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  • 7/26/2019 TOPICO direccional

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    ------------------------------------Ing. Daniel Tapia

    DIRECTOR DEL TOPICO

    ---------------------------------- ------------------------------Ing. Edison Navarrete Ing. Heinz TernMIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL

    ------------------------------- -------------------------------Ing. Ricardo Gallegos Ing. Miguel A. C vezDECANO FACULTAD ICT SUBDECANO FACULTAD ICT

    !

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    AGRADECIMIENTO

    Hago p"#lico $i agradeci$iento a la ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA

    DEL LITORAL% por&ue gracias a esta instituci'n e logrado o#tener el T(tulo

    &ue e deseado% ) en especial a la *acultad de Ingenier(a en Ciencias de la

    Tierra% por los coci$ientos &ue $e inculcaron% &ue a la postre +ueron la #ase

    para el desarrollo ) conclusi'n de $i carrera.

    Al Ing.DANIEL TAPIA F.% Director del T'pico% por su a)uda ) cola#oraci'n en

    la ela#oraci'n de este tra#a,o.

    A $is er$anas &ue con su apo)o incondicional% pude cul$inar $is estudios.

    A $is co$pa eros de estudio% +a$iliares ) todas las personas &ue estuvieron

    sie$pre cerca de $( ) prestos a)udar$e.

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    DEDICATORIA

    A $i $adre adorada CLARA CARDOZO% a &uien de#o en di$ensiones &ue

    no se puede esta#lecer% el a#er ter$inado con /0ito $is estudios

    universitarios% por su orientaci'n per$anente ) sus ($pro#os es+uerzos.

    1/ &ue ,a$s le pagar/ sus desvelos% sus pala#ras esti$ulantes ) apo)o%

    pero &uizs en algo reco$pensar seguir el recto ca$ino &ue ella $e trazara

    desde $is a os de in+ancia.

    Gracias Madre

    2

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    DECLARACIN EXPRESA

    34a responsa#ilidad por lo ec os% ideas ) doctrinas e0puestos en este

    tra#a,o% $e corresponden e0clusiva$ente% ) el patri$onio intelectual del

    $is$o a la ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL5.

    6Regla$ento de E0$enes ) T(tulos pro+esionales de la E17849.

    ---------------------------------------------------:;CT8R MIG

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    RESUMEN

    ?asndo$e de investigaciones ) en las e0periencias de ca$po &ue se ano#tenido en los "lti$os a os% se a logrado sintetizar en este tra#a,o lo $si$portante en lo &ue concierne a los pozos orizontales% sus principios% los+luidos utilizados en la per+oraci'n ) las aplicaciones en nuestro 7a(s.

    Este tra#a,o est dividido en tres cap(tulos +unda$entales% el pri$er cap(tuloace una introducci'n #sica a los principios &ue rigen la per+oraci'norizontal% aplicaciones ) costos.

    El segundo cap(tulo ace un anlisis $s $inucioso% detallando c'$o sede#e seleccionar los +luidos de per+oraci'n para pozos orizontales% ade$sda ciertas reco$endaciones para opti$izar la selecci'n del +luido deper+oraci'n ) las t/cnicas de per+oraci'n.

    El "lti$o cap(tulo nos $uestra las perspectivas de la per+oraci'n orizontalen el 7a(s ) sus pri$eras aplicaciones en el 8riente Ecuatoriano.

    Este tra#a,o est ta$#i/n co$ple$entado con +iguras ) ap/ndices &ueservirn para tener una ideas $s clara ) concisa de lo &ue o) es la t/cnica$s especializada de la industria del petr'leo.

    @

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    INDICE GENERAL

    7AG1.

    RE1

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    CA7IT

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    INDICE DE ABREVIATURAS

    ?HA Ensa$#la,e de +ondo de pozo

    cp Centipoise

    D Densidad

    di Di$etro interno

    Espesor de pago de la +or$aci'n

    J ;ndice de consistencia

    7er$ea#ilidad orizontal

    v 7er$ea#ilidad vertical

    l 4itro

    l# 4i#ras

    $g Miligra$o

    $in Minuto

    MKD Medidor durante la per+oraci'n

    nJ Co$porta$iento de +lu,o

    NRe N"$ero de Re)nolds

    L 7orosidad

    7DM Motor de desplaza$iento positivo

    7H 7ozo orizontal

    7r 7resi'n del )aci$iento

    psi 4i#ras por pulgada cuadrada

    1r :elocidad de corte

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    1s Es+uerzo de corte

    : :elocidad:A :iscosidad aparente

    :c :elocidad cr(tica

    :p :iscosidad plstica

    p 7unto cedente

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    NDICE DE FIGURAS

    No. TITa RADI8 DE DRENA E 78=8 H8RI=8NTA4

    ># C8NI*ICACIBN DE

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    INTRODUCCIN

    El o#,etivo de este tra#a,o es el de proporcionar una idea clara% +cil )

    ordenada del procedi$iento a seguir para seleccionar el +luido de per+oraci'n

    a ser utilizado en la per+oraci'n orizontal.

    Ade$s% nos introduce en una nueva rea en la industria del petr'leo% co$o

    es la per+oraci'n orizontal% &ue en la "lti$a d/cada a tenido un desarrollo

    e0traordinario ) con resultados sorprendentes.

    Es entonces esta t/cnica% una nueva +or$a de desarrollar los ca$pos

    petroleros% ade$s las aplicaciones de la per+oraci'n orizontal son cada vez

    $a)ores.

