Sistemas de Perforación Direccional Rotario

7/24/2019 Sistemas de Perforacin Direccional Rotario

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Ao de la Diversifcacin Productiva y del Fortalecimientode la Educacin

Universidad Nacional de Piura Filial TalaraFacultad de Ingeniera de Minas

Escuela Profesional de Ingeniera de Petrleo

Curso:Ingeniera de Perforacin III

Tema:

Sistema de Perforacin Direccional Rotario

Docente:

Ing. Carlos Ramrez Castaeda

Ciclo:!III Ciclo

Integrantes:

Prado Coronado Crist"ian #uisRi$al%a Saa%edra Mara #izet"!&lez Ramrez 'scar (ndr&sRi%era Ri%era )orel Ronaldo

2!"

Sistemas de Perforacin Direccional Rotario

(Rotary Steerable System)

I. Fundamento Terico:


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#as "erramientas rotati%as direccionales fueron introducidas a la industria del gas * +etrleo en la

d&cada de ,--. E/isten dos ti+os 01sicos2 3em+u$e de 0arrena4 * 3a+unte de 0arrena3. Em+u$e de

0arrena se refiere a e$ercer una fuerza lateral so0re la 0arrena2 im+lica do0lar el monta$e +ara 5ue

la 0arrena se a+unte "acia la direccin deseada durante la +erforacin. (+unte de 0arrena es

generalmente reconocido como el me$or2 lo 5ue resulta con un agu$ero m1s esta0le2 de me$or

calidad * con una ma*or ca+acidad de +ata de +erro

El desarrollo de esta "erramienta fue im+ulsado +or la ingeniera * las %enta$as econmicas 5ue se

+odra o0tener +or dirigir el +ozo mientras se "ace girar continuamente la sarta de +erforacin. #a

demanda de los clientes se de0i a la necesidad de +rofundizar cada %ez m1s difciles +erfiles as2

algunos de los cuales no seran +osi0les con los sistemas de direccin con%encionales.

El sistema de re%olucin es el +rimero de 6 7 +ulgadas2 el sistema rotati%o direccional utiliza la

tecnologa de +erforacin de a+unte de 0arrena +ara me$orar la calidad del +ozo * de la %ida de este.

Este sistema utiliza un esta0ilizador inteligente cerca de la 0arrena +ara orientar el e$e de 0arrena2 conel e$e del agu$ero deseado.

#a e/+eriencia * las +rue0as "an demostrado 5ue colocar este esta0ilizador inteligente cerca de la

0arrena2 nos genera +ozos lim+ios esto +roducido +or el corte de la 0arrena. Este sim+le diseo

com+acto "ace 5ue sea fia0le2 renta0le * f1cil de am+liar a tamaos m1s grandes de la "erramienta.

8na camisa e/terior no giratoria se utiliza con le%as de anti9rotacin +ara restringir su rotacin con la

columna de +erforacin. 8n e$e de accionamiento central se incor+ora +ara transmitir el mo%imiento a

tra%&s de la "erramienta +ara la 0arrena. #a rotacin relati%a entre el centro del e$e * la rotacin de la

camisa e/terior no giratoria acciona una 0om0a "idr1ulica. Esta 0om0a genera la fuerza motriz


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necesaria +ara com+ensar e/c&ntricamente el e$e de accionamiento dentro de la camisa e/terior no

giratoria.

Cuando se re5uieren cam0ios en la direccin del +ozo se accionan +istones "idr1ulicos +ara des%iar

el e$e de la lnea central de la camisa e/terior esta0ilizada. Esta des%iacin del e$e o0liga a la 0arrena

a+untar en la direccin o+uesta.

Esta "erramienta consta de electrnica de control de na%egacin2 es decir2 dirigen el sistema"idr1ulico interno a tra%&s de un solenoide de accionamiento el&ctrico. El solenoide se energiza +or

+istones +ara el control de cara de la "erramienta * la defle/in. Si la camisa e/terior no giratoria

comienza a rodar2 la electrnica redirige el sistema "idr1ulico +ara mantener la cara de la "erramienta

corres+ondiente * realizar a$ustes de defle/in. #a alimentacin +ara la electrnica de control se

realiza a tra%&s de una 0atera de litio interna.

