INTRODUCCION

La perforacin en el agua es una tarea difcil, aunque se ha vuelto cada vez ms importante para el suministro mundial de petrleo. Las perforaciones de aguas profundas deben superar ms desafos tcnicos que las de aguas poco profundas, ya que las profundidades ocenicas son mucho mayores. Segn el gobierno federal, la perforacin de agua profunda es la que tiene lugar a profundidades de 500 pies (152,4 m) o ms (a veces hasta profundidades de 12.000 pies o 3657,6 metros, debajo de la superficie del ocano).

1. EQUIPOS DE PERFORACIN MARINOS.1.1 BARCOS.

Fig.1

En la figura 1 se muestra las diferencias de profundidad para determinar cundo es zona de aguas profundas y zona de aguas ultra profundas.Transporte martimo; actualmente ms de la mitad de la produccin mundial de crudo se transporta de los pozos hasta las refineras, por medio de buques. En la siguiente figura se muestra la clasificacin de los transportes martimos.

Fig.2 clasificacin de transporte martimo.

Los buques petroleros se suelen agrupar segn su capacidad de transporte para cada trfico: Shuttle Tanker (lanzaderas): Son buques especializados que repiten continuamente el trayecto de ida y vuelta, desde pozo (instalacin offshore), a la refinera en tierra donde descarga el crudo para su tratamiento. Su tamao no es excesivamente grande 80.000 a 200.000 TPM, pero cuentan con gran capacidad de maniobra, posicionamiento dinmico y equipamiento para realizar la carga de crudo en el mar. Coastal Tanker (Costeros): Son buques de hasta 16.500 TPM usados en trayectos cortos. General Purpose Tanker (Multipropsito): Van desde 16.500 a 25.000 TPM, operan en diversos trficos. Handy Size Tanker:Se trata de buques de 25.000 a 45.000 TPM, ejemplos de reas de operacin son el Caribe, costa Este de los Estados Unidos, Mediterrneo y Norte de Europa. Panamax:Con tonelajes entre los 55.000 y 80.000 TPM. Su nombre se debe a que originalmente las dimensiones de estos buques cumplan con las mximas permitidas para su trnsito por el Canal de Panam (274 metros de eslora, 32 m de manga y 13 m de calado). Aframax:Derivados de la Average Freight Rate Assessment, se acepta un rango de entre 75.000 y 120.000 TPM. Sus trficos habituales incluyen cargamentos entre puertos ubicados en reas como el Caribe, el mar Mediterrneo o el Golfo Prsico. Suezmax:Sus mdulos van desde las 120.000 hasta los 200.000 TPM. En sus orgenes su nombre estaba vinculado a que el mdulo con su mayor carga cumpla con las mximas dimensiones permitidas para el trnsito por el canal de Suez, aunque hoy en da navegan por este canal buques de hasta 300.000 TPM. V.L.C.C. (Very Large Crude Carrier):Con pesos muertos desde 200.000 hasta 320.000 TPM. Por sus dimensiones se trata de buques que operan por lo general en terminales mar adentro. U.L.C.C. (Ultra Large Crude Carrier): Son todos aquellos cuya capacidad de carga supere las 320.000 TPM. Estos superpetroleros aparecen en el mercado a finales de los aos 60. Debido a su gran tamao son muy limitados para operar en aguas restringidas.

La mayora de los buques utilizan diesel marino o fuel oil como combustible y de acuerdo a los mantenimientos realizados, los buques petroleros pueden tener una vida til de alrededor de 30 aos.

Tamaos ms comunes de buques petroleros.

Los FPSO Por sus siglas anglosajonas derivadas de Floating Production and Storage Unit, son unidades flotantes de produccin y almacenaje. Esta designacin muestra explcitamente las principales funciones de este tipo de buques. La mayora de los FPSO se han construidos reformando y convirtiendo grandes buques tanqueros que cuenten con un sistema de posicionamiento dinmico. Estos sistemas permiten que una embarcacin mantenga una determinada posicin o direccin, utilizando sus propios propulsores y midiendo de manera permanente y comparando su posicin con respecto a la posicin de referencia.Estas unidades flotantes generalmente son utilizadas en los campos tradicionales de produccin de hidrocarburos costa afuera, cuando no es posible la conexin a las instalaciones de tierra con una lnea troncal de ductos. En ellas no slo se procesan los hidrocarburos producidos sino que tambin los almacenan por un tiempo determinado, hasta que una embarcacin de trasbordo hace el descargue para llevarlo a tierra.

