NUEVOS MÉTODOS Y TECNOLOGÍAS EN LA

PERFORACIÓN

INTRODUCCIÓN

El fin de la era del petróleo fácil ha hecho necesario que la industria desarrolle

nuevas técnicas de exploración y producción para permitir que hoy seamos

capaces de tener una probabilidad de éxito exploratorio mucho mayor y nos

atrevamos a invertir mucho dinero en un sondeo donde antes simplemente éramos

incapaces de adivinar lo que hacía en el subsuelo.

Como en otros ámbitos, los avances en las telecomunicaciones y en capacidad de

supercomputación han permitido que la industria petrolera haya dado en los

últimos diez años un salto enorme en avances de exploración. Los sistemas de

operaciones en tiempo real hacen posible hoy que los centros de decisión de las

compañías petroleras dispongan de datos online desde explotaciones situadas en

cualquier lugar del mundo.

OBJETIVO GENERAL

Investigar y exponer los nuevos avances en los métodos de perforación así como

las nuevas tecnologías empleadas para llevar acabo la labor de la perforación en

la Industria Petrolera.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Comparar los métodos actuales a nivel mundial y los que se manejan en

México.

Mostrar las ventajas y desventajas de las nuevas tecnologías de

perforación.

JUSTIFICACIÓN

Siendo la Industria Petrolera una de las más importantes a nivel mundial, requiere

constantemente irse reinventando e innovando sus procesos, por ellos es

fundamental mejorar los procesos de perforación, hacerlos cada vez menos

complejos y más rápidos para acelerar la producción y con una mejor obtención de

resultados.

Para ello es necesario la implementación de nuevos equipos de una sofisticada

tecnología, y al mismo tiempo ir mejorando cada vez más todos los aspectos que

requieran dichos procesos.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Debido a la creciente demanda en los productos que se obtienen de la destilación

del petróleo, resulta cada vez más compleja la tarea de perforar y localizar las

zonas de más alta tasas de producción de hidrocarburos, debido a que las zonas

de más fácil acceso resultan ser cada vez menos y la demanda para la perforación

va en aumento.

La industria petrolera fue la punta de lanza para el avance sostenido que la

humanidad mantuvo en el siglo XX. Es una de las industrias que más avanzó en

materia tecnológica al desarrollar grandes posibilidades en diferentes ramos y

áreas. Los nuevos retos que enfrenta en la actualidad representan enormes

oportunidades de crecimiento y de profundización de los beneficios que el petróleo

representa, tanto para el desarrollo humano y social como el económico.

HIPOTESIS

Mediante esta investigación se buscara analizar los procesos modernos de la

perforación y comprar mediante costos de operación, cuales son los mejores para

el tipo de yacimiento que se busque perforar.

VARIABLES

Variable Independiente: Las nuevas tecnologías en la perforación.

Variable Dependiente: Mejor estabilidad, mayor seguridad y menor tiempo en la

perforación.

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES

En la primavera de 1858, el Coronel Drake comenzó a construir un pozo de

perforación en Oil Creek, cerca de Titusville (Pensylvania) sobre lo que había sido

un antiguo asentamiento de indios Séneca.

Los primeros pozos petroleros se perforaban mediante percusión, martillando una

herramienta sujeta a un cable. Poco tiempo después las herramientas de cables

fueron substituidas por la perforación rotatoria, que permitía perforar a mayor

profundidad y en menor tiempo.

Durante mucho tiempo se consideró la Perforación de Pozos en la Industria

Petrolera como una labor artesanal o simplemente un arte en vez de una

Ingeniería, hasta que en los 40’s se desarrolló la Tecnología de la Perforación de

Pozos de una manera acelerada tomando en cuenta diferentes aspectos como

son: desarrollo, investigación, modernización, etc. 

En 1965 la plataforma Sea Gem operada por British Petroleum realiza la primera

perforación submarina exitosa encontrando hidrocarburos en el Mar del Norte.

Hacia el sur más tarde se encontraran yacimientos importantes de gas. El petróleo

considerado de existencia improbable en el sector noruego tan solo una década

antes llega tras 33 perforaciones exploratorias y abre el camino para que

impensadamente Noruega se sume años más tarde al selecto grupo de países

exportadores de petróleo. Dado a la masiva explotación y la expansión de la

industria en el mundo, la tecnología avanzó rápidamente.

PERFORACIÓN CON CASING

La perforación con casing es uno de los nuevos métodos que cada vez está

cobrando más fuerza y credibilidad en la perforación, debido a que esta técnica

nos brinda perforar y entubar simultáneamente.

Dentro de este proceso el casing se utiliza en modo de remplazo a la barra de

sondeo, ya que nos permite transmitir energía mecánica e hidráulica al trepano, lo

cual nos permite tener una perforación de calidad, de manera segura, efectiva y

con una reducción en los costos operativos.

La técnica del casing se basa en la perforación del pozo de manera que lo

ensanche y permitir una mejor cementación y una mejor limpieza del pozo,

además de que reduce el tiempo de perforación ya que da la posibilidad de

cambiar la barrena sin tener que sacar la tubería del pozo, manteniendo así la

circulación del lodo de perforación en todo instante.

Existen dos formas de perforar con el método casing:

1. El primero es utilizando un conjunto en el fondo de la sarta que sea de

recuperación maniobrado con un cable que conecte desde la perforación

hacia la superficie, el cual nos facilita tener acceso a la barrena, el motor de

fondo y demás componentes del armado de la sarta de perforación.