#os +erforadores detectaron claramente el +otencial +ara 5ue una "erramienta de +erforacin

direccional2 de rotacin continua2 eliminara la +erforacin +or deslizamiento2 me$orara la lim+ieza del

+ozo2 aumentara la %elocidad de +enetracin R'P; * redu$era el riesgo de a+risionamiento +or

diferencial2 como +arte de una am+lia gama de 0eneficios adicionales. Por e$em+lo2 a"ora es +osi0le

utilizar un tre+ano 0ic&ntrico o ensanc"adores conc&ntricos +ara ensanc"ar los +ozos durante la

+erforacin con un sistema rotati%o direccional2 a"orrando el tiem+o del e5ui+o de +erforacin +or las

o+eraciones de +erforacin * ensanc"ado del "ueco lle%a0as a aca0o en forma se+arada.

Estos sistemas utilizan los elementos internos de la "erramienta2 en %ez de los elementos e/ternos

+ara referenciar su +osicin dentro del +ozo * +reser%ar as la calidad del mismo. En efecto2 los

sistemas m1s a%anzados sim+lemente a+lican una fuerza lateral consistente2 en forma similar a los

esta0ilizadores tradicionales 5ue rotan con la columna de +erforacin orientando el tre+ano en ladireccin deseada.

Esta


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III. Princi!ales "entajas

Se tiene una me$or transferencia de +eso al

tre+ano2 lo 5ue aumenta la %elocidad de +enetracin.

Me$ora la lim+ieza del +ozo +or5ue mantiene en ma*or mo%imiento el fluido * los recortes de

+erforacin2 +ermitiendo 5ue flu*an fuera del +ozo en %ez de acumularse formando un colc"n

de recortes2 lo cual +uede lle%ar a un a+risionamiento mec1nico.

Ba* menos +osi0ilidades de 5ue la sarta de +erforacin se atas5ue2 si se mue%e la ma*or +arte

del tiem+o.

Reduce el riesgo +or a+risionamiento diferencial *a 5ue la columna de +erforacin se mantiene

en continuo mo%imiento.

Me$ora el control direccional en tres dimensiones.

Me$ora la coleccin de datos con los registros el&ctricos de0ido a una me$or calidad de +ozo.

Incrementar * me$orar la calidad de los datos #D de0ido a la rotacin continua

Reduce el riesgo en las 0a$adas de re%estimiento al no tener microdoglegs4?micro5uie0res

asociados.

Eliminar el tiem+o dedicado a la alineacin de cara de la "erramienta2 la "erramienta rotati%a

direccional se controla autom1ticamente.

o deslizar reduce el riesgo de tu0era do0lada.

Reduce tor5ue * arrastre de0ido a una cur%atura de +ozo m1s uniforme

E%aluacin de la formacin me$orada +or el contacto de los +ads de "erramientas ireline.

Esta am+lia %ariedad de %enta$as "a con%ertido los sistemas rotati%os direccionales en una +arte

esencial de muc"os +rogramas de +erforacin.


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I". Tecnolo#$as de Perforacin Direccional Rotatia:

Pus" Gt"e9 Hit: 8tiliza el +rinci+io de la Fza lateral 2 resultado de la fuerza %ectorial originado

+or la accin "idr1ulica de em+u$e de los +ads so0re las +aredes del +ozo2 como resultado

una fuerza de em+u$e 5ue des%a la 0roca

Point9 t"e9 Hit: 8tiliza el +rinci+io de orientacin de la 0roca2 introduce una com+ensacin a la

tra*ectoria de la 0roca mediante un mecanismo "idr1ulicoelectrnico 5ue tra0a$a como +%ot.

El e$e de rotacin es deflectado en el centro entre los dos roda$es Puntos de a+o*o; mediante

le%as duales e/c&ntricos2 como resultado des%a la 0roca en la direccin o+uesta

8n as+ecto cla%e de esta "erramienta es la rotacin continua del sistema direccional com+leto a la

misma %elocidad del tre+ano. Para me$orar la orientacin "acia un o0$eti%o es+ecfico se cuenta con

una res+uesta inmediata de la "erramienta a las rdenes im+artidas desde la su+erficie +or el

o+erador +or cam0ios de +resin de 0om0as;. #os medidores de la inclinacin * direccin cerca de

la 0roca dan cuenta de la eficacia de las rdenes relacionadas con la orientacin2 me$orando m1s aun

el control direccional.


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". %edicin durante la !erforacin (%&D).

De0ido al desarrollo de la tecnologa de telemetra2 actualmente e/isten maneras de medir la

direccin2 inclinacin * cara de la "erramienta2 como es los magnetmetros2 acelermetros.

