POZO PETROLERO

Un pozo petrolífero refiere a cualquier perforación del suelo diseñada con el objetivo de hallar y extraer fluido combustible, ya sea petróleo o hidrocarburos gaseosos.

PERFORACIÓN DE POZOS PETROLEROS

La única manera de saber realmente si hay petróleo en el sitio donde la investigación geológica propone que se podría localizar un depósito de hidrocarburos, es mediante la perforación de un pozo.

La profundidad de un pozo es variable, dependiendo de la región y de la profundidad a la cual se encuentra la estructura geológica o formación seleccionada con posibilidades de contener petróleo.

Los primeros pozos petroleros se perforaban mediante percusión, martillando una herramienta sujeta a un cable. Poco tiempo después las herramientas de cables fueron sustituidas por la perforación rotatoria, que permitía perforar a mayor profundidad y en menor tiempo.

MÉTODOS PARA PERFORAR UN POZO

Perforación a percusión

Es un método lento y de profundidad limitada, que rara vez se utiliza. Se basa en triturar la roca elevando y dejando caer una pesada barrera cincel con vástago sujeto al extremo de un cable. Cada cierto tiempo se extrae la barrera y los fragmentos de roca triturada se suspenden en agua y se eliminan sacándolos a la superficie lavado a presión o bombeo.

Perforación rotatoria

Estos equipos se caracterizan porque trabajan girando o rotando la broca, tricono o trépano perforador.

El sentido de la rotación debe ser el mismo usado para la unión o enrosque de las piezas que constituyen la sarta de perforación. Todas las brocas, trépanos o triconos, son diseñados para cortar, triturar o voltear las distintas formaciones que pueden encontrarse a su paso. Estas herramientas son diseñadas para cada tipo de formación o terreno.

TALADRO DE PERFORACION PETROLERO

También llamado torre de perforación, es un dispositivo utilizado para realizar la perforación del sueño, generalmente entre 800 y 6.000 metros de profundidad, para pozos ya sean de gas, agua o petróleo. Los taladros son utilizados para realizar un proceso llamado perforación de pozos, el cual consiste en el hacer un orificio en suelo hasta llegar a la trampa petrolífera (lugar donde se encuentra el petróleo en el subsuelo). Este orificio se hace con una barrena o mecha que posee la torre de perforación, la cual se encuentra sostenida por un sistema de polea; mientras que las acciones son controladas mediante una mesa rotatoria, la cual a su vez es movida por motores en un área denominada malacate para lograr la extracción de manera efectiva.

TIPOS DE TALADROS

En Tierra: Son llamados Taladros, perforan sobre la superficie terrestre o tierra firme. Pueden ser pequeños (Chivitos) los cuales se utilizan para perforar pozos someros, es decir de poca profundidad o Taladros Grandes para perforar pozos más profundos.

Jack Up, Tritón o Autoelevadizas: Perfora pozos costa afuera, posee pilares que soportan la cubierta del equipo. Dichos pilares se apoyan en el fondo del mar o lago, y posterior mente se eleva la plataforma del nivel del agua.

Plataformas de Perforación: Es una estructura inmóvil a poca distancia de la costa, es decir, una vez levantada no se mueve del sitio de la perforación. Se perforan varios pozos desde la plataforma. La hay de estructura de acero, tipo cajón y de base de hormigón.

Sumergibles: Son equipos que permanecen en el fondo del mar o lago mientras perforan, son utilizados en aguas poco profundas. Tienen unos compartimientos que se inundan para que se pueda sumergir. Los hay de Barcazas de pilares, Sumergible Ártico, entre otros.

Semisumergibles: Es un equipo que perfora pozos costa afuera. Cuando se inundan los compartimientos hacen que el equipo se sumerja parcialmente a una profundidad determinada. Estos equipos hay que anclarlos para mantenerlos en su sitio durante la perforación. Pueden perforar pozos en aguas profundas.

Buques de Perforación: Es un grupo flotante y autopropulsado para perforaciones a corta y mediana distancia de la costa.

Partes de un taladro de perforación rotatoria: Existen muchas partes que conforman un equipo de perforación rotatoria. Una parte de ellas se encuentra en la superficie y otra parte en el subsuelo.

ETAPAS DE LA PERFORACIÓN DE POZOS PETROLEROS

Involucra el armado, Instalación y puesta en marcha del Equipo de Perforación. Perforación del pozo e instalación de la Cañería Guía, cuyo objetivo es consolidar el primer

tramo del Pozo. Se continúa con la perforación y se instala la cañería superficial cuyo objetivo es servir de

base para las instalaciones de seguridad. En esta etapa comienza el control de la Verticalidad del Pozo.