    A ora la per+oraci'n orizontal se est realizando por pri$era vez en el

    Ecuador% en el 8riente% ) se espera el /0ito deseado para &ue esta t/cnicasea desarrollada co$pleta$ente.

    De a ( la i$portancia de acer la selecci'n apropiada de los lodos de

    per+oraci'n para pozos orizontales% sa#iendo &ue /ste es un aspecto

    +unda$ental en el /0ito o +racaso de una per+oraci'n.

    !!

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    CAPITULO I

    FUNDAMENTOS BSICOS DE LOS POZOS HORIZONTALES

    1.1 DEFINICIN.-

    7or pozos orizontales% se entiende a&uellos en el &ue una porci'n de

    /stos atraviesan el )aci$iento en +or$a orizontal 6*ig. O !9.

    1.2 HISTORIA DE LA PEROFRACIN DE POZOS HORIZONTALES.-

    4a idea de poder per+orar orizontal$ente no es nueva. Esteconcepto +ue investigado por Cross ) =u#lin en los a os ! 2 ) lainvestigaci'n continu' asta la d/cada de los @ por Rane)% East$an) =u#lin.

    En los a os ! @ en Rusia se e0peri$enta#an los pri$erospozos orizontales% se per+oraron >2 pozos con un considera#lees+uerzo% conclu)endo &ue este tipo de per+oraci'n necesita unat/cnica avanzada% por lo tanto +ueron econ'$ica$entedes+avora#les% co$o resultado% el $/todo +ue a#andonado.

    En la $itad de la d/cada de los otros pozos orizontales+ueron per+orados por los rusos. 4os c inos per+oraron pozos

    orizontales en la $is$a d/cada.

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    A +inales de los F ) co$ienzos de los % algunos intentos +ueron

    ec os en Canad con resultados #uenos. A partir de la d/cada de

    los oc enta +ue el per(odo en &ue u#o las pri$eras de$ostraciones

    de la capacidad de estos pozos para ciertos )aci$ientos.

    Hasta el $o$ento se an per+orado o $s de un centenar de pozos

    en todo el $undo con un /0ito sorprendente% a ora se cuenta conuna tecnolog(a ) estudios avanzados so#re esta t/cnica.

    El pri$er pozo en 4atinoa$/rica +ue per+orado a +inales de ! en

    Argentina con /0ito. A estos le continuaron los per+orados en

    :enezuela 6Maracai#o9 ta$#i/n con resultado #uenos.

    1.3 TIPOS DE POZOS HORIZONTALES.-

    Ha) > categor(as di+erentes de pozos orizontales &ue estn

    clasi+icados en #ase a la tasa de desviaci'n% radio de curvatura )

    secci'n orizontal 6*ig. O 9.

    78=81 DE RADI8

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    78=81 DE RADI8 C8RT8

    E&uipo especializado es utilizado para este tipo de pozos. 4a

    penetraci'n orizontal es de 2 a F +t.% dependiendo de la

    +or$aci'n. 1u tasa de desv(o es de !.@P a 2.@P por pie% con un

    radio de a > pies.

    78=81 DE RADI8 MEDI8

    1e usan t/cnicas derivadas de la tecnolog(a del ca$po tradicional.

    Estos pozos se pueden per+orar con tasas de desv(o de P a P por

    cada ! pies. Con un radio de ! @ a F pies ) una secci'n

    orizontal de !@ -2 pies% dependiendo de la +or$aci'n.

    78=81 DE RADI8 4ARG8

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    4os pozos de radio largo son per+orados especial$ente costa +uera

    donde no e0isten li$itaciones de espacio entre los l($ites de laconcesi'n o donde el o#,etivo del pro)ecto es un )aci$iento e0tenso.

    1. !ACIMIENTOS BENEFICIADOS POR UN POZO HORIZONTAL.-

    4os investigadores an seleccionado par$etros t(picos de un)aci$iento &ue se ver(a #ene+iciado por un pozo orizontal

    7er$ea#ilidad vertical ) orizontal. v !

    7resi'n inicial del )aci$iento 7r @ psi

    Srea de drena,e > acres.

    Espesor de pago $enores @ pies. 6 @ pies9.

    7orosidad alrededor 6L 9.

    Algunos tipos de +or$aciones se ven #ene+iciados con el desarrollo deestas t/cnicas% /stas son +or$aciones de poco espesor% con +racturasnaturales% #a,a per$ea#ilidad% +or$aciones con capa gas o e$pu,ede +ondo idrulico% +or$aciones estrati+icadas ) +or$acionesparcial$ente depletadas.

    Es necesario para ciertos )aci$ientos &ue la per$ea#ilidad

    vertical sea su+iciente para &ue a)a +lu,o. 1e a de$ostrado vQ . @ #ene+icioso 6 os i% ! 9.

    1." OB#ETIVO DE PERFORAR UN POZO HORIZONTAL.-

    !@

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    Au$entar la productividad% &ue co$o se a de$ostrado es de a @

    veces $a)or &ue la de un pozo vertical.

    Incre$entar la producci'n de petr'leo% es decir% au$entar el +actor de

    reco#ro de un )aci$iento% co$parado con un )aci$iento e0plotado

    por pozos verticales.

    1.$ APLICACIONES DE LOS POZOS HORIZONTALES.-

    En el desarrollo de ca$pos petroleros% la per+oraci'n orizontal tiene

    $uc as aplicaciones &ue an logrado resolver $uc os pro#le$as.

    Entre ellos se tiene

    - I$pide la intrusi'n de conos de agua )Qo gas. *ig. >#.

    - Intersectar la $a)or cantidad de +racturas verticales.

    - aci$ientos +allados.