Barcos de perforacin.Son utilizados a poca y mediana distancia de la costa, cuentan con un sistema de monitoreo por computadora para el control del anclaje, se utilizan en tirantes mayores de 350 m, cuenta con autopropulsin siendo el sistema ms movible aunque su mayor problema es el peso. Son considerados para su uso en reas de pequeas alturas de olas y bajas velocidades de los vientos. Usa un sistema de control de brotes submarino similar a los empleados en las plataformas semi sumergible.Son unidades de perforacin con mayor movilidad, y operan en profundidadesmartimasentre 200 y mil metros, utilizando un sistema de anclas, y en aguas ms profundas de mil metros utilizando un sistema de posicindinmica. Son bsicamente, grandes barcos instalados con un sistema completo de perforacin. Son particularmente tiles en reas lejanas puesto que necesitan un apoyo limitado. La perforacin se efecta por el medio de una gran apertura al fondo del casco, que se llama THE MOON POOL (La piscina de la luna).El barco de perforacin tambin puede ser utilizado como una plataforma para llevar a cabo trabajos de mantenimiento o bien la completacin tales como tuberas de revestimiento y de instalacin de instalaciones submarinas o rboles. A menudo se construyen cumpliendo con las especificaciones de diseo de la compaa de produccin de petrleo y / o los inversores, pero tambin se puede hacer una modificacin del casco para equiparlo con un sistema posicionamiento dinmico para mantener su posicin sobre el pozo.Las mayores ventajas de estos barcos perforadores, es que modelos modernos tienen la capacidad para perforar en aguas de ms de 2500 metros y reduccin de tiempo entre campos de petrleo en todo el mundo. Drillships son completamente independientes, en contraste con los semisumergibles y barcazas auto elevables .Con el fin de perforar, una tubera vertical marina se baja del barco de perforacin al fondo del mar con un dispositivo para evitar explosiones (BOP) en la parte inferior que se conecta a la boca del pozo.El Stena Drillmax es un buque sonda capaz de perforar a ms de 2 kilmetros de profundidad en alta mar en busca de petrleo. Actualmente se encuentra trabajando para Repsol en aguas brasileas. Cada da de operacin del Drillmax cuesta 1 milln de euros. Este barco fue el descubridor de los yacimientos deGuar, de los que se podrn extraer unos2.000 millones de barriles de gas natural y crudo de alta calidad.El Huelva Spirit, un petrolero de la naviera canadiense Teekay; es un barco de tipo Suezmax, es decir, que puede pasar por el canal de Suez, de 274 metros de eslora y 83.000 toneladas de registro bruto. A plena carga puede transportar ms de un milln de barriles de petrleo.El Hellespont Alhambra es el mayor petrolero de doble casco del mundo. Fue construido en el astillero coreano de Daewoo en el ao 2003. En el Alhambra todo es superlativo. Desde su eslora de 380 metros hasta su desplazamiento de ms de medio milln de toneladas a plena carga. En un solo viaje puede transportar 3,3 millones de barriles. Es tan grande que son muy pocos los puertos en los que puede recalar. Cuando va cargado el barco se hunde 25 metros bajo la lnea de flotacin.Actualmente, se han dotado con tecnologa WTSV (Well Testing Service Vessel) a 3 embarcaciones, que prestan sus servicios en el Golfo de Mxico, entre ellos el ECO III (Ex CT Longford). ECO III inici operaciones para Pemex en febrero de 2010, este barco clasificado FPSO (Floating Production Storage and Offloading) provee el servicio como barco ecolgico para Prueba de Pozos (WTSV -Well Testing Service Vessel-). Realiza de manera ecolgica la recepcin y proceso de fluidos reduciendo los gases efecto invernadero que se generan durante los procesos de perforacin de pozos. Su peso muerto es de 10 mil toneladas, mide 117 metros de eslora y 21 metros de manga, y su calado es de 7.55 m.

