3 ingenieria de perforación diseno 2

7/29/2019 3 ingenieria de perforacin diseno 2

1/124

Fundamentosde Ingeniera de Perforacin

Profesor: Cesar Silva Snchez


2/124

Diseo de Perforacin dePozos

El objetivo de la perforacin es construir un pozo til: un conducto desde elyacimiento hasta la superficie, que permita su explotacin racional en formasegura y al menor costo posible .

El diseo de la perforacin de pozos es un proceso sistemtico y ordenado.

La planeacin de la perforacin de un pozo, requiere de la integracin deingeniera, segurdad, ecologa, costo mnimo y utilidad.


3/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoEl diseo detallado de pozo incluye, pero no esta limitado a, un

estudio detallado de ingeniera y diseo de las siguientes reas delpozo:

Perfiles de presin de poros y fracturas

Perfiles de temperatura (pozos HPHT)

Diseo de la tubera de revestimiento Corrida de Tubera de Revestimiento y Accesorios Fluidos de perforacin

Hidrulica y Limpieza de Pozo

Diseo de cementacin

Trayectoria y evaluacin

Torque y arrastre Diseo de tubera de perforacin Abandono/Depletacin del Pozo Diseo de Completacin Costo y Duracin del Pozo Planificacin de Contingencia


4/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoLa duracin del pozo es un estimado de cuanto tiempo se tomara en

perforar y completar el pozo. Los tiempos son normalmente basadosen tiempos de pozo histricos y muchas veces con tiempo decontingencia adicional para el clima.

El costo es una combinacin de los siguientes tipos de costo:

Servicios Equipo de Perforacin Perforacin Direccional Pesca Registros Elctricos Herramientas rentadas Consumibles

Lodo Cemento y Aditivos Tubera de revestimiento y tubera de produccin Cabezal de pozo y rbol de produccin Barrenas Combustible

Helicpteros Barcos de abastecimiento Transporte Base de abastecimiento

Telecomunicaciones ytecnologa de informtica

Soporte Supervisin Planificacin de pozo Gerencia de la Operadora


5/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoRealizar el Anlisis de Riesgo

El establecimiento de riesgo realizado como parte del diseopreliminar de pozo es revisado y actualizado, segn se requiera,basado en el diseo detallado. Cualquier riesgo adicionalidentificado es registrado y resguardos apropiados son

desarrollados.

Se realizara un avalu de riesgo y se documentara cualquier altoriesgo o actividades de altas consecuencias. Tcnicas cuantitativaspodrn ser aplicadas segn sea apropiado.

El avalo final de riesgo y cualquier anlisis de contingencias esnormalmente revisado y aprobado por la alta gerencia.


6/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoRevisin de Diseo en Grupo

El diseo detallado es normalmenteobjeto de una serie de revisiones degrupo a varios niveles, dependiendode la complejidad del pozo y tendr

que ser, invariablemente, firmado anivel de la alta gerencia.

Hoy en da se ha vuelto bastantecomn que el personal del equipode perforacin se encuentreenvuelto en algunas de estasrevisiones de grupo.


7/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoAprobacin de Diseo

Una vez que cualquier accinevolucionada por las revisiones degrupo ha sido cerrada, el diseo

final de pozo ser aprobado yfirmado


8/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoAprobacin de Diseo

Una vez que cualquier accinevolucionada por las revisiones degrupo ha sido cerrada, el diseo

final de pozo ser aprobado yfirmado


9/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoPreparar Planes de Contingencia

La planificacin de contingencia, basadas en escenarios de que pasara si... es realizada paraasegurar que:

Exista suficiente material y equipo disponible Los procedimientos son desarrollados para mitigar la posibilidad de que ocurra una contingencia (un

alto numero de opciones de contingencia son desarrollados a partir del avalo de riesgo). Los procedimientos son desarrollados de forma que el personal sepa que hacer en caso de una

emergencia.

El diseo de pozo es suficientemente robusto para enfrentar repentinos cambios de planes.

Escenarios tpicos revisados de que pasara si..., son como sigue: Evento de Control de Pozos Se atasca la tubera

La tubera de revestimiento no corre hasta el fondo El ngulo es excesivo El objetivo ser fallado

La presin de poros es ms alta que la predicha Ocurren prdidas Ocurre inestabilidad del hueco La geologa no viene como fue pronosticada

El propsito de la planificacin de contingencia es la de asegurar que eventos impredecibles noresulten en una respuesta pobremente planificada, que resulte en lesiones al personal o daosambientales o al equipo.


10/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoPreparar Avalo de Impacto Ambiental

Los avalos de impacto ambiental son, hoy en da, requeridos para lamayora de las operaciones a nivel mundial. Una vez finalizados, losavalos son sometidos a la aprobacin de cuerpos gubernamentales, locual en algunos casos podra tomar meses, especialmente si el pozo

ser perforado en un rea ambientalmente sensitivo. Esta actividad esmuchas veces realizada en paralelo a la fase de diseo detallado depozo.

Preparar Plan de Respuesta a Emergencia

Un plan de respuesta a emergencia es requerido para crear unarelacin entre la respuesta a emergencia y el plan de contingencia dederrame de petrleo de los contratistas de perforacin y las operadoras.


11/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoPreparar Programa de Perforacin

Este documento provee, esencialmente, una gua de cmo el pozo debe ser perforado,asegurando que cualquier coaccin en el diseo de pozo sea consistente con el mismo

Un programa de pozo tpico debera contener la informacin a continuacin. La cantidadde detalles dentro de cada una de las categoras, obviamente variara dependiendo del

tipo de pozo (convencional, ERD, aguas profundas, HTHP).