    - Intersectar cuerpos de arenas 6olistolitos9.

    - aci$ientos de poco espesor.

    - aci$ientos de crudo pesado.

    - Do$os de sal.

    - Me,ora la geo$etr(a para la e0plotaci'n de un )aci$iento. *ig.

    >a.

    - 7er+orar en lugares inaccesi#les.

    - Apagar pozos incendiados 6:er *ig. O 29.

    !

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    1.% HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACINHORIZONTAL.-

    7ara la per+oraci'n de pozos orizontales% la t/cnica de

    per+oraci'n ) la tecnolog(a cada vez se la opti$iza. Cuando se per+ora

    un pozo orizontal se de#e contar con las erra$ientas necesarias

    para lograr el /0ito deseado. 7ara esto se de#e contar con una torre

    tipo 3Top Drive5% es decirU &ue per$ite per+orar tra$os de pies%

    ade$s rotar ) circular cuando se est sacando tu#er(a% esto se

    conoce co$o repaso inverso.

    Aparte se de#e contar con un ensa$#la,e de +ondo de pozo

    6?HA9% seg"n la direcci'n ) ngulo de la per+oraci'n. *ig. @#.

    El con,unto de +ondo de pozo general$ente consta de la #roca de

    dia$ante% $otor de desplaza$iento positivo 7DM de lodo%

    a$ortiguador orientador% collares no $agn/ticos% esta#ilizadores% )una erra$ienta i$portante co$o el MKD $edidor durante la

    per+oraci'n% &ue proporciona datos co$o direcci'n% registros

    el/ctricos tales co$o Ga$$a Ra)% Resistivos ) otros. Ta$#i/n se

    utiliza tu#er(a de per+oraci'n &ue aun&ue no es parte del con,unto de

    +ondo de pozo% es de gran i$portancia.

    !F

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    Esta tu#er(a de per+oraci'n puede ser de tipo articulado. *ig. @a.

    1.& COSTOS DE UNA PERFORACIN HORIZONTAL.-

    8#via$ente &ue los costos de un pozo orizontal son $u) altos% en

    co$paraci'n con los de un pozo vertical. Esto se de#e a algunos

    +actores.

    4a longitud per+orada es $a)or &ue la de un pozo vertical. Esto se

    de#e a &ue el pozo es desviado entonces la longitud per+orada es

    di+erente a la pro+undidad vertical verdadera ) ade$s la secci'n

    orizontal puede alcanzar cientos de pies% inclusive $iles.

    8tro +actor es el al&uiler de e&uipos especializados co$o Top Drive%

    erra$ienta MKD% tur#inas en algunos casos% tu#er(a de

    per+oraci'n especializada% servicio ) erra$ientas direccionales%

    +luidos de per+oraci'n especiales.

    otro +actor i$portante es el personal especializado &ue se

    contrata para este tipo de t/cnica% lo cual i$plica $a)or costo en

    cuanto a sueldo.

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    CAPITULO II

    FLUIDOS DE PERFORACIN UTILIZADO EN POZOS HORIZONTALES '1(

    2.1 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS.-

    4os +luidos se clasi+ican en NeVtonianos ) no NeVtonianos. 4os

    pri$eros presentan una proporcionalidad directa ) constante entre

    velocidad de corte ) es+uerzo de corte durante el +lu,o de un r/gi$en

    la$inar. 4a viscosidad es independiente de la velocidad de corte

    6a te$peratura ) presi'n constante9 ) co$ienza a +luir in$ediata$ente

    de aplicada una +uerza.

    Cuando esa presi'n de,a de e,ercerse% el +luido retorna a su

    estado inicial.

    RE848GIA.- No es $s &ue la parte de la *(sica &ue estudia la

    viscosidad% plasticidad% elasticidad ) +lu,o de +luidos.

    4os no NeVtonianos tienen un co$porta$iento di+erente 6lec adas%

    +luidos de per+oraci'n% etc.9. 1on reol'gica$ente co$ple,os ) se

    los designa general$ente co$o plsticos de ?ing a$ o +luidos

    37oVer 4aV5. No presentan una directa proporcionalidad entre +uerza

    ) +lu,o% a presi'n ) te$peratura constantes. Algunos no co$ienzas a

    @

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    $overse in$ediata$ente de aplicada la +uerza pero cu$plen con las

    distintas etapas de +lu,o tap'n% la$inar% tur#ulento.

    Algunos +luidos no NeVtonianos cuando estn en condici'n

    esttica son ti0otr'picos o sea &ue tienen una estructura r(gida o

    se$i-r(gida% &ue se ro$pe por es+uerzos de corte o por ondas

    sonoras.

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    4a velocidad de corte est en +unci'n de las revoluciones por $inuto )

    de las di$ensiones del rotor ) cilindro interior. 7ara el instru$ento1tandard es

    1r !.F r.p.$.

    4os dos t/r$inos utilizados para clasi+icar el +luido son la

    3viscosidad plstica5 ) el 3)ield point5 6punto de +luencia9. 4a

    viscosidad plstica se e0presa co$o la inclinaci'n de la l(nea rectae0trapolada ) el punto de +luencia es la intersecci'n de esta l(nea

    recta con el e,e de los es+uerzos de corte 6*ig. O 9. El *ANN a sido

    dise ado para deter$inar +cil$ente los par$etros indicados

    :iscosidad plstica :p 64ectura - 4ectura 2 9 r.p.$.