1.1 SEMISUMERGIBLES.Qu es una plataforma semisumergible? Las plataformas semisumergibles estn consideradas como el equipo de perforacin costa afuera ms verstil, ya que combinan las ventajas de un equipo sumergible con la capacidad de perforar en aguas profundas y ultra-profundas.Las plataformas semisumergibles estn compuestas de una estructura con una o varias cubiertas, apoyada en flotadores sumergidos. Esta unidad flotante sufre movimientos debido a la accin de las olas, corrientes y vientos, lo que puede damnificar los equipos que van a bajarse por el pozo. Por ello, es imprescindible que la plataforma permanezca en posicin sobre la superficie del mar.Los tipos de sistema responsables de la posicin de la unidad flotante son dos: el sistema de anclaje y el sistema de posicionamiento dinmico. El sistema de anclaje se compone de 8 a 12 anclas y cables y/o cadenas, que actan como resortes y producen esfuerzos capaces de restaurar la posicin de la plataforma flotante cuando sta es modificada por la accin de las olas, vientos y corrientes marinas. En el sistema de posicionamiento dinmico no existe una conexin fsica de la plataforma con el lecho del mar, excepto la de los equipos de perforacin. Los sensores acsticos determinan la deriva, y propulsores en el casco accionados por computadora restauran la posicin de la plataforma.Las plataformas semisumergibles pueden tener o no propulsin propia. De cualquier forma, presentan una gran movilidad y son las preferidas para la perforacin de pozos exploratorios. Las plataformas semisumergibles estn consideradas como el equipo de perforacin costa afuera ms verstil, ya que combinan las ventajas de un equipo sumergible con la capacidad de perforar en aguas profundas y ultra-profundas.

Estn caracterizadas por dos o ms cascos cuya estructura soporta a la cubierta principal por medio de columnas las cuales se encuentran espaciadas de tal forma que la unidad de perforacin tenga buena estabilidad. Es en la cubierta principal donde se localiza el equipo de perforacin y rea de almacenamiento de tuberas y Riser, disponen tambin de un Moon Pool que es el rea donde se almacenan los preventores submarinos cuando est en trnsito y se hacen las maniobras de interconexin de los equipos de control de pozo; La estabilidad del navo se obtiene mediante la capacidad de inundar (lastrar) o deslastrar los pontones que se ubican en la base de la plataforma con agua de mar; lo anterior para mantener un calado que le permita navegar, perforar o inclusive prepararse para una fuerte tormenta (calado de sobrevivencia).

Estos equipos, principalmente los que se construyeron antes de los 90 con capacidad de perforacin de hasta 1000 m de tirante de agua (cuarta generacin), normalmente mantenan su posicin por medio de un sistema de anclaje convencional al fondo marino mediante 8 cadenas, anclas o cables las cuales llegaban a pesar dependiendo de su profundidad hasta 10 ton. En la actualidad las plataformas de quinta y sexta generacin tienen una capacidad para perforar hasta los 10000 ft (3042 m) de tirante de agua y para mantener la posicin cuentan normalmente con el sistema de posicionamiento dinmico va GPS.

Principales caractersticas de 3 plataformas semisumergibles.

1.2 SISTEMAS TLP Y DDCV.TLPQu es un sistema TLP? Es un sistema semejante a la plataforma semisumergible, solo que esta se encuentra al fondo por medio de elementos verticales, los cuales se mantienen en tensin debido al exceso de flotacin en la plataforma.Caractersticas del anclaje.Los elementos verticales o tensores (lneas de fondeo) se anclan al fondo marino por medio de una estructura fabricada a partir de acero estructural y cimentado mediante pilotes. Una parte esencial de la TLP son las juntas flexibles. Estas juntas (conocidas como Flex Joints), fabricadas con acero y material elastmero, permiten que la estructura se desplace horizontalmente sin provocar flexion en los tensores.Componentes de una TLP. Las cubiertas TLP generalmente estn compuestas de uno o dos niveles. El casco es una estructura flotante en la cual se apoya la cubierta de la plataforma con los equipos de perforacin y de produccin. Especficamente, el casco est provisto de flotacin para soportar el peso y proveer tensin al tendn.

