Por que pozos horizontales? Conificacion del agua

PERFORACION DE

POZOS HORIZONTALESINTRODUCCIONLa perforacin Horizontal no tiene limitacin en cuanto al tipo de yacimientos, con produccin bien sea de petrleo liviano, mediano, pesado o extra pesado; igualmente se utiliza en yacimientos someros/profundos o de cualquier tipo de formaciones.

Con la perforacin de pozos horizontales (Fig. 1), se pueden lograr varios objetivos o fines entre los cuales tenemos: incrementar el factor de recuperacin y obtener mayor produccin como ya les mencione anteriormente, reducir los problemas de arenamiento y de conificacin de agua o gas, producir en zonas de poco espesor donde la perforacin vertical es antieconmica, ejercer un mejor control y manejo del yacimiento, inyeccin de fluidos como mtodo de recuperacin mejorada (recuperacin trmica), recuperacin de petrleo en yacimientos de baja permeabilidad en carbonatos y la recuperacin de la inversin en menor tiempo entre algunos de los beneficios.

PORQUE POZOS HORIZONTALES?

Se perforan pozos horizontales porque proveen una solucin optima en caso de situaciones especificas para mejorar los siguientes puntos:

Recuperacin final y drenaje del reservorio.Productividad en reservorios consolidados.Espaciado de pozos y reduccin de la cantidad de pozos en proyectos de desarrollo.Control de problemas de conificacion de gas/agua.

POZOS HORIZONTALES

Los pozos horizontales incrementan la recuperacin final y el volumen accesible al pozoPerforamos pozos horizontales por

La existencia de formaciones irregularesPerforamos pozos horizontales para

Para evitarnos gastos innecesarios de perforaciones adicionales o perforaciones direccionales complejasPerforacin horizontal

Con la perforacin horizontal obtenemos una optima recuperacin final y drenaje de reservorioTipos de pozos direccionales.

Los pozos direccionales pueden clasificarse de acuerdo a la forma que toma el ngulo de inclinacin en: Tipo Tangencial.En Forma de S:Tipo S.Tipo S Especial.Inclinados o de Alto ngulo.Horizontales.Reentradas: Verticales. Direccionales.Multilaterales.

Tipo Tangencial:La desviacin deseada es obtenida a una profundidad relativamente llana y esta desviacin se mantiene constante hasta el objetivo. Este tipo de pozo presenta muchas ventajas tales como:

Configuracin de la curva sencilla a lo largo de un rumbo fijo.ngulo de inclinacin moderado.Generalmente puntos de arranques someros.Menor riesgo de pega.

En Forma de S:

En este tipo de pozo la trayectoria est configurada por una zona de incremento de ngulo, otra tangencial y una de disminucin de ngulo. Estos tipos de pozos pueden ser de dos formas:

Tipo S:S Especial:

Inclinados o de Alto ngulo:

Son pozos iniciados desde superficie con un ngulo de desviacin predeterminado constante, para lo cual se utilizan taladros especiales inclinados. Los Taladros Inclinados son equipos cuya cabria puede moverse de 90 de la horizontal hasta un mximo de 45. Entre las caractersticas ms resaltantes del equipo se pueden mencionar:

Inclinados o de Alto ngulo:Una torre de perforacin inclinada para perforar desde pozos verticales hasta pozos de 45 de desviacin vertical. Brazo hidrulico para manejar tubulares que puede ser accionado desde el piso de la torre de perforacin, eliminando el trabajo del encuellador de los taladros convencionales. Un bloque viajero, provisto de un sistema giratorio diseado para enroscar y desenroscar la tubera, que se desliza a travs de un sistema de rieles instalado en la estructura de torre. Sistema hidrulico especial para darle el torque apropiado a cada conexin de los tubulares.Horizontales:

Son pozos perforados horizontalmente o paralelos a los planos de estratificacin de un yacimiento con la finalidad de tener mayor rea de produccin. Tambin se denominan pozos horizontales aquellos con un ngulo de inclinacin no menor de 86 respecto a la vertical. La longitud de la seccin horizontal depende de la extensin del yacimiento y del rea a drenar en el mismoMultilaterales:

Consisten bsicamente en un hoyo primario y uno o ms hoyos secundarios que parten del hoyo primario, cuyo objetivo principal es reducir el nmero de pozos que se perforan, adems de optimizar la produccin de las reservas. Segn la geometra del yacimiento se pueden construir distintas configuraciones de pozos multilaterales para lograr drenar los yacimientos de manera ms eficientePerforacin Horizontal Vs. Perforacin Vertical:El pozo vertical atraviesa todo el espesor de la formacin, mientras que en el horizontal la mecha penetra por el centro del espesor de la formacin hasta la longitud que sea mecnicamente aconsejable.