    7unto de *luencia p 4ectura a 2 r.p.$. W :p4a ecuaci'n #sica para este Modelo es

    1s p X . @@@ 0 !@ 6:p9 61r9

    Donde

    1s Es+uerzo de corte% l#Qpie2.

    p 7unto de +luencia% l#Qpie2.

    :p :iscosidad plstica% cp.

    1r :elocidad de corte% +tQseg.

    F

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    Con estos par$etros se puede deter$inar por $edio de gr+icos los

    valores de nJ% &ue es el (ndice de co$porta$iento de +lu,o ) el valor deJ &ue se le conoce co$o (ndice de consistencia.

    4og! 61s9 4og! J X nJ 4og! 61r9

    Esta ecuaci'n es e0presada de esta $anera )a &ue el gr+ico

    logar(t$ico es un l(nea recta ) puede o#tener directa$ente los valoresde nJ ) J. 6:er *ig O F9.

    7ara +luidos cu)o co$porta$iento no depende del tie$po se los

    deno$ina no-ti0otr'picos.

    7ara deter$inar el r/gi$en de +lu,o del +luido se lo ace con la a)uda

    del n"$ero de Re)nolds.

    1i estos dos (ndices se conocen% pode$os deter$inar el n"$ero de

    Re)nolds ) la velocidad cr(tica% es decir% la velocidad a la cual el

    +lu,o se vuelve tur#ulento 6NRe ! 9.

    NRe !. : 6 W nJ9D J 6 Q di9nJ

    :c !.! J 6 Q di9nJ Y - nJ D

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    NRe N"$ero de Re)nolds

    : :elocidad 6pies Q seg9

    D Densidad 6l# Q gal'n9

    :c :elocidad cr(tica 6pies Q seg9

    di Di$etro interno 6pulgadas9

    2.3 APLICACIN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIN EN POZOSHORIZONTALES.-

    4a investigaci'n de $/todos para predecir las propiedades del +luido

    en el espacio anular contin"a ) especial$ente en lo &ue concierne

    al transporte de recortes.

    7ara acer un anlisis de opti$izaci'n ) selecci'n del +luido de

    per+oraci'n analizare$os en tres secciones el siguiente estudio

    !9 8#,etivos &ue se de#e cu$plir al seleccionar +luido de per+oraci'n.

    9 1eleccionar el tipo de +luido de per+oraci'n.

    29 8pti$izaci'n del +luido de per+oraci'n ) de las t/cnicas de

    per+oraci'n.

    4a selecci'n del lodo de per+oraci'n de#e ser cuidadosa$ente

    considerado en la plani+icaci'n )a &ue los pro#le$as &ue se pueden

    presentar en la per+oraci'n pueden estar directa$ente asociados al

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    tipo de lodo ) entre los pro#le$as &ue pode$os encontrar son $ala

    li$pieza del ueco% tor&ue alto% arrastre en los via,es% tu#er(aaprisionada% inesta#ilidad del ueco% da o en la +or$aci'n%

    ce$entaci'n de+iciente% inco$pati#ilidad de +luidos. 7or lo tanto el

    +luido de#e evitar todos estos pro#le$as.

    4os lodos $s utilizados son los #ase aceite% aun&ue la restricci'n

    $s +uerte es la a$#iental% de#ido al i$pacto ecol'gico &ue causa%

    pero a"n as( son los $s utilizados. 4os lodos #ase agua son

    ta$#i/n utilizados pero con aditivos para au$entar las

    propiedades. Aditivos co$o lu#ricantes% diesel% as+altos% pol($eros%

    etc.

    4as propiedades $s i$portantes &ue de#e cu$plir el +luido es el

    acarrea$iento de s'lidos seg"n la inclinaci'n% considerando la

    velocidad del +luido% reolog(a% ti0otrop(a% densidad. Cuando tene$os

    inclinaciones entre @ ) se de#e au$entar la densidad del lodo%

    $ane,ar la ti0otrop(a% la viscosidad aparente ) la relaci'n punto

    cedente a la viscosidad plstica 6 pQ:p9.

    .2.! 8#,etivos &ue de#en cu$plir para seleccionar un +luido deper+oraci'n.

    7ara relacionar el +luido es necesario deter$inar los o#,etivos &ue se

    desean alcanzar ) estos son

    2

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    A9 E1TA?I4IDAD DE4 H

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    *or$aci'n con presiones e0cesivas

    1e de#e $antener una densidad su+iciente para $antener la

    esta#ilidad del ueco ) poder controlar presiones &ue se presenten%

    pero esta densidad no de#e causar el +ractura$iento de las

    +or$aciones.

    *or$aciones *racturadas

    4as +or$aciones plsticas 6lutitas9 so$etidas a es+uerzos estructurales

    ) &ue son atravesadas% li#erarn +uerzas acu$uladas co$o 3es+uerzo

    residual5 causando pro#le$as de esta#ilidad.

    ?9 4IM7IE=A DE4 H

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    7ara esto el +luido de#e tener la capacidad de acarrear s'lidos para

    &ue no se produzca e$paca$iento del anular% p/rdida de circulaci'n )aprisiona$iento de tu#er(a.

    Esta capacidad de li$pieza dis$inu)e de#ido a &ue

    4a +uerza de levante vertical dis$inu)e con la inclinaci'n% la velocidad

    de asenta$iento de los recortes au$enta con la inclinaci'n con la

    a)uda de la +uerza de gravedad% las velocidades anulares son

    insu+icientes% de$asiada cantidad de recorte por las altas tasas de

    penetraci'n% ) di$etros grandes de ueco% la e0centricidad entre la

    tu#er(a ) el ueco ) por esto se +or$a la lla$ada 3ca$a de recortes5.

