04-seleccion de barrenas
TRANSCRIPT
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
1/16
Selecci
n
de
Bar
renas
GUA PARA LA4Perforacin
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
2/16
GUA PRCTICA DE DISEO
DE SELECCIN DE BARRENAS
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
3/16
Seleccin
de Barrenas
CONTENIDO
1. Introduccin2. Conceptos generales
3. Metodologa para la seleccin del tipo de barren
tricnica o de cortadores fijos
Seleccin de la barrena tricnica ptima
usando informacin de registros geofsicos.
Seleccin de la barrena de cortadores
fijos ptima.
4. Determinacin de la vida til de la barrena
5. Recomendaciones
6. Nomenclatura
7. Referencias
8. Apndice A. Clculo de UCS mediante el Mode
de Smorodinov
9. Apndice B. Clasificacin IADC para barrenas d
cortadores fijos.
La seleccin de barrenas es parte importante dent
del proceso de planeacin de la perforacin de un p
zo, ya que de ello depende en buena parte la optimiz
cin del ritmo de penetracin. Esta gua proporcion
los elementos de criterio necesarios para la selecci
de barrenas basado en propiedades mecnicas de
formacin y condiciones de operacin de la barren
Se propone el mtodo de Energa Mecnica Espec
ca como criterio de apoyo para la seleccin.
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
4/16
GUA PRCTICA DE DISEO
DE SELECCIN DE BARRENAS
1. Introduccin
La seleccin de barrenas es una parte im-portante dentro del proceso de planeacin
delaperforacindeunpozo,yaquedeello
depende, en buena parte, la optimizacin
del ritmo de penetracin, el cual est in-
fluenciado por diversos parmetros, tales
como: esfuerzos efectivos de la roca, ca-
ractersticas de la barrena, condiciones de
operacin (peso sobre barrena, velocidad
de rotacin e hidrulica), ensamblede fon-
do, propiedades fsico-qumicas de la ro-
ca, fluidos de perforacin y desviacin del
pozo, entre otros.
Elalcancedeestaguaseconcentraen
el anlisis de la eficiencia de la barrena en
funcin de propiedades mecnicas de la
roca y algunos parmetros de operacin
como el peso sobre barrena, velocidad ro-
tatoria, ritmo de penetracin,y torque. Los
fenmenos fisicoqumicos originados por
la interaccin del fluido de perforacin con
la formacin en la cara de la barrena, las
propiedades del lodo de perforacin, el
ensamble de fondo y la optimizacin de la
hidrulica no son considerados. Esta me-
todologaesrecomendableparaetapasde
perforacin intermedias y profundas, en
donde se dispone de la informacin de re-
gistros requerida.
Tradicionalmente, la seleccin de barre-
nas se efecta con base en la informacin
de registros de barrenas usadas en pozosde correlacin. Se selecciona la barrena
ms econmica utilizando el criterio de
costo por metro. Este criterio de seleccin
requiere de una buena base de datos de
registros de barrenas usadas en pozos
vecinos y de la experiencia del personal
involucrado en la seleccin de la barrena,
y les otorga poco valor a las caractersti-
cas mecnicas de la roca como criterio pa-
ra su seleccin. Su efectividad est
limitada a la repeticin de las mismas con-
diciones de operacin y bajo el supuesto
de que los datos existentes representan
parmetros ptimos de operacin, lo cual
no necesariamente es cierto. Como resul-
tado,laseleccindebarrenafinalizaenun
proceso de ensayo y error.
Algunos de los criterios y metodologas
reconocidos en la literatura para la selec-
cin de barrenas son los siguientes1: fac-
tor de barrena, perforabilidad de la
formacin, energa mecnica especfica,
ndice de perforacin, y costo por metro.
Algunos son estadsticos, basados en re-
gistros de barrenas, mientras que otros
son analticos, basados en principios ma-
temticos asociados con las propiedades
mecnicas de las formaciones.