1.Informacin de Pozo a. Informacin General2.Objetivos de Pozo3.Prognosis Geolgica4.Ploteo de Presin de Poros y Fracturas5.Montaje de Pozo

6. Ploteo Direccional7. Riesgos / Peligros / Problemas Potenciales8. Curva de Tiempo de Profundidad9. Configuracin de BOP


12/124

c


2. Procedimiento de Perforacina. Movimiento de Equipo de Perforacin / Previo al Inicio de Perforacin de Pozob. Detalles de Secciones Individuales del Agujero

Objetivo Problemas Potenciales

Sumario de Datos de Correlacin

BHA Barrenas y optimizacin de la Hidrulicos

Operaciones de Perforacin / Practicas

Fluidos de Perforacin

Tubera de Revestimiento y Tubera de Produccin

Cabezal de Pozo

Procedimientos de Contingencia3. Perforacin Direccional y Programa de Evaluacin4. Programa de Registros Elctricos5. Programa de Toma de Ncleo6. Programa de Muestreo de Pozo7. Programa de Completacin


13/124

c


3. Perforacin Direccional y Programa de Evaluacin8. Programa de Abandono/Depletacin9. Procedimientos de Emergencia

a. Climab. Control de Pozoc. Otros

10. Anexosa. Evaluacin del Fondo Marinob. Mapas Estructurales

c. Registros de Barrenad. Data de Correlacine. Registros de Correlacinf. Programa de Fluidos de Pozo

g. Programa de Cementoh. Proveedores de Servicio y Detalles de Contactoi. Avalo de Peligros y Riesgos

11. Referencias y Dibujosa. Literatura Tcnicab. b. Especificaciones de Equipoc. c. BOP y Cabezal de Pozo


14/124

c

Preparar Diseo Detallado de PozoPerforar el Pozo en Papel

Un ejercicio de perforar el pozo en papel es normalmente realizadoantes de iniciar el pozo. Ambos, personal de oficina y de locasin de laoperadora, del contratista de perforacin y de los proveedores deservicios adicionales, asisten. El ejercicio tiene tres objetivos

principales.

1. Una prueba en seco del pozo con la finalidad de identificar cualquierproblema antes de tiempo.2. Explicar por que el pozo es perforado de la manera en que se va a

hacer.3. Obtener ideas del personal de la locasin del equipo de perforacin,sobre mejoras de desempeo que se podran realizar.


15/124

c

Preparar Diseo Detallado de Pozo

Ejecutar el Programa de Pozo Preparar Programa de Perforacin

A medida que el pozo es perforado, el progreso es monitoreado y reportado, a menudocontra la curva de tiempo de profundidad o otras medidas de desempeo, como porejemplo por cada pozo, porcentaje de tiempo improductivo, etc.

El progreso tambin es monitoreado contra los parmetros del diseo de pozo y, en casode ser requerido, se realizara verificacin de diseo adicional. Por ejemplo, si unaformacin tiene mayor profundidad a la pronosticada o si una prueba de goteo es masbaja de lo anticipado.

A pesar de que la mayora de estas variaciones deberan haber sido tratadas en el plande contingencia, aun es necesario completar un diseo estructural y verificar que cumpla

los variados criterios de aceptacin expuestos por la base del diseo, las polticasinternas de las compaas operadoras y cualquier legislacin gubernamental.


16/124

c

Preparar Diseo Detallado de Pozo

Analizar y Mejorar el Desempeo

A medida que el pozo es perforado el desempeo es analizado y sonrealizadas recomendaciones de mejora de desempeo.

Esto normalmente se realiza continuamente.


17/124

Diseo de Perforacin de Pozos

Las etapas a seguir durante el diseo de pozos estan bienidentificadas y son las siguientes:

-Recopilacin de la informacin disponible.

-Prediccin de presin de formacin y fractura.-Determinacin de la profundidad de asentamiento de las tuberas derevestimiento.-Seleccin de la geometra y trayectoria del pozo.-Programa de fluidos de perforacin.-Programa de barrenas.

-Diseo de tuberas de revestimiento y Programa de cementacin.-Diseo de las sartas de perforacin.-Programa hidrulico.-Seleccin del equipo de perforacin.-Tiempos estimados de perforacin.-Costos de la perforacin.


18/124

Diseo de Perforacin de PozosRecopilacin de la informacin

Coordenadas del conductor y objetivo

Para perforar un pozo, se requiere de uno o ms puntospara ubicar la trayectoria que debe seguir un pozo.

Una coordenada nos indicar la posicin desde la cul seinicia la perforacin y otra que nos indicar el punto en elque se localiza el objetivo de- finiendo as si el pozo servertical o direccional. Sin embargo, es posible que un pozosea perforado para alcanzar ms de un objetivo.

Una forma de posicionar exactamente un punto en la tierraes mediante el uso de las coordenadas U.T.M. (UniversalTransversal de Mercator) que son univer-ales y estnreferidas a cierta proyeccin cnica de la tierra.


19/124


Profundidad total programada

Es la profundidad vertical a la que se encuentra el objetivo,pero cuando un pozo no es perforado en forma vertical,entonces existe una profundidad llamada profundidaddesarrollada total que es mayor a la profundidad verticaltotal.

De acuerdo a la profundidad vertical alcanzada, los pozospueden clasificarse de la siguiente manera:

Someros.-ProfundosUltraprofundos


20/124

Diseo de Perforacin de PozosDimetro de la tubera

El diseo de un pozo se realiza a partir de la tubera deexplotacin, (de abajo hacia arriba).

La tubera de revestimiento es una parte esencial de la

perforacin y terminacin del pozo. Consiste de tramosde tubera de acero ya sean roscados, para formar unconducto desde la profundidad deseada hasta lasuperficie.

Los diseos ms comnes contemplan las siguientes

tuberas de revestimiento:

1- Tubera de revestimiento conductora2.- Tubera de revestimiento superficial3.- Tubera de revestimiento intermedia4.-Tubera de revestimiento de explotacin


21/124

Diseo de Perforacin de PozosDimetro de la tubera de explotacin

Esta ltima tubera est diseada para soportar lamxima presin del fondo de la formacinproductora y debe evaluarse para que tambinresista las presiones que se manejarn en caso

que el pozo se fracture para aumentar suproductividad.