En una TLP pueden existir tres tipos de risers: de produccin, de perforacin y de exportacin/importacin.

El tipo de riser de produccin utilizado en las plataformas TLP es el riser rgido tensionado en la parte superior (top tensin risers), que son tubos circulares esbeltos.Factores que afectan las TLP.Se caracteriza por tener movimientos de respuesta ante las cargas ambientales y las propias del aerogenerador muy amortiguadas debido a su especial sistema tenso de fondeo, que por si mismo amortigua todos los movimientos de respuesta. No presenta el problema de estabilidad derivado de las variaciones de lastre y centros de gravedad que tienen las SPAR y a Priori.

El uso de los tendones en las TLP es para asegurar la plataforma a la cimentacin. El sistema del amarre es un juego de tendones, los tendones son atados a la plataforma y conectados a una plantilla o cimentacin al suelo marino.Los tendones son tpicamente tubos de acero con las dimensiones de 60 a 90 cm en el dimetro y con 7.64cm de espesor de la pared, la longitud depende de la profundidad de agua.

Dnde se utilizan? En campos de aguas profundas, las plataformas de patas tensionadas han sido desarrolladas para generar el potencial econmico de los nuevos descubrimientos. Se emplean para la perforacin en aguas profundas con un tirante mayor de 600m.

Ventajas y desventajas.Ventajas: Cuenta con equipos de reparacin y terminacin de pozos. Pozos superficiales. Costo moderado. Sistema recuperable en sus componentes principales. Bajos movimientos en el plano vertical: sustentacin (heave), cabeceo (pitch) y balanceo (roll). Permite el uso de equipo de perforacin y acceso a pozos. Utilizar arboles superficiales. Uso de risers verticales de acero.

Desventajas Limitaciones de uso en aguas ultraprofundas debido al colapso hidrosttico de su sistema de tendones. Sensible a cambios de carga sobre la cubierta. No permite el almacenamiento de aceite. Soporta un solo equipo de perforacin. Tecnologa compleja en fondeo. Costoso en aguas someras. Sistema de conexin es ms tardado.

DDCVQu es un DDCV? Embarcacin flotante de forma cilndrica con compartimientos llenos de aire colocado en posicin vertical, balanceada con agua de ms y contrapesos fijos la parte inferior.Caractersticas y estructura.La sper estructura del DDCV tiene las instalaciones de produccin para manejo de: 100,000 bpd de aceite crudo. 325 millon pc/dia de gas. Manejo de hasta 60,000 bpd de agua. Tres niveles de proceso. Separacin. Deshidratacin. Tratamiento. Equipo de perforacin. Arboles de produccin secos (dry trees) con risers tensionadores para cada pozo lo que permite intervenciones a pozos con preventores superficiales.

Una caracterstica principal es el tipo hlices que se encuentran en la forma cilndrica, esto para no generar fuerzas que desestabilicen la plataforma.En la siguiente figura se muestra este afecto sobre dos chimeneas. Vemos como en la que no tiene hlices, se producen fuerzas laterales, representadas por la superficie roja, mayores que en la que tiene las hlices.Otra ventaja de las plataformas DDCV es que la parte superior del cilindro queda hueca y puede ser utilizada para la maquinaria de perforacin, quedando protegida totalmente por la superficie exterior del cilindro. El espacio es oro en una plataforma.

El anclaje ms moderno se hace succionando el aire contenido dentro de los pilares de anclaje de modo que al estar depositado en el lecho marino, la succin obliga al pilar de anclaje a introducirse en el lecho. Este mtodo es ms sutil y ms sencillo a 2000 metros de profundidad que aplicar una fuerza directa sobre el anclaje, como si clavsemos un tornillo con un martillo.La plataforma PERDIDO es actualmente la que ostenta el record de perforacin a mayor profundidad. Situada en el Golfo de Mxico desde 2009, la empresa Shell obtiene a travs de ella combustible fsil a casi 3 kms de profundidad bajo el nivel del mar.