El propsito de esta gua es proporcio-
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
5/16
Pgina cinco
nar los elementos de criterio al personal
para seleccionar barrenas con base enlas propiedades mecnicas de la forma-
cin y las condiciones de operacin, to-
mando como criterio de comparacin el
tradicional mtodo de costo por metro ba-
sado en estadstica y experiencia.
2. Conceptos generales
Las barrenas son clasificadas de acuerdo
con su mecanismo de ataque a la roca en
dos tipos: tricnicas y de cortadores fijos. El
mecanismoprincipaldeataquedelasbarre-
nas tricnicas, ya sea de dientes maquina-
dos o insertos, esdetrituracin por impacto.
Esteataquecausaquelarocafalleporcom-
presin, como se ilustra en la Figura 1.
En cambio, las barrenas de cortadores
fijos tienen un mecanismo de ataque por
raspado de la roca. Esto causa que la ro
ca falle por esfuerzos de corte. La Figur2 ilustra este mecanismo2.
3. Metodologa para la selec-
cin del tipo de barrena: tricnica o de cortadores fijosLaprimeradisyuntivaqueelingenieroded
seoenfrentaesladeelegirunabarrenat
cnica o una de arrastre. La revisin de
literaturaindicaquenoexisteuncriteriono
malizado sobre cmo seleccionar el tipo d
barrena, por lo que generalmente se hac
a partir de experiencias del comportamie
to de cada tipo de barrena en litologas c
nocidas. Por lo tanto, aqu se propone
siguiente metodologa para este trabajo.
Inicialmente, es necesario recopilar i
formacin de pozos de correlacin, sob
I Figura 1. La roca falla por esfuerzos compresivos.
I Figura 2. La roca falla por esfuerzos de corte.
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
6/16
GUA PRCTICA DE DISEO
DE SELECCIN DE BARRENAS
todo ryaegistros de barrenas y registros
geofsicos (snico bipolar, de preferen-cia, de densidad, y de rayos gamma).
Existen diferentes tipos y presentaciones
de registros de los cuales se puede obte-
ner la informacin necesaria. La Figura 3
muestra un registro snico que contiene
informacin del tiempo de trnsito, poro-
sidad y rayos gamma.
Se propone el mtodo de energa mec-
nica especfica (ES) como criterio de apoyo
paradecidirqutipodebarrenaseleccionar:
tricnica o de cortadores fijos. Debido a que
la energa mecnica especfica no es slo
unapropiedadintrnsecadelaroca,sinoque
estntimamenteligadaconlascondiciones
de operacin de la barrena, (ES) proporcio-
na una medida directa de la eficiencia de la
barrena en una formacin particular.
La energa mecnica especfica se defi-
ne como la energarequeridapara remover
una unidad de volumen de roca, y se calcu-
la de acuerdo con la siguiente expresin3.
Donde Wes el peso sobre la barrena, N
es la velocidad de la rotaria, d es dimetro
de la barrena, y RPel ritmo de penetracin.
Cuandoseestimalaeficienciadelaba-
rrena conforme al concepto de costo por
metro (C), existen parmetros como el
tiempo de viaje (tV) y el costo del equipo(CE) que afectan el costo por metro perfo-
rado, pero que no son representativos de
la eficiencia con la que la barrena perfora.
Esto se puede ver en la ecuacin (2) de
costo por metro que se presenta a conti-
nuacin, donde el costo por metro es di-
rectamente proporcional al costo del
equipo y tiempo de viaje.
Donde CB es el costo de la barrena, tR
es el tiempo efectivo de rotacin de la ba-
rrena en el intervalo perforado H.
(1)
(2)
I Figura 3. Registro con informacin del tiempo detrnsito, porosidad y RG.
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
7/16
Pgina siete
La metodologa es la siguiente:
1. Ordenar la informacin del registro debarrenas de pozos de correlacin, co-
mo se muestra en la Tabla 1.
Avance Avance Profundidad WxNx tv tRD tRA
C Es(m) acumulado alcanzada 1000 (hr) (hr) (hr) ($/m) (pg
(m) (m) (Ton-rpm) lb/pg3)
* tRDes el tiempo de rotacin diaria y tRA es el tiempo de
rotacin acumulado.