#a energa se +ro+orciona +or 0ateras2 ca0le conductor o +or un generador accionado +or el fluido de+erforacin. Si la "erramienta de medicin es colocada en el a+are$o de fondo2 cerca de la 0arrena2 *

las mediciones se toman durante la +erforacin2 a &sta "erramienta se le denomina MD

Measurement "ile Drilling;.

#as "erramientas MD Measurement "ile Drilling;2 Medicin Mientras se Perfora2 se utilizan

+ara o0tener informacin del +ozo en tiem+o real2 tal como la inclinacin2 rum0o2 tem+eratura del

lodo * orientacin de la cara de "erramienta del motor de fondo;. Por ser una "erramienta

magn&tica2 se de0e alo$ar dentro de un drill collar antimagn&tico. Se com+one de mdulos

mec1nicos * electrnicos * normalmente se sit


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( diferencia de las "erramientas MD2 las cuales toman registros de Direccin e Inclinacin2 las #D

se encargan de medir las +ro+iedades +etro9fsicas E$em+lo: Saturacin de "idrocar0uros2 #itologa2

etc.; de la formacin u0icada alrededor del +ozo 5ue se est1 +erforando.

#as com+aas o+eradoras utilizan las "erramientas #D +ara e%aluar el %alor de +roduccin de sus

reser%orios durante * des+u&s de la +erforacin. Es sumamente im+ortante 5ue la informacin

reco+ilada sea +recisa * de calidad.

#a informacin reco+ilada +or las "erramientas #D es traducida en un registro #D. Esta

re+resentacin grafica muestra las +ro+iedades de la formacin 5ue "an sido medidas en relacin con

la +rofundidad corres+ondiente.

Cuando se utilizan %arios ti+os de registros #D en un an1lisis2 esto se conoce como Inter+retacin

de registro. De la Inter+retacin de Registros se +uede o0tener informacin rele%ante * com+leta de

la formacin fcomo +or e$em+lo: Saturacin de Bidrocar0uro.

"I.. *lasificacin de las +erramientas &D.

De+endiendo del ti+o de mediciones 5ue se realicen +odemos clasificar los ser%icios #D 01sicos de

la siguiente manera:

Berramientas 5ue miden Ra*os Lammas aturales.Berramientas 5ue miden Resisti%idad de la formacin.Berramientas 5ue miden Porosidad * Densidad de formacin.

En la actualidad e/isten "erramientas 5ue +ro+orcionan una com0inacin de %arias mediciones.

a) Rayos Gamma Naturales.

Este ti+o de ser%icio se encarga de medir la cantidad de Ra*os Lamma naturales 5ue tiene la

formacin. Ciertas formaciones +oseen esta caracterstica2 la cual indica la com+osicin o el ti+o de

roca de la formacin.

#os registros de Ra*os Lamma: son utilizados +ara localizar arenas2 5ue generalmente son

+otencialmente +roducti%as o 5ue +oseen *acimientos +etroleros.

b) Registros de Resistividad.

#as "erramientas 5ue toman registro de Resisti%idad miden el grado en el cual la formacin se o+one

al +aso de flu$o de corriente el&ctrica. Como 0ien se sa0e el agua es conducti%a * el +etrleo resisti%o.

#os registros indican si el fluido en la arena es +etrleo o agua. Este ti+o de registros tam0i&n es


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#a +roducti%idad de un reser%orio de+ende en gran medida del +orcenta$e de saturacin de

"idrocar0uro en los es+acios +orosos. Es im+ortante diferenciar si esos es+acios +orosos est1n

ocu+ados +or +etrleo o agua.

"I.,. *aracter$sticas de las +erramientas &D.

Toda "erramienta #D de0e ser +rograma antes del inicio de la +erforacin. Esta +rogramacin se

de0e conser%ar en el +rograma 5ue controla las com+utadoras de su+erficie. De esta manera el

+rograma de su+erficie +uede sa0er 5ue informacin reci0e * en 5ue inter%alo de tiem+o.

#as "erramientas #D utilizan 0ateras 5ue se encargan de +ro+orcionar el +oder re5uerido +ara

tomar las mediciones. #a informacin recolectada +uede ser en%iada a su+erficie %a MD en Tiem+o

Real * tam0i&n se +uede o0tener el Registro de Memoria. Este


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"I.-. Producto final del &D.