Perforacin Horizontal Vs. Perforacin VerticalEl ngulo de penetracin del hoyo horizontal en la formacin tiene que ver con la facilidad de meter y sacar la sarta de perforacin del hoyo. A medida que la longitud del hoyo horizontal se prolonga, la longitud y el peso de la sarta que descansa sobre la parte inferior del hoyo son mayoresPerforacin Horizontal Vs. Perforacin VerticalEn el hoyo vertical, el desplazamiento del flujo del gas y/o petrleo del yacimiento hacia el pozo es radialCausas que originan la perforacion direccional

Evitar perforar domos de sal: cuando el yacimiento a explotar se encuentra entrampado baja la fachada de un domo salino y por razones operacionales no se desee atravesar. Perforar mltiples pozos desde una misma plataforma o macolla: desde una misma plataforma o macolla se pueden perforar varios pozos y reducir costos operacionales y de instalaciones de facilidades de produccin. Ejemplos: perforaciones costa afuera y en macollas en la Faja Petrolfera del Orinoco.Causas que originan la perforacion direccionalPerforar pozos de alivio: es aquel pozo perforado para controlar un pozo en reventn y las operaciones para clausurar el pozo desde superficie se hacen muy difciles. La idea es contrarrestar las presiones que ocasionaron el reventn. Desviacin de un hoyo perforado originalmente (Side Track): es el caso de un pozo, en proceso de perforacin, que no marcha segn la trayectoria programada, bien sea por problemas de operaciones o fenmenos inherentes a las formaciones atravesadas. Ejemplo: no pudo recuperar pez en el hoyo, etcCausas que originan la perforacion direccionalRealizar control de desviacin: ocurre esencialmente en pozos verticales en lo que se atraviesan fallas, la cuales ocasionan una desviacin natural de la trayectoria. Desarrollo mltiple del yacimiento: cuando se desea drenar ms rpidamente el yacimiento y aprovechar ms eficazmente el espesor de los yacimientos. Ejemplo: pozos horizontales y multilaterales. Razones Econmicas: perforar en el continente es ms barato que perforar costa afuera.

Ventajas:Mejora la eficiencia de barrido.Incrementa la productividad del yacimiento y mejora el recobro final del mismo, debido a que se incrementa el rea de contacto entre el yacimiento y el pozo.Reduce la conificacin y/o adedamiento de los fluidos viscosos.

Desventajas:Altos costos de perforacin, debido a que se incrementa el tiempo y el riesgo de problemas operacionales.Las opciones de recompletacin son limitadas especialmente cuando se trata de alto corte de agua y/o alta relacin gas/petrleo.

POR QUE POZOS HORIZONTALES?CONIFICACION DEL AGUACONIFICACION DE AGUA : En algunos reservorios en los que el petrleo esta por encima del agua puede ocurrir un fenmeno de cono de agua en la que la depresin alrededor de la capa del petrleo esto puede provocar que el agua suba desde abajo del pozo tomando la forma de un cono

BENEFICOS DE POZOS HORIZONTALESLos pozos horizontales pueden aumentar la rata de produccin de 3 a 4 veces por encima de los pozos verticales.El costo extra de los pozos horizontales se paga con el aumento de las ratas de produccin.En reservorios muy permeables los pozos horizontales pueden reducir la cantidad de pozos y mejorar las ratas inciales de produccin y vida del pozo.En reservorios fracturados, delgados, discontinuos, los pozos horizontales incrementan significativamente la recuperacin final debido al drenaje mas eficiente.El desarrollo de campos marginales puede resultar econmicamente factible debido a la reducida cantidad de pozos requeridos para explotar el reservorio.

ALGUNOS EJEMPLOSRcord en longitud perforada con perforacin direccional:Febrero de 1999 Tierra del Fuego. Se perforo:Verticalmente 1690 mHorizontalmente 10585 mLongitud total perforada 11184 mSe logr con un equipo para trabajos en tierra reduccin de costos de equipo, apoyo logstico, facilidades de produccin,etc.Esquema del pozo perforado

HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACION DIRECCIONAL Y HORIZONTAL

- Motores de fondo - Turbinas Herramientas para construccin de pozos verticales y direccionales de ltima generacin - Cuas desviadoras- Herramientas de survey convencionales-Herramientas de surveys y registros de ltima generacin

HERRAMIENTAS DIRECCIONALES:

HERRAMIENTAS DE CONSTRUCION DHM, TURBINAS:Herramienta que causa la rotacin del trepano sin necesidad de transmitir rotacin desde superficie.HERRAMIENTA S DE MEDICION MWD: ( measured well drilling)Herramienta que permite medir en tiempo real valores direccionales y de registro convencionales de pozos.