El dimetro de la tubera de explotacin est enfuncin de los requerimientos, expectativas, ycaractersticas del yacimiento primordialmente l y

problemtica esperada, verificando los esfuerzosa que estar sometida; es decir debe disearse deacuerdo a los requerimientos de produccin,estimulacin y reparacin del pozo.


22/124

Diseo de Perforacin de PozosCOLUMNA GEOLGICA ESPERADA

La columna litolgica consiste en una secuencia al-ternada de rocas sedimentarias. Con el estudiossmico, y los datos geolgicos obtenidos de los po-zos vecinos perforados, se correlaciona y obtiene lacolumna geolgica que se espera atravesar en la in-

tervencin del pozo a perforar.

El conocimiento de estas formaciones geolgicaspermite determinar la existencia de formaciones conpresiones anormales (presiones del fluido anor-malmente altas o bajas) que complican severamentelas operaciones cuando son atravesadas durante la

perforacin.

El conocimiento de las presiones en un rea deter-minada ayuda a prevenir problemas.


23/124

Diseo de Perforacin de PozosCOLUMNA GEOLGICA

ESPERADA

Casi todas las reas queactualmente producenhidrocarburos, se hallan en laplanicie costera y en la plaformacontinental del Golfo de Mxico,sobre una franja que se extiendedesde la forntera de EstadosUnidos, hasta la margen occidentalde la pennsula de Yucatn y delfrente de la Sierra Madre Orientalhasta la plataforma continiental delGolfo de Mxico.


24/124

Diseo de Perforacin de PozosPROGRAMA DE TOMA DE

INFORMACIN

Desde la planeacin del pozo, se incluye unprograma para la toma de informacin queconsiste en determinar los intervalos o

profundidades en los que se correnregistros, se cortan ncleos o se efectaalguna prueba de produccin.

Registros

Generalmente el uso de esta palabra estdirectamente relacionada con los registrosde tipo geofsico.


25/124


INFORMACIN

Registros

SP: Registro de potencial espontneo.

DIL: Registro doble induccin.DLL: Registro doble laterolog.RG: Registro de rayos Gamma.BHC: Registro snico compensado.CNL: Registro neutrnico compensado.FDC: Registro de densidad compensado.LDT: Registro de litodensidad.

HDT: Registro de echados de la formacin.DR-CAL: Registro de desviacin y calibre del agujero.CBL: Registro de cementacin.


26/124


INFORMACINNcleosLas operaciones de corte de ncleos proporcionan muestrasintactas de formacin.

Una de las ventajas geolgicas de los ncleos sobre losrecortes es que se pueden identificar estructuras diagenticas

y sedimentarias a gran escala.

Es el nico mtodo para realizar mediciones directas de laspropiedades de la roca y de los fluidos contenidos en ella.

A partir del anlisis de los ncleos, se tiene un conjunto dedatos muy valiosos como:

LitologaPorosidadPermeabilidadSaturacin de aceite, gas y aguaInterfaces Aceite-Agua, Gas-AceiteRumbo y echado de las capas


27/124


INFORMACIN

Ncleos

As mismo, se busca obtener informacin geolgicaadicional como:

LitologaTexturaEdadDepositacinPlanos de fractura


28/124


PROGRAMA DE TOMA DEINFORMACIN

Tipos de ncleos

Existen dos mtodos para cortar ncleos:

Ncleo de fondoNcleos laterales ( pared del pozo)

La seleccin del mtodo depende de varios factores,entre ellos:

Profundidad del pozoCondiciones del agujeroCosto de la operacinPorcentaje de recuperacin


29/124


PROGRAMA DE TOMA DE INFORMACINTipos de ncleos

Las operaciones de fondo permiten la obtencin de diferentes tipos de ncleos:

Ncleos convencionales

Ncleos encamisados S se desea cortar un ncleo en formaciones pobrementeconsolidadas utilizando la tcnica convencional, la recuperacin es inferior al 10% de lalongitud cortada.

Ncleos orientados se pueden identificar estructuras diagenticas y sedimentarias a granescala. El echado de los estratos, las fracturas y otras estructuras sedimentarias odiagenticas

Ncleos presurizados se presuriza el barril por medios mecnicos en la parte superior einferior de la herramienta. manteniendo las condiciones originales. Para compensar loscambios de presin, se tiene una cmara de N2 a presin regulada. Una vez en lasuperficie, el ncleo se congela por medio de hielo seco o nitrgeno lquido durante 12horas. La desventaja es el costo.


30/124


PROGRAMA DE TOMA DE INFORMACIN

Ncleos de pared

Esta tcnica se utiliza para recuperar pequeas muestras de las formaciones ya perforadasa una profundidad predeterminada.

La pistola se baja con cable y se disparan las cmaras de recuperacin.

Cada herramienta puede recuperar un promedio de 30 muestras a diferentesprofundidades y paredes de agujero.

Esta tcnica se aplica una vez analizados los registros.

El costo es bastante inferior.

Las mediciones realizadas a los ncleos de fondo, tambin pueden efectuarse a lasmuestras de pared.


31/124


INFORMACIN

Sin embargo, existe otro tipo de registrollamado "Registro contnuo de parmetrosde perforacin", que es un monitoreo,

metro a metro, de las condiciones deperforacin.

Este registro puede efectuarse en un slointervalo o bien en todo el pozo e incluyela siguiente informacin:

Velocidad de perforacin.. Exponente "d" y "dc" Costo por metro perforado. Peso sobre barrena

Velocidad de rotaria, R.P.M. Horas de rotacin.. Torsin Densidad y emperatura de entrada ysalida del fluido.

