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  • 7/28/2019 04-Seleccion de Barrenas

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    Selecci

    n

    de

    Bar

    renas

    GUA PARA LA4Perforacin

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    GUA PRCTICA DE DISEO

    DE SELECCIN DE BARRENAS

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    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.

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    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-

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    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.

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    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.

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    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.

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    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)

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    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.

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    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