2. Calcular la energa mecnica especfi-
ca (Es) con la ecuacin 1 para cada in-
tervalo perforado y para cada barrena.
3. Graficar los datos de Es en una grfica
comolamostradaenlaFigura4depro-
fundidad alcanzada vs Es.
4. Seleccionar la(s) barrena(s) utilizando
la grfica construida. El criterio de de-
cisinesquelabarrenamsefectivaes
la que requiere menos energa, Es.
Este criterio junto con el tradicional de
costo por metro sirve como un apoyo pa-
ra decidir qu tipo de barrena se va a uti-
lizar. Para el caso ilustrado en la Figura 4,
es claro que la barrena que requiere me-
norEsparaperforarelintervalo1750-2500
m es la barrena de cortadores fijos, la cual
sera seleccionada.
3.1 Seleccin de la barrena
tricnica ptima usandoinformacin de registros geofsicos
Si en el punto 3 se decidi utilizar una b
rrena tricnica, el diseo parte de calcul
el UCS(esfuerzocompresivodelarocas
confinamiento),el cual es definido como
resistencia que una muestra no confinad
de roca tiene bajo esfuerzos compresivo
Los valores de UCScalculados se comp
ran con los rangos de aplicacin de la
barrenas PDCproporcionadospor el fab
canteparaseleccionarlabarrenaconlad
reza suficiente para vencer la resistenc
de la roca. Existen diferentes criterios p
I Tabla 1. Informacin obtenida de un registro debarrenas.
1 7 0 0
1 8 0 0
1 9 0 0
2 0 0 0
2 1 0 0
2 2 0 0
2 3 0 0
2 4 0 0
2 5 0 0
0 5 0 0 1 0 0 0 1 5
Es (pg- lb/pg3)
I Figura 4. Grfica comparativa de eficiencia en trminosde la energa mecnica especfica Es.
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
8/16
GUA PRCTICA DE DISEO
DE SELECCIN DE BARRENAS
raelclculodelUCS.Acontinuacinsepre-
senta la metodologa para calcularlo a par-tir de informacin de registros geofsicos4.
Existen otros mtodos para calcularlo, co-
moelmodelodeSmorodinov,yporsusim-
plicidad es presentado en el Apndice A
como alternativa de clculo.
La seleccin de barrenas con base en
registros geofsicos usa la relacin que
existe entre la litologa de la formacin y
la resistencia a la compresin de la roca.
A continuacin se presenta el mtodo de
seleccin de barrenas tricnicas con ba-
se en el esfuerzo compresivo sin confina-
miento UCS.
3.1.1 Clculo del UCS a partir de in-
formacin de registros geofsicos.Si no cuenta con la informacin del regis-
tro snico que proporcione directamente
los datos de los tiempos de trnsito com-
presional y de cizallamiento, tc yts , en-
tonces se calculan de la siguiente forma4,5.
1. Calculartc para el intervalo
Donde es el tiempo de trnsito a travs
de la matriz de la roca, el cual se obtiene
delatabla2,f eslaporosidad,yeseltiem-
po de trnsito a travs del fluido en el po-
ro. Un valor de 207 mseg/pie, correspon-
diente al agua, puede ser considerado.2. Calcular para el intervalo
Donde es un factor de correccin por
tamao de grano. Debido a que su valor
es cercano a la unidad, para propsito de
esta gua se toma como .
Los valores de la relacin tiempo de
trnsito de cizallamiento y tiempo de trn-
sito compresivo, , para diferentes
tipos rocas
se obtienen
de la tabla 2.
3. Calcular la relacin de Poisson ()
con los valores de tiempo de trnsito.
4. Obtener del registro de densidad
la densidad de la roca (r) para cada
intervalo.
5.Calcularelmdulodecizallamiento(G).
(3)
(4)
(5)
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
9/16
Pgina nueve
6. Calcular el mdulo de Young (E).
7. Calcular el mdulo volumtrico (K) y
el mdulo de compresibilidad (C).
8. Determinar el volumen de arcillas en
fraccin del registro de rayos gama (Vs).