Contenido de cloruros en el fluido ala entrada y salida. Deteccin de H2S y CO2. Presin de bombeo. Contenido de gas en el lodo. Gas de conexin.

Litologa. Emboladas de la bomba. Niveles en presas. Densidad equivalente de circulacin. Volumen de llenado.


32/124

Diseo de Perforacin de PozosRECOPILACIN Y ANLISIS DE LA INFORMACIN DE

POZOS DE CORRELACIN

Uno de los aspectos ms importantes en el proceso deldiseo de la perforacin de un pozo es el de determinar las

caractersticas tcnicas (formaciones a perforar,estabilidad, etc) y problemas que se podran encontrardurante la perforacin del mismo.

Esto se puede realizar mediante el anlisis de lainformacin generada en el campo.

De la calidad y cantidad de informacin disponibledepender la calidad del proyecto a realizar


33/124


POZOS DE CORRELACIN

Uno de los aspectos ms importantes en el proceso deldiseo de la perforacin de un pozo es el de determinar las

caractersticas tcnicas (formaciones a perforar,estabilidad, etc) y problemas que se podran encontrardurante la perforacin del mismo.

Esto se puede realizar mediante el anlisis de lainformacin generada en el campo.

De la calidad y cantidad de informacin disponibledepender la calidad del proyecto a realizar


34/124


POZOS DE CORRELACIN

Pozos exploratorios.-

La informacin disponible para el diseo de la perforacin en pozos exploratorios se limitaa estudios geolgicos y geofsicos realizados en el campo prospecto.

El conocimiento geolgico del rea le permitir:-Determinar la geologa del pozo a perforar.-Identificar anomalas geolgicas que pueden encontrarse durante la perforacin.

El empleo de la informacin geofsica, en particular informacin sismolgica permite :

determinar la litologa a perforar,presiones de formacin y fractura,propiedades mecnicas de las formaciones yechados de las formaciones.


35/124


POZOS DE CORRELACIN

Pozos de desarrollo.- Se contar con la informacin generada durante la perforacin depozos perforados anteriormente en el mismo campo.

Registros geofsicos

La existencia de ciertos registros geofsicos nos ayuda para predecir lo que se espera enel pozo a disear. Por ejemplo, los registros de resistividad y/o de porosidad nospermiten efectuar una prediccin adecuada de las presiones de formacin y para poderrealizar el diseo del pozo a perforar.

De la cuantificacin correcta de estas presiones depender la profundidad deasentamiento de tuberas de revestimiento, programas de densidades del fluido deperforacin, diseo de lechadas de cemento y diseo de tuberas de revestimiento; esdecir el diseo total del pozo.


36/124

c

Fundamentos y Procesosen las Operaciones e Ingeniera

de Perforacin

Fases comunes en pozos profundos

Proceso de: Perforacin

Circulacin Viajes

Revestimiento

Cementacin

Registros Completacin (Caoneo)

Problemas especiales


37/124

c

Fases comunesen Pozos Profundos

Fase Hoyo()

I

II

III

IV

V

VI

36

26

17 1/2

12 1/4

8 1/2

5 7/8

Piloto

Conductor

Superficial

Intermedio

Productor

p/Camisa

Tipo de Hoyo


38/124

c

Proceso de Perforacin

Descripcin del proceso

Etapas del proceso

Seleccin de la mecha

Evaluacin inicial


39/124

DISEO DE SARTAS

DE PERFORACION


40/124

CONTENIDO

SARTA DE PERFORACION

MECANISMO DE FALLAS DE LAS SARTAS DE PERFORACION

BHA (BOTTON HOLE ASSEMBLY)

COMPONENTES DE LA SARTA DE PERFORACION

GUIA PARA LA SELECCION DE LA CONEXIONES DE LOS DRILL COLLAR

BSR

TRANSICION ENTRE COMPONENTES DE LA SARTA DE PERFORACION

ANALISIS DE LA SARTAS DE PERFORACION

METODOLOGIA PARA EL DISEO DE SARTAS DE PERFORACION


41/124

c

Etapas del Proceso

Perforar la longitud del cuadrante.Sacar el cuadrante.Repasar el tramo perforado.

Levantar el cuadrante y desenroscarlopara aadir un nuevo tubo.

Llevar el cuadrante alhoyo ratn.Levantar el tubo y enroscarlo en lasarta de perforacin.Meter el tubo.Bajar el cuadrante e iniciar nuevo ciclo.


42/124

c

Seleccin de la Mecha

Seleccin inicial.

Factor de Perforabilidad.

Costo por pie.


43/124

c

Seleccin Inicial

Barrenas con dientes o insertos largos. Dientes en forma de cincel. Barrenas que responda ms a la rotacin que alpeso.

Semidura o dura

Abrasiva

Suave o blanda

Barrenas con dientes de insertos ms pequeos. Configuracin de dientes o insertos. Barrenas con poca descentralizacin. Barrenas que respondan ms al peso que a la rotacin.

Barrenas con proteccin de calibre.


44/124

c

Factor de Perforabilidad

Ecuacin:

Donde:

K : Factor de perforabilidadROP : Tasa de penetracin de la barrena, m/hr.W : Peso de la barrena por pulgadas de dimetro

del ajugero, lbs/pulg.R pm: Revoluciones de la mesa rotatoria, ( l/min)

K =F

ROP

W x R pm

F


45/124

c

Costo por Pie

Ecuacin:

Donde:

Cp : Costo de perforacin por pie, Bs. / pie.Cm : Costo de la barrena, Bs.Ce : Costo de operacin fijo del equipo de perforacin,

Bs./hr.