    6*ig. O 9.

    Desde el punto de vista de li$pieza del ueco los pode$os dividir en

    tres $aneras $enor a >@P% entre >@P ) P ) $a)or a P. 4a

    in+luencia de la inclinaci'n se ace evidente )a a los ! P ) la parte $s

    cr(tica% es cuando se tiene inclinaci'n entre @ P ) P. En pozos cercaa la vertical% la li$pieza se ace en +lu,o la$inar ) a,ustando el punto

    cedente% en los de ngulo elevado u orizontales es di+erente% a&u(

    ,uega un papel i$portante el tipo de +lu,o% geles% viscosidades )

    densidades.

    22

  • 7/26/2019 TOPICO direccional

    34/64

    4o $s reco$endado para una #uena li$pieza es +luido en +lu,o

    tur#ulento e0cepto para ueco cercanos a la vertical% aun&ue este +lu,oes di+(cil o#tener cuando se tiene di$etros grandes ) ade$s causa

    erosi'n del ueco. 4a densidad del lodo en estos casos a)uda para la

    re$oci'n de recortes% aun&ue ace dis$inuir la tasa de penetraci'n%

    au$enta presi'n de circulaci'n ) puede ocurrir la p/rdida de

    circulaci'n.

    En los casos )a reales se reco$ienda para la li$pieza de los

    di+erentes tipos de uecos

    - 7ara uecos de inclinaci'n $enor a >@P se

    reco$ienda +lu,o la$inar ) au$ento de la raz'n pQ:p ' altopunto cedente.

    - Entre >@P ) P se reco$ienda e0ceder una

    velocidad de +luido en el anular de 2 +tQseg 6tur#ulencia9 ) un

    pQ:p $a)or a ! si la velocidad no puede ser alcanzada%

    au$entar la raz'n pQ:p. A&u( se produce una e0centricidad

    de#ido al asenta$iento de la tu#er(a% ade$s los recortes se

    colocan #a,o la tu#er(a ) acia el +ondo del ueco. 4os puntos

    cedente de#en estar entre ! -!@ l#Qpie2.

    1e puede utilizar p(ldoras de #a,a viscosidad para li$piar el

    ueco.

    2>

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    - 7ara $a)ores de P% un n"$ero de Re)nolds

    igual a > per$ite una distri#uci'n uni+or$e en el espacio

    anular e0c/ntrico.

    Esto i$plica $a)ores operaciones% $a)or tasa de circulaci'n )

    reolog(a #a,a ) un pQ:p $a)or a !.

    4a velocidad a la cual no se +or$a la ca$a de recortes es la cr(tica )esta velocidad es sie$pre en r/gi$en tur#ulento ) va a depender de

    la e0centricidad% di$etro del ueco ) la tu#er(a de per+oraci'n.

    1e de#e utilizar el $0i$o control de #o$#as posi#le en cada

    situaci'n% se de#e $ini$izar el espacio anular utilizando tu#er(a de

    per+oraci'n de $a)or di$etro% cuando no se puede $ane,ar esto% se

    de#e tratar entonces de controlar la reolog(a del lodo au$entando la

    suspensi'n de recortes en el lodo% $antener sie$pre la rotaci'n de la

    tu#er(a para dis$inuir el ta$a o de recortes ) +acilitar la re$oci'n.

    1e de#e cu$plir un ciclo co$pleto antes de cada $anio#ra% se

    de#e acer via,es cortos rotando la sarta% circulando ) acerrepaso inverso.

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    C9 4

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    D9 A7RI1I8NAMIENT8 DI*ERENCIA4

    Cuando se per+ora pozos inclinados% se atraviesa zonas per$ea#les

    so$etidas a presiones di+erenciales ) la e0cesiva +uerza lateral de la

    sarta puede producir un aprisiona$iento di+erencial% para esto se de#e

    elegir adecuada$ente la pro+undidad para instalar casing. El lodo

    de#e tener +iltrado #a,o% si la densidad es #a,a es necesario utilizar

    lu#ricantes. 4os lodos $s utilizados son en #ase aceite.

    E9 DEN1IDA DE4 48D8

    1eleccionar una densidad adecuada del lodo es algo $u) di+(cil )

    co$ple,o% )a &ue no puede ser $u) #a,a para no desesta#ilizar el

    ueco% ni $u) alta para no da ar la +or$aci'nU )a &ue se a concluido

    &ue 3a $a)ores inclinaciones se necesita $a)or densidad para

    esta#ilizar el pozo% pero al $is$o tie$po es conocido &ue la +or$aci'n

    se +ractura con $s +acilidad a $edida &ue la inclinaci'n au$enta5.

    Es por esto &ue la densidad de#e variar entre estos rangos i$puestos

    por la esta#ilidad del ueco ) +ractura$iento de la +or$aci'n. 1u

    selecci'n algunos casos involucra estudios de $ecnica de rocas.

    2F

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    *9 1EDIMENTACIBN DE 4A ?ARITINA

    Este +en'$eno aparece cuando se para la circulaci'n% entonces la

    #aritina se pone #a,o la sarta +or$ando una capa de alta densidad #a,o

    una de #a,a densidadU esta capa de alta densidad se desliza acia el

    +ondo del pozo% esto no va a per$itir la +or$aci'n de geles necesarios

    para la suspensi'n de s'lidos.

    Esto se agudiza con el incre$ento de la inclinaci'n ) au$ento de

    densidad del lodo.

    Al ro$per la circulaci'n se detectan #ac es de lodo liviano ) pesado

    &ue pueden producir un +ractura$iento de la +or$aci'n. 7ara esto se

    an deter$inado siste$as &ue detectan el asenta$iento de la #aritina

    en di+erentes +luidos.