El +roducto final de un #D es un Registro2 el cual es +ersonalizado de+endiendo de:

#as %aria0les medidas durante la +erforacin.

#a escala con%eniente de acuerdo a los rangos +redeterminados de+endiendo del Cam+o

donde se +erfora.

#os Registros +uede ser en Tiem+o Real * Registros de Memoria.

"I.. "entajas del uso del &D.

Dis+oni0ilidad de datos de formacin en Tiem+o Real.

Permite tomar decisiones cruciales durante la +erforacin.

#D forma +arte de la sarta de +erforacin2 tiem+o e/tra consumido se reduce de forma

considera0le.

El contacto con el "o*o +erforado es iniguala0le.

Menor tiem+o de e/+osicin de las "erramientas detr1s de la +erforacin

Menor +ro0a0ilidad de efectos de in%asin de la formacin 5ue afecten la informacin

reco+ilada.

"I./. Factores 0ue afectan la medicin del &D.

Tiem+o +rolongado de e/+osicin en el "o*o +uede ocasionar Efectos de In%asin * +or lo tanto

alteraciones en la medicin.

Formaciones con +ermea0ilidad alta tam0i&n +ueden %erse afectadas +or in%asin * +or lo

tanto +ro%ocar alteraciones en la medicin.


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Ciertos aditi%os en el lodo de +erforacin +ueden ocasionar lecturas errneas de las

"erramientas #D E$em+lo: Harita;.

Mal em+leo de las "erramientas +uede ocasionar fallas en los sensores * dis+ositi%os

destinados a la medicin.

#a transmisin en Tiem+o Real se +uede %er afectada +or falta de comunicacin con la

"erramienta MD Encargada de la transmisin a su+erficie;. Sin em0argo2 en este caso la

informacin de memoria a


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sesgada2 u0icada directamente detr1s de la mec"a2 a+lica una fuerza so0re ella en una direccin

controlada mientras toda la columna gira. #a unidad de control2 5ue se encuentra detr1s de la unidad

sesgada2 contiene dis+ositi%os electrnicos2 sensores2 * un mecanismo de control 5ue +ro+orcionan la

magnitud * la direccin +romedio de las cargas del lado de la mec"a2 necesarias +ara alcanzar la

tra*ectoria deseada.

#a unidad sesgada tiene tres +atines e/ternos articulados2 5ue son acti%ados +or el flu$o de lodo

controlado a tra%&s de una %1l%ula. #a %1l%ula utiliza la diferencia de +resin de lodo e/istente entre el

interior * el e/terior de la unidad sesgada.

#a "erramienta de +erforacin dirigi0le Poer Dri%e tiene una gran %ersatilidad2 *a 5ue no solo +ermite

+erforar rotando2 donde el +erforador tiene la decisin de o+erar con la sarta +erforando * deslizando

en el +orcenta$e 5ue crea con%eniente.

"II.,. 3!licaciones de la +erramienta Direccional.

En los sistemas rotati%os direccionales la %ariedad de mec"as 5ue se +ueden utilizar es ma*or 5ue en

el caso de los motores direccionales2 +uesto 5ue el control de la orientacin de la "erramienta es

suficiente a


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"II.-. Re0uerimientos esenciales !ara el uso de Po2er Drie.

a = li0ras de cada de +resin en la 0arrena.

Eleccin de la 0arrena a+ro+iada +ara la a+licacin correcta.

#odo lim+io.

Monitoreo constante de %i0raciones * gol+es durante la +erforacin.

Inter%encin inmediata en caso de %i0raciones * gol+es %ariando los +ar1metros de

+erforacin.

Hom0as en +timas condiciones

"III. *onclusiones:

Q Finalmente2 +odemos concluir 5ue &ste sistema de Perforacin 0asado en los +rinci+ios de

fullcrum2 esta0ilizacin * +&ndulo2 da como resultado una me$or construccin * terminacin de

+ozos direccionales2 reduciendo as riesgos de +ega de tu0era2 de atascamiento de 0roca2 etc.

Q (dem1s2 la sarta na%ega0le rotaria es ca+az de conectar +ozos se+arados +or fallas2

anticlinales2 etc. De &sta manera se logra reducir costos en grandes +ro*ectos direccionales.

I4. 5iblio#raf$a:

8ni%ersidad !eracruzana? '+timizacin de tiem+os en la +erforacin direccional.

Diseo de la Perforacin de Pozos? Tomo =?

T&cnicas Es+eciales de la Perforacin? Tomo -?

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