Tv : Tiempo de viaje, hrs.Tp : Tiempo perforando, hrs.Pp: Pies perforados por la barrena, pies

C =P

Cm + Ce (Tv + Tp)

Pp


46/124

c

Costo por Pie

RepresentacinGrfica


47/124

c

Mecanismo de Corte


48/124

c

Longitud deLos DC


49/124

c

Proceso de Circulacin

Tipos

Ciclo del fluido

Funciones

Seleccin

Fluido de Perforacin


50/124

c

Proceso de Circulacin

Fluido dePerforacin


51/124

c

Proceso de Viaje

Procedimiento operacionalPresiones de surgencia

Presiones de succin

Llenado correcto del hoyo


52/124


53/124

Presin HidrostticaEs la presin ejercida por una columna de fluido.Ph= 0.052 * Densidad de lodo (lpg) * Profundidad (pie) LpgPh= 0.069 * Densidad de lodo (lpc) * Profundidad (pie) Lpc

DEFINICIONES BSICAS

HD D D

La presin hidrosttica es independiente de la forma del recipiente


54/124

Presin de CirculacinEs la presin necesaria para vencer la friccin entre el fluido de

perforacin y cualquier superficie con la cual est en contactodurante su movimiento en la tubera, en la mecha y en el espacioanular.


55/124

Presin de SobrecargaEs la presin ejercida por el peso combinado de la matriz de la

roca y los fluidos contenidos en los espacios porosos de la misma( agua, hidrocarburos, etc.), sobre una formacin en particular

espacio

p

FuerzaDe sobrecarga

EsfuerzoDe la matriz


56/124

Presin de Fractura:Es la presin necesaria para inyectar fluido a un yacimiento,fracturndolo.

Para que ocurra la fractura es necesario que la presin ejercida

sobre la formacin sea mayor que la suma de la presin de poros

mas la componente horizontal de la presin de sobrecarga.

Se puede tambin determinar mediante la prueba de integridad

de presin


57/124

Presin de Formacin:Tambin conocida como presin de poro o presin de yacimiento, es

la presin ejercida por los fluidos confinados dentro de los poros deuna formacinSe pueden clasificar de acuerdo a su valor de gradiente de presin,en normales, subnormales y anormales

SUBNORMAL ANORMALNORMAL

0.433Gradiente de presin

del agua dulce

0.466Gradiente de presin

del agua salada

Las formaciones con presin subnormal, corresponden a yacimientos naturalmenteFracturados o formaciones agotadas


58/124

Formaciones de Presin Anormal:

Son presiones de formacin con valores mayores a 0.465 lpc/pie.Generalmente estos valores de gradiente corresponden ayacimientos aislados o entrampados.

Origen:* Compactacin anormal de sedimentos

Mecanismos que provocan presiones anormales:Efectos de compactacin, diageneticos, de densidad diferencial y de

migracin de fluidos


59/124


Como se detectan ?

Antes, durante o despus de la perforacin

Registro Ssmico

Perfil de velocidadesde reflexin de las ondas

Interpretacin de datos. Velocidad de penetracin. Exponente d

. Cambio de las prop. del lodo

. Temperatura del lodo

. Anlisis de muestras

. Densidad de lutita

Registro elctricos

. Resistividad

. Snico

. Conductividad


60/124


Exponente d :

D = log (R/N) / log (12W/106 D)Donde:

R = Tasa de penetracin

N = Revoluciones por minuto de la mesaW = Peso sobre la mecha

D = Diametro de la mecha

60 = factor de conversion de rpm a rph

106 = factor de escala


61/124

Gradiente de Fractura:Variacin del valor de la presin de fractura por unidad deprofundidad del hoyo

Gradiente de Presin de Sobrecarga :Variacin del valor de la presin de sobrecarga por unidad deprofundidad del hoyo

Gradiente de PresinEs la variacin de la presin por unidad de profundidad y viene dadoen psi/pie. GP = 0.052 * Dlodo (lbs/gal).


62/124

Sobrebalance:Es la diferencia que debe existir entre la presin hidrosttica de

una columna de fluido y la presin del yacimiento a la misma

profundidad.

Relacin entre presiones:

Ph < PfLa presin hidrosttica siempre debe ser menor que la presin defractura para evitar perdidas de circulacin

Ph > PyLa presin hidrosttica siempre debe ser mayor que la presin deyacimiento (presin de formacin), para evitar el flujo de fluidosdesde el yacimiento hacia el hoyo


63/124

MANIFESTACIONSe puede definir como el flujo

de fluidos desde la formacin

hacia el pozo, ocasionado por

un desbalance entre la

presin hidrosttica de la

columna de lodo y la presin

del yacimiento (Ph>Py).

AT

AC


64/124

Reventn o descontrol

Es uno de los riesgos ms temidosy potencialmente el ms costosode los que puede suceder durantela perforacin. Puede generarselentamente mediante

manifestaciones leves o severas, oun drstico y violento desequilibrioentre la presin de formacin y laque ejerce la columna de lodo, locual permite que los fluidos de la

perforacin irrumpan velozmentehacia el pozo y lleguen a lasuperficie sin que el personal deltaladro tenga tiempo para controlarel flujo.

AT

AC


65/124

Causas

que pueden originar

una manifestacin


66/124

*Llenado inadecuado del hoyo


67/124

*Densidad insuficiente del lodo

DENSIDAD INADECUADA

Ph < Py

Invasin de fluidosal pozo

Ph >> Py

. Exceder gradiente de fractura

. Pega diferencial

. Reduccin de la tasa de penetracin


68/124

*Suabeo (succin achique)


69/124

*Perdida de circulacin

TIPOS

INDUCIDA

NATURALYacimientos fracturados

Yacimientos agotados

Densidades de lodoinadecuadas

Efecto pistn


70/124

*Lodo cortado por gas:

Lodo

GASDisminucin de Hidrosttica

Gas de viaje Gas de Conexin

Lutitas Presurizadas

Arenas productoras

Reduccin de la densidad

Arremetida


71/124

*Perforacin de formaciones con Presiones Anormales

Punto dePresin normal

Punto dePresin anormal

1 2


72/124

Indicadores de una manifestacin


73/124

PERFORANDO:

* Aumento de flujo en la lnea de retorno

* Aumento de volumen en las presas

* Aumento de la velocidad de penetracin

* Incremento de las unidades de gas

* Lodo contaminado con agua salada

* Disminucin de presin de circulacin y aumento de

las emboladas de la bomba

* Pozo fluye con las bombas paradas


74/124

* El pozo no toma volumen de lodo adecuado

DURANTE UN VIAJE :

Tanque de viaje


75/124

Procedimientos de cierre del pozo

TIPOS

PERFORANDODURANTE UN VIAJE

SUAVE

DURO

OPERACIONES DE REHABILITACIONY REPARACION DE POZOS

PERFORANDO


76/124

PERFORANDO

Perforando

Parar Mesa Rotaria y LevantarCuadrante

Parar Bombas

Flujo con lasbombasapagadas

Verificar Alineacin del Pozo

Abrir HCR, cerrar la Vlvulaesfrica y el estrangulador

Anotar Presiones y volumen deganancia en los tanques

Seleccionar mtodo de control

Activar Rotaria

Encender Bombas yBajar Cuadrante

Tomar Accin

Analizar Causa Indicador

Si

No

Si

No Indicadores deArremetidas

DURANTE UN VIAJE


77/124

Viaje

Poner ultimo tuboa tiro de cua

Retirar elevador

Cerrar vlvula de seguridad

Abrir HCR, cerrar la VlvulaEsfrica y el Estrangulador

Conectar Cuadrante

Abrir valvula de seguridad

Instalar Inside Preventer

Si

No Indicadores de

Arremetidas

Instalar vlvula de seguridaddel cuadrante abierta

Flujo?

Si

Leer presiones de cierrey ganancia en los tanques

Seleccionar mtodocontrol

No

Abrir vlvula de seguridad

Bajar sarta por parejas

Flujo?Si No Fondo

?Si

No

Circular

DURANTE UN VIAJE


78/124

Prueba de Integridad de Presin

Procedimiento operacional que permite, una vez

realizada, evitar problemas de perdida de

circulacin por fractura de la formacin , alutilizarse altas densidades de lodos.

Tambin es necesario conocer la presin defractura para determinar la Mxima Presin Anular

Permisible en la Superficie (MPAPS)



79/124


Preparativos para realizar la P.I.P:

1. Realizar la prueba de presin al revestidor

Presin de Bomba

P b d I id d d P i


80/124



2. Perforar cople flotador, cemento y zapata

P b d I t id d d P i


81/124



3. Perforar 10mts de agujero nuevo debajo de la zapatay circular hasta obtener retornos limpios



82/124



4. Levantar la tubera hasta que la barrena quede encimade la zapata y luego cerrar el prereventn anular

Presin de Bomba



83/124

Prueba de Integridad de PresinRealizacin de la P.I.P:

Etapa A: Se bombea lentamente al pozo a una tasa pre-seleccionada de lodo de

a barriles por minuto. Al comienza del bombeo el sistema se

compensara. Luego se observara un aumento constante de presin por

cada volumen de lodo bombeado

Etapa B: Se procede a construir una grafica donde se registren los de

aumentos de presin con el volumen bombeado acumulado

Etapa C: Cuando los puntos graficados comienzan a apartarse de la recta,

se ha encontrado el limite de la prueba de integridad. En estepunto la formacin ha comenzado a ceder y se nota menos incremento

de presin correspondiente a un volumen constante

Etapa D: Se detiene la bomba y se observa el pozo por un tiempo prudencial



84/124

A

B

LIMITE ANTICIPADODE LA PRUEBA

C BOMBAS PARADAS

D

FIN DE LA PRUEBA

DLE= Peso del lodo en el hoyo + Limite PIP/ 0.052 * Prof. Zapata

Se bombea lentamente al pozo a una tasa pre-seleccionada de lodo de a barriles

por minuto. Al comienza del bombeo el sistema se compensara. Luego se observara un

aumento constante de presin por cada volumen de lodo bombeado

A Se procede a construir una grafica donde se registren los de aumentos de

presin con el volumen bombeado acumuladoBC

Cuando los puntos graficados comienzan a apartarse de la recta, se haencontrado el limite de la prueba de integridad. En este punto la formacinha comenzado a ceder y se nota menos incremento de presin

correspondiente a un volumen constante

Se detiene la bomba y se observa el pozo por un tiempo prudencialD


85/124

CCuando los puntos graficados comienzan a apartarse de la recta, se haencontrado el limite de la prueba de integridad. En este punto la formacinha comenzado a ceder y se nota menos incremento de presin

correspondiente a un volumen constante

Se detiene la bomba y se observa el pozo por un tiempo prudencialD


86/124

Hoja de calculo para el control de arremetidas

Informacin que se debe pre-registrar:

.- Mxima Presin Anular Permitida en Superficie ( MPAPS )MPAPS = Pf Ph zapata

MPAPS = 0.052 * ( DEL D lodo ) * H zapata (LPPC)

.- Presin de la bomba a velocidades reducidas

.- Capacidad de mezcla de Barita en el taladro

.- Capacidades internas de la sarta como del anular


87/124


Calculo de los parmetros :

Dc = Do + PCT/ 0.052 * PVVPVV: Prof. Vertical verdadera

.- Presin de Cierre de Tubera (PCT) y en revestidor (PCR)

.- Ganancia en los tanques

.- Densidad del lodo para controlar

.- Cantidad de material densificante requerido

Sx = 1470 (Dc-Do) / 35.5 - DcSc = numero de sacos de Barita / 100 Bls lodo

Dc = densidad de control (lpg)Do = densidad original (lpg)

35.5 = densidad de la Barita (lpg)