    Actual$ente e0isten productos &ue le dan suspensi'n al +luido%

    $anteniendo una viscosidad #a,a% &ue $e per$ite controlar este

    pro#le$a. 4as velocidades de 2 ) r.p.$. del viscos($etro nos dan un

    indicativo de la suspensi'n.

    2

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    G9 RE1TRICCI8NE1 AM?IENTA4E1

    Ho) por o) se est convirtiendo en uno de los principales aspectos

    para la selecci'n del tipo de lodo% )a &ue cada d(a se to$an $s

    $edidas con el +in de preservar el $edio a$#iente. 7or eso o) e0iste

    la preocupaci'n de entes gu#erna$entales e internacionales para

    deter$inar si la sustancia &ue se descarga es t'0ica o no.

    En t/r$inos generales un lodo de per+oraci'n no es considerado

    t'0ico% e0cepto a&uellos &ue contienen $etales pesados ) aceites. El

    resto puede ser considerado sin $a)ores consecuencias para el

    $edio a$#iente% ade$s se estn desarrollando lodos #ase agua con

    i$pacto $(ni$o al $edio a$#iente. Ta$#i/n a) aceites $inerales de

    #a,a to0icidad &ue acen posi#le el uso de e$ulsiones inversas costa

    a+uera en donde las restricciones son a"n $a)ores.

    7ara deter$inar la to0icidad de un producto% se ace a trav/s del

    ensa)o 4C@ Hr% ) deter$ina la concentraci'n en $gQl de un

    producto en agua &ue $ata el @ de las especies e0puesta en

    oras. 4a escala esta#lecida por los entes de protecci'n a$#iental es

    No t'0ico 4C@ @ $gQl

    ?a,a to0icidad 4C@ entre ! -! $gQl

    Moderada to0icidad 4C@ entre ! -! $gQl

    2

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    Alta to0icidad 4C@ $enos de ! $gQl

    4a preocupaci'n a$#iental en nuestro pa(s es cada vez $a)or%

    aun&ue todav(a los o#,etivos operaciones tienen $s peso &ue los

    a$#ientales.

    H9 7R8TECCIBN DE 4A *8RMACIBN

    Esto tiene &ue ver con la co$pati#ilidad del lodo ) +luido de +or$aci'n

    6agua9% cu)os anlisis de co$pati#ilidad de#en realizarseU para tener

    #uenos resultados se de#e tener #a,as densidades de lodo% controlar

    +iltrado% un #uen control de s'lidos ) utilizar productos con+ia#les.

    I9 C8NTR84 DE 1B4ID81

    Es un +actor i$portante% para esto se de#e tener el siste$a de s'lidos

    a un nivel $(ni$o% )a &ue los s'lidos per+orados au$entan en el pozo

    orizontal ) esto se de#e al e+ecto $ortero &ue tiene la sarta en el

    uecoU el tie$po de transporte de s'lidos es $a)orU #rocas de

    dia$ante a altas revoluciones producen s'lidos $u) pe&ue osU la

    +uerza de i$pacto del c orro so#re la +or$aci'n es $u) alta de#ido a

    las altas tasas de #o$#eo% es por esto &ue se de#e acer un control

    de s'lidos e+ectivo para no tener pro#le$as.

    >

  • 7/26/2019 TOPICO direccional

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    Del anlisis detallado de los o#,etivos tratados anterior$ente pode$os

    concluir &ue los lodos en #ase aceite desde el punto de vista t/cnico

    son los $s reco$endados en el pozo orizontal% aun&ue tienen una

    restricci'n $u) +uerte co$o es la a$#iental% pero a pesar de esto es

    utilizado por sus #uenos resultados.

    a ! l#Q! pie . En la ce$entaci'n el lodo de#e

    tener p entre ! a !@ l#Q! pie% para +acilitar la tur#ulencia a tasa

    #a,a.

    .2. 1elecci'n de los +luidos de per+oraci'n

    Ha) di+erentes tipos de lodos &ue pueden ser utilizados en el pozo %

    aparte del lodo inverso% para la selecci'n se de#e tener sie$pre en

    cuenta las restricciones a$#ientales% costos% te$peraturas% tipo de

    +or$aciones 6reactivos9% presiones anor$ales% conta$inantes%

    preservaci'n del )aci$iento ) otros pro#le$as de la per+oraci'n

    orizontal.

    >!

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    1E4ECCIBN DE4 *4

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    deter$inar la densidad 'pti$a del siste$a% to$ando en cuenta

    e0periencias de pozos verticales vecinos% registros el/ctricos ) lascondiciones del uecoU evitar la idrataci'n de lutitasU desplazar

    p(ldoras li$piadoras constante$ente% si se trata de inclinaciones

    $enoresU desplazar p(ldoras co$#inadas% aun&ue no con $uc a

    +recuencia para no desesta#ilizar el pozoU la reolog(a no de#e ser

    $u) #a,a ) deter$inada a te$peraturas de +ondo para tra#a,ar con

    valores realesU deter$inar la viscosidad ) otras caracter(sticas del

    +luido con el viscos($etro *ANN% especial$ente en condiciones

    estticasU $a0i$izar el control de s'lidos utilizando 2 zarandas de

    $ovi$iento lineal de alto i$pacto ) dos centr(+ugas de alto volu$en.