2. El segundo se basa en una barrena de sacrificio, la cual va unida con la

casing, ya que en el momento de la cementación esta última se quedara en

el fondo del pozo con sus accesorios. Debido a que la operación radica en

dos variables (perforación y entubado simultáneamente). Las ventajas de

este método radican en la reducción de costos, ya que este proceso evita el

transporte, manipulación, alojamiento, inspección, etc. de las tuberías. Pero

lo más importante de este proceso es que también evita las pérdidas de

circulación de lodo, la inestabilidad de las paredes del pozo, y los tiempos

muertos en la perforación (es decir los retrasos o días no laborados), ya

que la perforación con casing se logra en un tiempo menor a la perforación

convencional.

En la actualidad este método es desarrollado con una tecnología que utiliza todas

las herramientas de la sarta de perforación, de tal forma que se perfora el pozo en

todas sus etapas para tener un proceso más eficiente y mejor controlado.

Ventajas del Casing

Elimina tiempo de bajada de la tubería.

Elimina costos relacionados con la compra, manipulación, inspección,

transporte y maniobras con el sondeo y de los tiempos perdidos por

problemas relacionados a estos accesorios, disminuyendo las inversiones

de capital en equipos y los costos operativos.

Desde el punto de vista de las herramientas de fondo a utilizar, tales como

trépanos, motores de fondo, MWD, etc., no hay mayores cambios o

requerimientos especiales respecto a los mismos.

La cementación se realiza en forma no muy distinta a la convencional.

Mejora la limpieza de recortes.

Desventajas del Casing

Se utiliza en tramos cortos.

Principalmente utilizado en tramos problemáticos.

Requiere tuberías especiales que soporten grandes presiones.

Es costosa su aplicación.

Requiere especialistas para la aplicación de este método.

PERFORACIÓN CON COILED TUBING

Este método consiste en un tubo metálico construido continuamente con una

aleación especial, lo que permite que se le trate como a un tubo de PVC (cloruro

de vinito polimerizado), pero sin cambiar las características físicas de una tubería

convencional de mismos diámetros, con la ventaja de que no necesita ser

manipulado, ni estibado tramo por tramo para introducirlo o excluirlo del pozo,

debido a que esta tubería es enrollada o desenrollada por un carrete mecánico

similar al de una manguera doméstica.

Esta última característica mencionada, nos brinda un mejor y rápido manejo y

almacenaje, ya que, la tubería cumple con múltiples aplicaciones tanto para la

perforación de pozos dirigidos como también para la terminación y reparación de

pozos, además de que inyecta de manera consecutiva los lodos de perforación

mientras la tubería flexible continua perforando.

Este sistema además, nos permite penetrar con tubería continua o barras de

sondeo, es decir, en la primera etapa de perforación nos permite perforar de

manera convencional para después intercambiarlo por la tubería continua.

Ventajas del Coiled Tubing

Operativas

Este sistema logra alcanzar grandes profundidades y tiempos mayores de

operación, ya que permite perforar en continuo.

Elimina tiempos de armado y desarmado de sondeo.

Trabajos sin necesidad de ahogo del pozo, con permanente control de

surgencia.

Reduce los tiempos de subida y bajada de herramienta.

Reduce el ROP al no poder rotar.

Versatilidad para una amplia gama de trabajos.

Permanente desarrollo de nuevas tecnologías (Servicio en plena

expansión).

Posibilidad de realización de soluciones globales (Servicios integrados).

Principalmente utilizado para pozos con gas superficial.

Económicas

Rapidez operativa y de movilización.

Bajo costo de locación.

Medio Ambiente y Seguridad.

Disminución del impacto audio-visual.

Bajo impacto sobre el terreno.

Posibilidad de comando a distancia (Seguridad personal).

Requerimientos

Personal capacitado.

Equipo especial.

Presenta limitaciones en diámetro máximo de agujero y profundidad.

PERFORACIÓN CON TERMINACIÓN TUBINGLESS

Este método es parecido al de un pozo con perforación tradicional o convencional,

debido a que es similar la manera en que se perfora cada uno de los tramos del

pozo, es decir desde el inicio hasta el fondo del pozo se va reduciendo los

diámetros de la tubería, pero con la diferencia de que la tubería de producción

conecta directamente en el yacimiento a explotar, lo cual evita el uso de los

accesorios de terminación del pozo (packers, camisa, válvula subsuperficial, etc.).

Este método puede ser utilizado en campos que cuenten con registros o

información acerca de los topes de formación y el contacto agua-hidrocarburo, es

decir donde haya menos riesgos geológicos (campos de bajo riesgo).

Algunas compañías suelen utilizar este método en pozos exploratorios o

delimitadores, cuando los problemas de corrosión no son tan críticos y cuando en

las cimentaciones primarias existe un alto índice de éxito.

Debido a esto último, es recurren su uso en campos con producción baja o media,

debido a la dificultad que existe en la recompletación y aplicación de métodos de

recuperación secundaria.

Ventajas de la Perforación con Terminación Tubingless

Operativas

Reduce volumen de acero utilizado.

Reduce volumen de lodo necesario.

La limpieza del pozo es más rápida y eficiente; se elimina el uso de

empacadores, equipo de terminación de líneas de acero y fallas mecánicas

asociadas.

Elimina la necesidad de utilizar accesorios de terminación.

Requiere amplio conocimiento geológico del campo.

No exige equipo especial.

Económicas

Reducción de costos por menores volúmenes de lodo, cemento, acero,

barrenas de menor diámetro y del volumen de arena a utilizar en tapones

para aislar intervalos.

Reducción del tiempo necesario para empezar la producción.

Medio ambientales

Reduce volumen de recortes generados.

Reduce el volumen de lodos a tratar.

Requiere de un estricto control de calidad en la cementación primaria y las

reparaciones mayores resultan más complicadas.