88/124



.- Velocidad reducida

.- Presin inicial de circulacin

.- Tiempo recorrido por el lodo desde superficie a la mecha

PIC = PCT + PRBPRB = Presin reducida de bombeo

tsup-mecha = Emb. sup-mechaEmb sup - mecha = numero de emboladas sup-mecha

tb = tasa de bombeo (Emb/min)



89/124



.- Tiempo de bombeo y volumen para que el tope del influjollegue a la zapata del revestidor

.- Tiempo desde la zapata hasta el estrangulador o superficie

t1 = V m-z/ tasa de bombeo (bls/min)V m-z = volumen desde la mecha hasta la zapata (bls)

t2 = V z e / tasa de bombeo (bls/min)V z - e = volumen desde la zapata hasta el estrangulador (bls)

.- Tiempo total de bombeo

Ttb = tb + t1 + t2



90/124



.- Gradiente y altura del influjo

h inf = ganancia / Capacidad

G inf = Go * (PCR - PCT) / h infG inf : Gradiente de influjo (lppc)

Go : Gradiente de lodo original (lppc)h inf:Altura del influjo (pies)Cap : Capacidad anular donde se encuentra el influjo (bls/pie)

.- Presin final de circulacinPFC = PRB * Dc / Do

Dc = Densidad del lodo de control (lpg)Do = Densidad del lodo original (lpg)


91/124

Mtodos de Control de Arremetidas


92/124

Mtodos de Control de Arremetidas

Convencionales:

.- Mtodo del Perforador

.- Mtodo del Ingeniero

.- Mtodo Concurrente

No -convencionales:

M d d l P f d


93/124

Mtodo del Perforador:

Se realiza en dos ciclos de circulacin:

La primera circulacin desplaza el fluido infiltrado ylo conduce por el espacio anular hacia la superficie.

Esta circulacin se efecta empleando el mismo lodode perforacin utilizado cuando surgi la arremetida

La segunda circulacin consiste en hacer circular

lodo mas denso para contener la presin de laformacin, reemplazando al fluido existente en elpozo



94/124


Como realizar la primera circulacin:

Paso Accin Como Hacerlo

1 Iniciar la circulacin Abriendo el estrangulador yponiendo en operacin la bomba ala velocidad de circulacin anterior,

mantenindola constante

2 Mantener constante velocidad debombeo

3 Mantener constante la presin dela tubera de revestimiento

Utilizando el estrangulador de latubera de revestimiento



95/124

Como realizar la primera circulacin:Paso Accin Como Hacerlo

4 Mantener constante la presin dela sarta de perforacin en un delos siguientes valores:

. En el valor obtenido al sumarla presin de tubera a la presinde circulacin ( a la presin debombeo previamente elegida)

. En el valor observado cuandola bomba alcanza una velocidadconstante,seleccionada mientrasse mantiene constante la presinde la tubera de revestimiento

Modificando la apertura delestrangulador de la tubera derevestimiento



96/124


Como realizar la primera circulacin:Paso Accin Como Hacerlo

5 Si no ha salido todo el gas, repetirel procedimiento desde el paso 2

6 Detener la circulacin Deteniendo la bomba y cerrando elpozo



97/124


Como realizar la segunda circulacin:Paso Accin Como Hacerlo

1 Preparar lodo a la densidadrequerida

La presin de cierre de la sarta seutiliza para calcular el aumento dela densidad del lodo necesaria para

equilibrar la presin de la formacin

2 Bombear constantemente a lamisma velocidad utilizada duranteel primer ciclo de circulacin

3 Mantener constante la presin dela tubera de revestimiento en elvalor de la ultima presion de cierreobservada

La velocidad de la bomba dependede la velocidad con que se mezclela Barita, para mantener la

densidad deseada



98/124

Como realizar la segunda circulacin:

Paso Accin Como Hacerlo

4 Trasladar el control de la presinde la operacin a la sarta deperforacin, empleando el valor depresin observado en la sarta

cuando se lleno

Regulando el estranguladormientras el espacio anular se llenacon nuevo lodo

5 Parar la circulacin

6 Observar que las presiones en lasarta y en la tubera derevestimiento sean cero

7 Si las presiones no son cero,repetir desde el paso 1

8 Cerrar el pozo

Mtodo del Perforador :


99/124

Ejemplo del mtodo del perforador:

Presin de cierre en la tubera de perforacin (PCT) : 260 lpc

Presin de cierre del Revestidor (PCR) : 400 lpc

Presin reducida de circulacin : 1000 lpc

Presin Hidrosttica : 6500 lpc

Lodo utilizado : 12 lpgAltura de la columna : 10000 pies

Tubera260

Revestidor400

10000 pies

6500 Presin de formacin

Lodo12 lpg

PRIMERA CIRCULACION


100/124

Tubera1260

Revestidor400

6500 Presin deformacin

Lodo12 lpg

I

La suma de la presin de cierre de lasarta de perforacin mas la presinhidrosttica equilibra la presin deformacin

II

La circulacin del lodo hace que el gasse desplace hacia arriba por el espacioanular.La presin en la tubera derevestimiento aumenta y la presin dela sarta de perforacin se mantieneconstante ajustando el estrangulador

III

Cuando el gas alcanza la superficie selogra la mxima presin en elrevestidor

Tubera1260

Revestidor900

Lodo12 lpg


Tubera1260

Revestidor

1500

Lodo12 lpg


SEGUNDA CIRCULACION


101/124

IVInicialmente se observa la misma presin en la

sarta de perforacin que se utiliz en la

primera circulacin ( 1260 1ppc).

Ntese que la presin de circulacin en la

sarta de perforacin equivale a la presin de

circulacin reducida (1000 1ppc) mas la PCR

(260 1ppc), mientras se hace funcionar la

bomba a 35 RPM.

V

La presin de circulacin disminuye a 1040 lpcporque la sarta se llena con un lodo

densificado.