    87TIMI=ACIBN DE 4A1 T[CNICA1 DE 7ER*8RACIBN

    7ara una per+oraci'n e0itosa en un pozo orizontal% ) $ini$izar costos

    asados en la e0periencia se reco$ienda

    Repasar cuando la tensi'n au$ente% controlar el arrastre ) tor&ue%

    peso de la #roca% presi'n de la #o$#a% &ue no e0cedan de la

    nor$al. Cuando se para la circulaci'n la sarta no de#e &uedar

    esttica% de#er rotar ) reciprocar en todo $o$ento.

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    \5 con circulaci'n de @ - @ galones por $inuto en el ueco ) de

    >@ a @ galones en uecos de Y5. 4a velocidad anularreco$endada es de 2 piesQs 6! pieQ$in9 en el anular del ueco de

    ! \5.

    Realizar via,es cortos de @ a pies para evitar la +or$aci'n de la

    ca$a de recortes.

    7ara inclinaciones cr(ticas >@P W P se reco$ienda circular por ! a

    !@ $inutos antes del as cone0iones ) circular vueltas antes de la

    $anio#ra.

    7ara $e,or li$pieza% au$entar la revoluci'n de la sarta ) circular altos

    vol"$enes% la penetraci'n no de#e ser $u) alta% para no +or$ar

    e0ceso de recortes se reco$ienda una penetraci'n de ! W ! pies

    por ora para uecos de ! \5 ) controlar el ta$a o de recortes.

    >>

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    2. TIPOS FLUIDOS DE PERFORACIN UTILIZADOS EN LAPEROFRACIN HORIZONTAL.-

    AIRE

    Tiene resultados espectaculares para casos especiales% au$enta la

    tasa de penetraci'n% el piesa,e por #roca% el costo por #roca

    dis$inu)e% li$pia el ueco $e,or &ue otros +luidos% los recortes son

    pe&ue os ) los indicios de agua% petr'leo ) gas son +cil$ente

    detectados.

    7ero tienen aspectos negativos con $a)or peso &ue los positivos ala ora de seleccionarlos% )a &ue no proveen una presi'n su+iciente

    en el +ondo del pozo ) por lo tanto no es posi#le atravesar

    +or$aciones de alta presi'n% ta$#i/n es i$posi#le circular cuando

    a) derru$#es o cavernas por&ue la tu#er(a se pegar(a. 8tro

    pro#le$a es la corrosi'n aun&ue puede ser controlada. 1e puede

    co$#inar aire en la parte super+icial ) luego lodo de per+oraci'n en

    la parte pro+unda. En la super+icie se utilizan siste$as de

    co$presores ) e&uipos adicionales.

    >@

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    En la per+oraci'n orizontal es utilizado en +or$aciones

    +racturadas ) de #a,a presi'n.

    ?I8784IMER81

    Consiste en co$puesto orgnicos 6 ongos9. 7er$ite trans+erir el peso

    adecuado a la #roca% $e,or li$pieza% lu#ricidad ) eli$ina el da o de

    la +or$aci'n. Dan $a)or suspensi'n al lodo% )a &ue tiene

    viscosi+icador% se lo utiliza ,unto a otros &u($icos co$o reguladores de

    pH% anticorrosivos controladores de +iltrado. 7or su viscosidad se los

    lla$a Gel. El uso de este tipo de lodos es co$pati#le con $uc os

    aditivos co$unes% pero no con todos. 1e de#e tener $uc o cuidado

    en la adici'n de aditivos% seg"n el tipo de #iopol($ero. 1e lo utiliza enlodos #ase agua general$ente.

    784IMER81

    1on &u($icos &ue producen $e,or li$pieza% reduce arrastre

    por&ue incre$enta la lu#ricidad. Ha) $uc os tipos de pol($eros ) se

    los utiliza seg"n la necesidad ) disponi#ilidad.

    E17

  • 7/26/2019 TOPICO direccional

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    Dan lu#ricidad% previenen p/rdidas de circulaci'n% repri$en los

    s'lidos% la rotaci'n de la tu#er(a es $a)or. Es utilizadogeneral$ente en la parte orizontal.

    E0isten otros lodos en #ase agua salda% otros utilizan nitr'geno para

    eli$inar presi'n di+erencial ) li#erar ?HA atrapado 6+is 9.

    Ha) &ue indicar &ue todos estos tipos de lodos por s( solos nocu$plen con todas las e0igencias para el /0ito de la per+oraci'n% para

    esto de#en utilizar los aditivos adecuados% seg"n la circunstancia%

    necesidad ) disponi#ilidad.

    --------------------------

    6!9 4a $a)or(a de ideas% conceptos% consideraciones% reco$endaciones

    ) conclusiones de este cap(tulo% +ueron to$ados de art(culo de GE=A A.

    ?ETH4EN% de la Co$pa (a ?aroid Corporation% de A$/rica 4atina

    pu#licada en la Revista 7etroleu$ del a o :II-Nu$.2! de ulioQAgosto

    ! pp > ->F.

    >F

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    >

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    >

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    @

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    CAPITULO III

    PERFORACIN HORIZONTAL EN EL ECUADOR

    @!

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    3.1 EMPRESAS INVOLUCRADASEn el 7a(s a llegado el $o$ento de desarrollar esta t/cnica%

    e0istiendo )a e$presas interesadas en realizar pozos orizontales

    para el desarrollo de ca$pos petroleros descu#iertos reciente$ente.

    Tal es el caso de la Co$pa (a operadora 8RI] EC

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    ?asados en el progra$a de per+oraci'n de la C(a. 8R ]

    presentado al Ministerio de Energ(a ) Minas% va$os a e0poneraspectos de la per+oraci'n del pri$er pozo orizontal en el 7a(s.