9. Calcular el esfuerzo compresivo sin
confinamiento (UCS).
Esta expresin ha sido simplificada su-
poniendo el caso de una roca poco con-
solidada con un ngulo de friccin interna
de 30o.
11. Seleccionar la barrena tricnica de
acuerdoconlosvaloresdeUCSenlaTabla3.
3.2 Seleccin de la barrena de cor
tadores fijos ptima.
En el caso de haber determinado en
punto3lautilizacindeunabarrenadeco
(6)
(7)
(8)
(10)
(9)
Litografa de ts/t
cVelocidad en
la formacin matriz rocosa(pies/seg)
Arcillita 1.90 19000Arcilla 3.20 6000Anhidrita 2.45 20000Arenisca (limpia) 1.60 19500Arenisca (limosa) 1.70 19500Arenisca (arcillosa) 1.85 19500Basalto 1.55 20150Caliza (limpia) 1.90 21000Caliza (limosa) 2.10 21000Caliza (arcillosa) 2.30 21000Carbonato ferroso 2.45 8500Cuarcita 1.50 21500Cuarzo 1.55 20000Diabasa 1.700 22700Diorita 1.75 22000Doloma 1.80 25000
Apidosita 1.70 23000Gabro 1.60 23500Gneis 1.80 25000Granito 1.70 21350Hornsteno 1.85 25000Lomonita 1.80 23000Lodolita 1.85 19000Lutita 1.70 a 1.75 19500Mrmol 1.80 24000Pedernal 1.60 22300Pirita 1.70 28000Sal 2.15 15000Yeso 2.45 19050
I Tabla 2. Relacin de tiempo de trnsito de cizallamien
/compresivo y tiempo de trnsito a travs de matricespara diferentes tipos de roca.
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
10/16
GUA PRCTICA DE DISEO
DE SELECCIN DE BARRENAS
tadores fijos, la seleccin de la barrena p-
tima se inicia calculando la velocidad de
transmisin de la onda compresiva en la
roca con confinamiento, CCV.Debido a que el UCS slo relaciona la
dureza de la formacin con la dureza y ta-
mao de los cortadores (ver tabla Apendi-
ce B), pero no proporciona informacin
para definir el nmero y dimetro de cor-
tadores, nmero de aletas, ni el cuerpo
(gauge) de la barrena, el UCS no toma en
cuenta ni el grado de compactacin de la
roca a perforar, ocasionado por la sobre-
carga, ni los esfuerzos efectivos de la for-
macin ocasionados por la presin de
poro. Por esta razn, se requiere una se-
leccin ms rigurosa y se sugiere un m-
todo que tome en cuenta las propiedades
mecnicas de la roca bajo condiciones de
confinamiento. El mtodo aqu descrito es
el propuesto por OHare6 paraeldiseode
barrenas de cortadores utilizando la velo-
cidad de transmisin de la onda compre-
siva en la roca con confinamiento, CCV.
5.1 Clculo del nmero y dimetro de
cortadoresydelnmerodealetasutilizan-
do la velocidad de transmisin de la onda
compresiva en la roca con confinamiento.
1. Con la informacin del registro de ba-
rrenas (Tabla 1) y los tiempos de trn-
sito compresional y de cizallamiento
para cada intervalo, calcular la veloci-
dad de cizallamiento (vs).
I Tabla 3. Clasificacin de la IADC con el valor de UCS.
Tipo de litologa Resistencia Cdigoa la IADC/API
compresin(psi)
Formaciones muydbiles - Altaplasticidad conbaja resistencia(margas o arcillas)
Formacionesdbiles - bajaresistencia(margas,evaporitas y lutitas)
Formacionesdbiles amedianamentedbiles - bajaresistencia,interlaminadas consecuencias de alraresistencia (lutitas,pizarras, lignitos)
Foramacionesmedianamenteduras - altadensidad, altaresistencia, perosin lentesabrasivos (lutitas,areniscas ycarbinatos)
Formaciones duras- alta resistencia,con lentesabrasivos(areniscas,limolitas ydolomitas)
Formacionesextremadamenteduras - resistenciamuy alta, muyabrasivas (rocasgneras ymetamrficas)
30000
111-117/415-427
121-127/435-527
131-137/537-547
211-221/617-637
316-347/732-737
832-837
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
11/16
Pgina once
2. Calcular la CCV utilizando una de las si-
guientes ecuaciones:
Si la cima del intervalo a perforar es-
t a una profundidad vertical real mayor
a 610 m (2000 pies)HCIMA > 610 m, en-
tonces:
Si la cima del intervalo a perforar est
aunaprofundidadverticalrealmenora610
m (2000 pies) HCIMA < 610 m, entonces:
3. Calcular el nmero de cortadores (CR ).
4. Calcular el dimetro de cortadores a
partir de la CCV y el tamao de grano
de la formacin (), (Considerar=1).
5. Calcular el nmero de aletas (), en fu
cin del nmero de cortadores.
Esta metodologa deja fuera el c
culo de otras caractersticas de la b
rrena, como la longitud del cuerp
gauge (de primordial importancia e
perforacin direccional) y el rea lib
al flujo en la barrena. Para ello se s
giereconsultarlareferenciacitada.Co
la metodologa aqu detallada, es pos
ble indicar al proveedor las caracter
ticas mnimas de barrena de cortado
requeridas para la seccin de pozo pr
gramada.
Esta metodologa tampoco incluy
la posicin (ngulo de ataque) de lo
cortadores en las aletas. Se requiere
modelos ms complejos para un dis
o completo de una barrena de cort
dores, por lo que se recomienda el us
de software especializado para la op
mizacin del programa de barrenas.
4. Determinacin de la vidatil de la barrenaEn el punto 3 de esta gua se mencion
ventaja de utilizar el criterio de la energ
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
12/16
GUA PRCTICA DE DISEO
DE SELECCIN DE BARRENAS
mecnica especfica para la seleccin de
la barrena. Con base en este argumento,este mismo criterio es importante para de-
cidir, una vezque la barrena est perforan-
do, el tiempo ptimo para sacarla; por lo
tanto, se sugiere su uso. La metodologa
es similar a la ya expuesta en el punto tres
y se detalla a continuacin.
1.Seordenalainformacindelregistrode
la barrena en uso como en la Tabla 1.
2. Se calcula la energa mecnica espec-
fica (Es) con la ecuacin 1 para los in-
tervalos perforados.
3. Se grafican los datos obtenidos de Es
enunagrficadeavanceacumuladovs
Es. La Figura 5 muestra un caso tpico.
4. Se analiza el comportamiento de la ba-
rrenatomandoencuentaalmenoslossi-
guientes aspectos: grfica de Es, grfica
de torque en superficie y las caractersti-
cas de los recortes en superficie. A con-
tinuacinsepresentantrescasostpicos.
Elprimercasocorrespondeaincremen-
tos suaves de Es; esto indica que la barre-
na est perforando a travs de
formaciones con mayor dureza. La figura
5 ilustra este caso en la seccin denomi-
nada a). La misma Figura 5 ilustra los ca-
sos b) y c) donde se observa un
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 500 1000 1500
Es (pg-lb/pg3)
Avanceacumulado(m)
c)
b)
a)
I Figura 5. Grfica tpica para decidir la vida til de la ba-rrena en trminos de la energa mecnica especfica(Es).
0
100
b)
c)
a)
200
300
400
500
600
700
800
900
6500 7000 7500 8000
Avanceacumulado(m)
Torque (lb-pie)
I Figura 6. Registro de torque en superficie.
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
13/16
Pgina trece
significativo incremento de la Es. En el ca-
so b), se detecta un incremento de la Es yelregistrodetorque(verFigura6)seman-
tiene dentro de un comportamiento nor-
mal. Esto indica que se est perforando
una formacin con mayor dureza, lo cual
debesercorroboradoconelcambiodefor-
macin observado en la recuperacin de
recortes en superficie. En el caso c), Es in-
crementa significativamente y el torque
muestra un incremento anormal; adicio-
nalmente, la recuperacin de recortes
comprueba que no hay cambio de litolo-
ga. Este comportamiento indica el punto
donde la barrena debe ser reemplazada.