MOTORES DE FONDO

Desde el comienzo de la perforacin rotaria, mas de 100 aos atrs, operadoras, contratistas y compaas de trabajo han trabajado para mejorara en el rea tecnolgica de perforacin, con el objetivo de perforar los diferentes campos con mayor rapidez, eficiencia y al menor costo para obtener pozos productores y lucrativos. Aplicacin en perforacin vertical:Estos motores hacen que el movimiento en la broca sea mayor que en la sata de perforacin, proveen efectivamente un incremento en la rata d perforacin y el control del ngulo del pozo. OFRECE LOS SIGUIENTES BENEFICIOS:

Menor nmero de problemas durante la perforacin como hinchamiento de la formacin de cavernas, patas de perro, ranuras, derrumbes los cuales son posible controlar con una rata de penetracin ms rpida y un menor tiempo de apertura del pozo.Mnimo desgaste y fatiga de los componentes de la sarta de perforacin gracias a la reduccin de las revoluciones por minuto de la sarta de perforacin.

Aplicacin en perforacin direccional:Para lo cual se utiliza motor estabilizado que provee rotacin de la broca continuamente, mientras que una rotacin selectiva de la sarta de perforacin controla la trayectoria del pozo. Estos motores pueden ser utilizados con varias clases de brocas, como; las brocas policristalinas, ticnicas y las de diamante natural.

Este tipo de sistema se puede utilizar cuando se tenga lo siguiente:Pozos que penetran complejos y mltiples objetivos.Pozos horizontales que permanecen estrechos, penetrando zonas productivas.Pozos verticales en formaciones con gran tendencia a desviarse.

Diseo del motor de perforacin:Los motores de fondo son de desplazamiento positivo por donde pasan los fluidos de perforacin, este lquido fluye por las cavidades del motor y la presin de este causa el movimiento del rotor y a su vez el torque es transmitido a la broca.El motor tiene las siguientes pates:Vlvula de descargaDispositivo de seguridad Seccin de poderEnsamblaje de la acopladoraEnsamblaje de los cojinetes

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Vlvula de descargaDispositivo de seguridadEnsamble de la seccin de poderEnsamble de la acopladoraEnsamble de cojinetesEje de potenciarotorestatorConsideraciones

Evitar slidos abrasivos Evitar altas temperaturasNo exceder la presin recomendada alrededor de la broca y el motorEvite bombear mas del fluido recomendadoNo exceda el peso recomendado de la broca, lo cual puede ocasionar una presin alrededor de la herramienta

MODOS DE PERFORACIN CON DHMSLIDING: Perforacin sin rotacin de superficie donde el DHM proporciona toda la rotacin al trepano.Usado para la construccin del tamo direccional del pozoROTARY:Perforacin con rotacin de superficie mas la rotacin transmitida por el motor de fondo.Usado para la construccin del tramo tangente del pozo.

TURBINAS DE PERFORACIONFuncionamiento de turbinas

La turbina convierte la energa hidrulica proveniente del lodo en energa mecnica rotativa la cual es transferida al trepano.Su revolucin en fondo oscilan entre los 600 rpm y 1500 rpm.El movimiento del trepano es independiente de la rotacin de la sartaCOMPONENTES DE UNA TURBINA1.- Seccion de potencia

ENSAMBLADOStatorRotorSeccion de poder El fluido provee la potencia a laTurbina pueden ubicarse desde 1,2 hasta 3 secciones de turbinas

Soporta las fuerzas axiales que se transmite a traves del eje deste la seccion de potenciaPartes de Inferior de los rodamientosParte de superior de las rodamientos 2.- Seccion de rodamientos

nLas partes de rodamientos son de PDC

Estabilizador de rodamientos

Seccion de rodamientosVENTAJAS DEL USO DE TURBINASAltas RPMAlta potencia de salidaBajo peso utilisado en el trepanoSe puede utilzar en pozos de altas temperaturas superando asi los lobulos del estator de motores

LOBULOS DEL ROTOR Y ESTATORALETAS O PALETAS

ALGUNOS EJEMPLOS DE PERFORACIN CON TURBINAS EN BOLIVIA Petrobras Sabalo X-3Pozos Direccional de alto angulo en Huamampampa.Se perfor la seccin en un total de 3 carreras con una turbina FBS 4 T2MK1.Sin incidentes de pega o aprisionamiento.

PERFORACIN CON TURBINAS EN BOLIVIAPetrobras Sabalo X-4Horizontal de 8.1/2 en H4 usando una turbina FBS 6 5/8 T1MK2 y perdidas parciales de lodo se perfor 346m en 225.5hrs.Inclinacin Final de 97 grados.Sin incidentes de pega o aprisionamiento.