeo.

MOTORES DE FONDOEstos 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

multietapa que demuestra ser muy

eficiente y confiable, especialmente

en formaciones duras.

• De Desplazamiento Positivo.

Consta de un motor helicoidal de

dos etapas, válvula de descarga,

conjunto de bielas, conjuntos de

cojinetes y ejes.

MOTORES DE FONDOEstos 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

multietapa que demuestra ser muy

eficiente y confiable, especialmente

en formaciones duras.

• De Desplazamiento Positivo.

Consta de un motor helicoidal de

dos etapas, válvula de descarga,

conjunto de bielas, conjuntos de

cojinetes y ejes.

PERFORACIÓN HORIZONTAL

Se llama perforación horizontal al proceso de perforación de un pozo,

desde la superficie hasta una ubicación subsuperficial justo encima de la

reserva de petróleo o gas llamado el "punto de inicio". A continuación, se

desvía el pozo desde el plano vertical haciendo una curva para introducirse

en el depósito a través de un punto de entrada con una inclinación casi

horizontal. Se continúa taladrando horizontalmente hasta hacer llegar el

agujero ubicación deseada.

¿EN QUÉ CONSISTE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL?

La parte vertical inicial de un pozo horizontal, a menos que muy sea

corta, típicamente se perfora utilizando la misma técnica de perforación

rotatoria que se utiliza para perforar pozos más verticales, en el que la

sarta de perforación se hace girar en la superficie. La sarta de perforación

consta de muchas articulaciones de tubería de perforación de aleación de

acero, collares de perforación y la broca en sí.

Desde el punto de inicio hasta el punto de entrada de la sección curvada

de un pozo de perforación horizontal, se perfora utilizando un motor

hidráulico montado directamente encima de la broca y accionado por el

fluido de perforación. La broca girarse por el motor hidráulico sin girar la

tubería de perforación desde el motor a la superficie. La dirección del

agujero se logra mediante el empleo de un motor de fondo direccionable.

Al orientar la curva en el motor y al perforar sin girar el tubo, el orificio se

puede dirigir, haciendo una curva que transforma la perforación vertical a

horizontal e incluso puede cambiar la dirección a la izquierda o la

derecha. La sección curvada tiene típicamente un radio de entre 100 y

150 metros.

Los instrumentos de perforación transmiten diversas lecturas del sensor a

los operadores que están en la superficie. Como mínimo, los sensores

proporcionan el azimut (dirección respecto al norte) y la inclinación

(ángulo relativo a la vertical) de la perforación. Los instrumentos

modernos para la perforación permiten a los operarios de perforación

direccional calcular la posición (las coordenadas x, y, z) de la broca en

todo momento. A veces se incluyen sensores adicionales en la sarta de

perforación.

Estos sensores pueden proporcionar información

sobre el medio ambiente de fondo de pozo (por

ejemplo, la temperatura, la presión, el peso de la

broca, la velocidad de rotación de la broca y el

ángulo de perforación). También pueden mostrar

varias medidas de las características físicas de la

roca que lo rodea como la radiactividad natural y la

resistencia eléctrica, similares a los obtenidos por

la extracción vertical, pero en este caso obtienen

sus datos en tiempo real durante la perforación. La

información se transmite a la superficie a través de

pequeñas fluctuaciones en la presión del fluido de

perforación en el interior del tubo de perforación.

CLASIFICACIÓN DE LOS POZOS HORIZONTALES

Se clasifican básicamente por su radio de curvatura:• 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.

• 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.

BENEFICIOS DE LA PERFORACIÓN HORIZONTALEn primer lugar, los operadores son a menudo

capaces de explotar un yacimiento con un número

significativamente menor de pozos, ya que cada

pozo horizontal puede drenar un volumen mayor que

un pozo vertical. La superficie total utilizada de una

operación de petróleo o gas puede reducirse

mediante el uso de pozos horizontales.

En segundo lugar, el uso de un pozo horizontal

puede revertir o retrasar significativamente la

aparición de problemas de producción que provocan

tasas de producción bajas, baja eficiencia de

extracción y/o abandono prematuro.

La perforación horizontal puede mejorar

significativamente la recuperación de petróleo y gas,

así como el retorno de inversión y la rentabilidad

total. En tercer lugar, teniendo el pozo entubado

durante la perforación de la sección horizontal

permite a los operadores utilizar fluido de perforación

de menor densidad. Incluso se pueden permitir la

extracción durante las operaciones de perforación,

impidiendo la mayor parte del daño que

normalmente se produce cuando la densidad del

líquido de perforación debe ser suficientemente alta

para mantener la presión pozo mayor que la presión

de formación.

Gracias por su atención…