En general, el incremento de Es aso
ciado al incremento anormal en el torqu
es indicativo de desgaste excesivo de
barrena.
Lafigura7ilustraelanlisisdelcompo
tamiento de esta misma barrena con ba
se en el criterio de costo por metro. S
observa que, de acuerdo con este criteri
la barrena an tiene vida til, mientras qu
el criterio de Es indica lo contrario. La e
plicacin de esta diferencia es que la E
toma en cuenta parmetros de operaci
y, por lo tanto, permite detectar ms rp
damente cambios en el desempeo de
barrena.Unalimitacindeestemtodoe
que no evala el desgaste de la barren
Con el propsito de tomar en cuenta es
importante parmetro, se sugiere que, d
acuerdo al desgaste exhibido por la barr
0
10
20
30
40
50
60
-200 0 200 400 600 800 1000
d=8.5 pg
WOB=20 Ton
N=140 rpm
Ritmodeperforaci(m/hr)
Presin diferencial (psi)
I Figura 8. Efecto de la presin diferencial sobre el ritmode penetracin.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
20 30 40 50 60 70 80
Avanceacumulado(m)
Costo ($/m)
I Figura 7. Grfica tpica para decidir la vida til de la ba-rrena en trminos del costo por metro ($/m).
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
14/16
GUA PRCTICA DE DISEO
DE SELECCIN DE BARRENAS
na, se establezcan valores mximos de
energa especfica (Es) para el intervaloanalizado.
5. RecomendacionesEnformacionessomerasdondelatomade
informacinderegistroseslimitada,losre-
gistros de barrenas de pozos de correla-
cin son la mejor herramienta para
seleccionar barrenas.
La metodologa aqu propuesta es apli-
cable para etapas de perforacin interme-
dias y profundas, en donde se dispone de
la informacin de registros requerida.
Cuando no se tenga la informacin, la
aplicacin de criterios prcticos de campo
es trascendental.
As como una roca dura no puede ser per-
forada con una barrena cuyos elementos
de ataque son de menor dureza que la ro-
ca, una roca suave no puede ser perfora-
da con eficiencia si los elementos de
ataque de la barrena son para alta dure-
za.
Se recomienda mantener una diferen-
cial de presin mnima entre la densidad
equivalente de circulacin y la presin de
poro de la formacin (mnimo sobrebalan-
ce). Estudios realizados por diversos in-
vestigadores1 comprueban que esta
prcticamejoraelritmodepenetracin.La
Figura 8 ilustra el comportamiento tpico
del efecto de sobrebalance en el ritmo depenetracin.
Es necesario optimizar la hidrulica del
sistema de tal modo que la potencia hi-
drulica sea transmitida de manera pti-
ma al fondo del pozo.
El uso de fluidos de perforacin limpios
de slidos es de vital importancia para el
correcto desempeo de la barrena. Esto
implica un adecuado mantenimiento de
los fluidos en superficie.
La ventaja de la utilizacin del criterio
de energa especfica es que proporciona
la informacin oportuna acerca de la efi-
ciencia de la barrena para cada intervalo
perforado en funcin de condiciones de
operacin.Sinembargo,suusoenplanea-
cin est limitado para pozos de desarro-
llo. En pozos exploratorios o con poca
informacin de correlacin,slo es aplica-
ble como criterio para decidir sacar opor-
tunamente la barrena.
Mantenerse informado acerca de inno-
vaciones tecnolgicas en todo tipo de ba-
rrenas, particularmente las PDC de
vanguardia, que permiten un mejor control
de la direccin en perforacin direccional.
Fomentarlaculturadetomadeinforma-
cin rutinaria de la roca y sus fluidos para
la caracterizacin de nuestros campos.
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
15/16
Pgina quince
Los resultados de la aplicacin de esta
metodologadebenserentendidoscomounsoporte para tomar decisiones correctas y
no como un criterio de validez absoluta.