Mientras se efecta la circulacin la presin en

la tubera de revestimiento se mantiene a 260

lpc

VIEl control de la presin es trasladado de la

tubera de revestimiento a la sarta de

perforacin y se mantiene en 1040 lpc durante

el llenado del espacio anular

Cuando el lodo de control llega a la superficie,

la presin en la tubera de revestimiento es

cero el impiderreventon puede ser abierto

Tubera1260

Revestidor260


Lodo12.5 lpg

Tubera1040

Revestidor260


Lodo12.5 lpg

Tubera1040

Revestidor

0


Lodo12.5 lpg

Mtodo del Ingeniero


102/124

Mtodo del Ingeniero :

Llamado tambin mtodo de esperar y pesar, es unavariante del mtodo del perforador y esta basado en elcaso de que se pueda preparar el nuevo fluido con ladensidad requerida en corto tiempo mientras se mantieneel pozo cerrado. No se da inicio a la circulacin hasta quese densifique el lodo en los tanques

Este mtodo realiza una nica circulacin, para introducirel lodo de mayor densidad y eliminar el influjo de gas,petrleo o agua salada

En que consiste el Mtodo del Ingeniero :


103/124


Etapa Descripcin

1 Antes de comenzar la circulacin se mezcla en los tanques de succin elvolumen de lodo requerido para el control de la presin del pozo

2 Se hace funcionar la bomba a la tasa reducida de control de circulacin hasta

que la bomba alcance la velocidad reducida seleccionada3 Se mantiene constante la presin de la tubera de revestimiento a su valor de

cierre, mediante ajustes del estrangulador

4 Una vez que la bomba alcanza la velocidad constante elegida, se lee la presininicial de circulacin en el indicador de presin de la sarta

5 A medida que se bombea lodo densificado por la sarta, la presin de circulacininicial disminuyeEsta disminucin es equivalente a la presin de cierre de la sarta de perforacinmenos el aumento de presin de friccin ocasionado por el lodo mas denso amedida que es bombeado hacia debajo de la sarta



104/124


Etapa Descripcin

6 Una vez que el lodo de control llega a la mecha, la presion de circulacion semantiene constante hasta que el fluido de perforacin es bombeado fuera delpozo

7 La presin en la tubera de revestimiento aumenta hasta que el influjo llega a lasuperficie, luego disminuye a cero cuando el espacio anular se llena con el fluidodensificado

Mt d C t


105/124

Mtodo Concurrente :

Tambin conocido como Mtodo de Densificar poretapas, consiste en comenzar de inmediato la circulacinajustando gradualmente la densidad del lodo de acuerdoa un programa determinado

En este mtodo es necesario calcular los ciclos debombeo requeridos para circular el lodo hasta el fondo dela sarta de perforacin para los incrementos de densidaddel lodo seleccionado

Profundidad de Asentamiento


106/124

Profundidad de Asentamiento

Proceso de Revestir


107/124

Proceso de Revestir

1. Tipos derevestidores

Presionesanormales, etc.

Proceso de Revestir


108/124

Proceso de Revestir

Tubo conductor:

Puede ser hincado o seperfora

Se cementa.

Su objetivo es:

Aislar acuferos superficiales

Tener un medio para lacirculacin del fluido deperforacin


Proceso de Revestir


109/124

Proceso de Revestir

Tubera superficial:

Tiene como objetivo, aislar

acuferos superficiales einstalar conexionessuperficiales de control.


Proceso de Revestir


110/124

Proceso de Revestir

Tubera intermedia 1:

Se cementa en la cima de lazona de presinanormalmente alta, paracambiar la base del lodo deperforacin e incrementar la

densidad del mismo.

Tubera intermedia 2:

Se cementa a la salida de lazona de presin anormal para

bajar la densidad al lodo deperforacin y perforar la zonade inters.


Proceso de Revestir


111/124

Proceso de Revestir

Tubera de explotacin:

permite la explotacin

selectiva de los intervalosque presenten las mejorescaractersticas para ello.


Proceso de Revestir


112/124

Proceso de Revestir

2. Tubera de

RevestimientoConductora

3 Propiedades deProceso de Revestir


113/124

3. Propiedades deComportamiento

Falla de tensinen el cuerpode la tubera

Falla de estallidopor presin interna

Falla de colapsopor presin externa

Dimetro


114/124

Dimetrode las

tuberas derevestimientoy barrenas

Proceso de


115/124

c

Proceso deCementacin

Proceso de Cementacin


116/124

c




117/124

c


C i


118/124

c

CementacinForzada


119/124

c

Proceso de Registro

Porosidad ( O )

Permeabilidad ( K )

Saturacin de fluidos

Caractersticas

Tipos de Registros


120/124

c

p g

Litologa Potencial espontneo

Rayo Gamma

Resistividad

Porosidad

Elctrico

Induccin elctrica

Induccin doble Latero perfil

Registros especiales

Velocidad acstica Densidad

Neutrn

Proceso de Completacin


121/124

c

pTipos

1. Completacina Hoyo Abierto

Revestidorde Produccin

ZonaPetrolfera

Intervalo a hoyo abierto

Cemento



122/124

c

2. Completacincon tuberaranurada nocementada


Cemento

ZonaProductora

Colgadorde la

tuberaranurada

Tuberaranurada

Tipos



123/124

c

3. Completacina HoyoRevestidoy Caoneado


Cemento

ZonaProductoraCuello flotador

Perforaciones

Problemas Especiales


124/124

Problemas comunes

Derrumbe de las formacionesPrdida parcial o total de la circulacin del lodo

Desviacin del hoyo

Restriccin del dimetro del hoyo

Atascamiento de la sarta de perforacin

Desenrosque de elementos de la sarta

y por ende tareas de pesca

Arremetidas

Reventones

3 ingenieria de perforación diseno 2

Documents