    El pri$er pozo se trata del GACE4A-! u#icado en ca$po Gacela en

    la provincia del Napo% Cant'n *rancisco de 8rellana. 4a estructura

    donde se lo per+ora es un levanta$iento anticlinal ) es un pozo de

    carcter e0ploratorio. 4a pro+undidad progra$ada es de !@ pies%con un e&uipo de per+oraci'n convencional con siste$as de

    seguridad% vlvulas de control ) preventor de reventones.

    El o#,etivo de la per+oraci'n es o#tener producci'n co$ercial de

    idrocar#uros en las +or$aciones Holl(n% Napo 3

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    1e va a utilizar #rocas tipo insertos ) policristalinas% tu#er(a de

    per+oraci'n de @5 ) 2 Y5% drill collar tipo espiral de F \5 ) >^5esta#ilizadores de acuerdo a los re&ueri$ientos operacionales.

    7ara el control de verticalidad se utilizan T8TC8 de - grados ) para

    el control direccional el MKD 6$edidor durante la per+oraci'n9.

    3." LODOS DE PERFORACIN

    1e utiliza lodos tipo GE4-pol($ero% es a&uel lodo viscoso 6GE49 )

    con pol($eros para darles ciertas propiedades

    3.$ REVESTIMIENTO DEL POZO

    Consta de 2 revesti$ientos

    P)*+, / 0' / (

    D/45 6)*,78.

    H, 9*,78.

    - @ !

    - ! ^ !2 Y

    - @!@ 6T:D9 F FQ

    @>

    TIPO DE LODO

    PROF.' / (

    PESO7:;807

    VISC.

    S 8.

    FILTRADO99.

    SLIDOS-! > ->@ ! $in.

    GE4 - !@ .F-! . > ->@ @- $in.

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    3.% TIPO DE POZO

    El tipo de pozo &ue se per+ora en el 8riente es de Radio $edio% con

    una pro+undidad desviada total de !! @ pies% una pro+undidad

    vertical verdadera 6T:D9 de @!@ pies ) una secci'n orizontal de

    pies ) cu)o prop'sito es la de evitar la coni+icaci'n de agua.

    3.& COSTOS ESTIMADOS EL POZO

    US =

    :(as de Acceso .

    4ocalizaci'n ! .Movilizaci'n del taladro @ .

    Monta,e% des$onta,e% $ovilizaci'n 2 .

    E&uipo de per+oraci'n .

    Co$pletaci'n ) 7rue#as @2.

    ?rocas% erra$ientas especiales 2@.

    4odos% aditivos ) servicios ! .

    Co$#usti#le @.

    1ervicio de anlisis de n"cleos .

    Registros el/ctricos !@ .

    Anlisis de ripios .

    @@

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    Transporte a/reo > .

    Ensa$#la,e super+icial 2@ .Tu#er(a de revesti$iento 2@ .

    Instalaciones au0. Ca$pa$ento .

    8tros >2.

    TOTAL 3>$2&.???@??

    Esto da una idea de los altos costos &ue tiene una per+oraci'n

    orizontal $uc o $s altos &ue la un pozo vertical.

    @

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    CONCLUSIONES ! RECOMENDACIONES

    Del presente estudio se derivan las siguientes conclusiones

    !. 4a per+oraci'n orizontal en nuestro pa(s )a es un ec o% &ue

    per$itir el desarrollo de $uc os ca$pos petroleros.

    . 4a per+oraci'n orizontal es una t/cnica pro#ada con la cual se logra

    recuperar $s crudo en $enos tie$po% )a &ue la productividad de un

    pozo orizontal es de a @ veces $a)or &ue la de un pozo vertical.

    2. . En una per+oraci'n al $o$ento de una adecuada selecci'n del +luido

    de per+oraci'n pesa $uc o las restricciones a$#ientales.

    @. 4a relaci'n de costos de un pozo orizontal son $u) altos

    co$parados con los de un pozo vertical.

    @F

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    1eg"n el anlisis realizado pode$os dar las siguientes reco$endaciones

    !. El estado a trav/s de las entidades encargadas del rea

    idrocar#ur(+era% las co$pa (as operadoras% ) las

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    APENDICES

    @

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    APENDICE A

    ADITIVOS MS UTILIZADOS EN LODOS DE PERFORACIN

    ADITI:8 7R87B1IT8

    - 1ul+ato de #ario 7ara densi+icar el lodo

    - Ca"sticos 6Na8H% Na C829 7ara a,ustar el pH

    - Co$puestos de calcio 6Cao% Acondicionar el pozo )Ca 68H9 % CaC! % Ca18>. H 9 controlar el pH

    - Hidrocar#uros 6diesel% petr'leo9 Controlar p/rdidas de+iltrado ) lu#ricar

    - 1elladores 6celulosa% go$a9 1ellar p/rdidas- Dilu)entes 6lignosul+atos% lignito9 Dispersante

    - E$ulsi+icantes 6lignosul+atos9 7etr'leo en agua o aguaen petr'leo

    - ?actericidas 7roteger los aditivos8rgnicos de ladesco$posici'n.

    - Aditivos para controlar las Reducir la p/rdida dep/rdidas de +iltrado 6CMC guar% +iltrado en la +or$aci'n lignosul+ato9

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    APENDICE B

    SISTEMAS POLMEROS EN BASE AGUA UTILIZADOS EN POZO

    HORIZANTAL

    1I1TEMA 784INI]

    C8M78NENTE 7R87B1IT8

    4IGN8] Dispersante% in i#idores delutitas

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