NomenclaturaC =Costo por metro de la barrena [$/m]
Cb =Mdulo de compresibilidad [psi-1]
CCV=Velocidad compresional con
confinamiento [pie/mseg]
Cn =Nmero de cortadores.
Cs =Dimetro de cortadores [mm].
Bn =Nmero de aletas.
d =Dimetro de la barrena [pg]
E =Mdulo de Young [psi]
Es =Energa mecnica especfica
[pg-lbf/pg3]
G =Mdulo de cizallamiento [psi]
HCIMA =Cima del intervalo a perforar [m]
K =Mdulo volumtrico [psi]
N =Velocidad de la rotaria [rpm]
Rp =Ritmo de penetracin [m/hr]
UCS =Esfuerzo compresivo de la roca sin
confinamiento [psi]
Vs Volumen de arcilla leido del
W =Peso sobre la barrena [Ton]
=Factor de correccin por tamao
de grano.
tC =Tiempo de trnsito de la onda
compresional [mseg/pie]
tma Tiempo de trnsito a travs de la
matriz de la roca [mseg/pie]
tS =Tiempo de trnsito de la onda decizallamiento [mseg/pie]
Vs =Velocidad de cizallamiento
[pie/mseg]
=Porosidad [fraccin]
R =Densidad obtenida del registro d
litodensidad gr/cm3]
=Relacin de Poisson [adimensiona
Referencias: Perrin, V.P., Mensa-Wilmot, G., an
Alexander, W.L.: Drilling Index-A Ne
Approach to Bit Performance Evalu
tion, SPE/IADC paper 37595, prese
ted at the SPE/IADC Drillin
Conference, The Netherlands, Marc
1997.
Burgoyne, A.T. y asociados: Applie
Drilling Engineering, Society of Petr
luem Engineers, textbooks series, s
cond printing, Texas 1991.
Rabia, H.: Specific Energy as a Crit
rion for Bit Selection, SPE pap
12355, Journal of Petroleum Techno
logy, July 1985.100 aos de la indu
tria petrolera en Mxico.
Procedimientoparalaseleccindeb
rrenas, Gerencia de Tecnologa, Un
daddePerforacinyMantenimientod
-
7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas
16/16
GUA PRCTICA DE DISEO
DE SELECCIN DE BARRENAS
Pozos.
Mason,K.L.:Three-ConeBitSelectionwith Sonic Logs, SPE paper 13256,
SPE Drilling Engineering, June 1987.
OHare J. and Aigbekaen, O.A.: De-
sign Index: A Systematic Method of
PDC Drill-Bit Selection, IADC/SPE pa-
per 59112, presented at the IADC/S-
PE Drilling Conference, Louisiana,
February 2000.
Apndice A.Clculo de UCS mediante el Mode-
lo de Smorodinov
Smorodinov y asociados4 determinaron
dos relaciones entre el esfuerzo compre-
sivo de la roca para un grupo de rocas car-
bonatadas: uno en funcin de la densidad
de la formacin y el otro en funcin de la
porosidad. Ellos propusieron que la resis-
tencia a la compresin de la roca (UCS)
puede relacionarse con la densidad y po-
rosidad de la siguiente forma:
(A1)
(A2)
Donde R es la densidad y es la po-
rosidad de la formacin.
Apndice B.
Clasificacin IADC para barrenasde cortadores fijos.
TIPO CORTADOR
1 muy suave 2PDC, 19mm
3PDC, 13mm
4PDC, 8mm
2 suave 2PDC, 19 mm
3 PDC, 13 mm
4PDC, 8mm
3 medio suave 2PDC, 19 mm
3 PDC, 13 mm
4PDC, 8mm
4 medio 2PDC, 19 mm
3 PDC, 13 mm
4PDC, 8mm
5 sin cdigo
6 medio duro 1 diamante natural
2TSP
3 hbrido
7 duro 1 diamante natural
2TSP
3 hbrido
8 extremadamente duro 1 diamante natural
4 diamante
impregnado
M Matriz
S acero
D diamanteCuerpo
1.corto cola pescado
2. Perfil corto
3. perfil medio
4. perfil largoPerfil