Comprende la perforación de acuerdo al programa, involucra la instalación de las cañerías intermedia cuyo objetivo es sellar y aislar zonas que puedan contaminar el lodo, aprisionamiento. Etc.

Perforación del último tramo y su entubación con la cañería de producción. Posteriormente se baja herramienta de producción y el pozo pasa a organismos de producción.

SISTEMA DE PERFORACION ROTATORIA

Es el sistema de proporcionar la rotación necesaria a la sarta para que la mecha pueda penetrar la corteza terrestre hasta las profundidades donde se encuentran los yacimientos. Este sistema lo

conforman: el ensamblaje rotatorio que puede ser convencional o top drive, la sarta de perforación y las mechas de perforación.

Tiene 3 Sub-Componentes Mayores:

Ensamblaje de mesa rotatoria o top drive La mesa rotatoria o colisa: la colisa va instalada en el centro del piso de la cabria.

Descansa sobre una base muy fuerte, constituida por vigas de acero que conforman el armazón del piso, reforzado con puntuales adicionales.

La junta giratoria: la junta giratoria tiene tres puntos importantes de contacto con tres de los sistemas componentes del taladro. Por medio de su asa, cuelga del gancho del bloque viajero. Por medio del tubo conector encorvado, que lleva en su parte superior, se une a la manguera del fluido de perforación, y por medio del tubo conector que se proyecta de su base se enrosca a la junta Kelly.

La sarta de perforación

La sarta de perforación es una columna de tubos de acero, de fabricación y especificaciones especiales, en cuyo extremo inferior va enroscada la sarta de las trabarrena y en el extremo de esta esta enroscada la barrena, pieza también de fabricación y especificaciones especiales, que corta los estratos geológicos para hacer el hoyo que llegara al yacimiento petrolífero.

La barrena La barrena de perforación: Cada barrena tiene un diámetro específico que determina la

apertura del hoyo que se intente hacer. La tubería lastrabarrena: durante los comienzos de la perforación rotatoria, para conectar

la barrena a la sarta de perforación se usaba una unión corta, de diámetro externo mucho menor, naturalmente, que el de la barrena, pero algo mayor que el de la barrena, pero algo mayor que el de la sarta de perforación.

PARTES DEL TALADRO DE PERFORACIÓN ROTATORIA

Un taladro de perforación rotatorio está compuesto básicamente por cinco sistemas:

Sistema de elevación: su función principal es soportar el sistema de rotación, además de proporcionar el desplazamiento vertical necesario a la sarta de perforación durante el enrosque o desenrosque de la tubería. Se cree que este es el sistema que más energía necesita pues tiene que soportar el peso de cientos de metros de tuberías pesadas en un proceso de elevación de decenas de toneladas. Con los avances en la tecnología los antiguos sistemas de poleas se han reducido dando paso a sistemas hidráulicos.

Sistema de rotación: depende del tipo de taladro. El más común es el de mesa rotatoria, que consiste en una mesa giratoria ubicada al pie del taladro. Este posee un agujero en su centro generalmente de forma hexagonal por el cual se introduce la tubería de perforación. Dicha tubería, que también es de forma hexagonal rota junto a la mesa accionado por una conexión de diferenciales que va unida a un motor de alta potencia.

Sistema de circulación: en este sistema se trabaja con altas presiones, ya que consiste en la circulación de lodo químico a alta precisión, cuyo objetivo es “lubricar”, “refrigerar” y “transportar” los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno. Es de

vital importancia ya que sin este sistema el taladro no lograría penetrar ni siquiera 5 metros en el suelo, debido a que la gran fricción generada elevaría la temperatura y fundiría la mecha. Está compuesto por:

Bombas de lodo: estas bombas son el corazón del sistema de circulación. Su función principal es el de mover grandes volúmenes de lodo a alta y bajas presiones. Las más comunes son:

Bombas dúplex: son bombas que llevan dos cilindros, y son de doble acción, es decir, desplazan lodo en dos sentidos en la carrera de ida y vuelta. Este tipo de bomba queda definido por: diámetro del vástago del pistón, diámetro de la camisa y la longitud de la camisa.

Bombas triplex: son bombas que llevan tres cilindros, y son de simple acción, es decir, desplazan en un solo sentido, este tipo de bomba queda definido por: diámetro de la camisa y longitud de la camisa.

Manguera de inyección: es una manguera de goma reforzada, flexible y extremadamente fuerte. La característica de flexibilidad permite bajar y elevar la tubería de perforación durante las operaciones de perforación mientras el lodo (extremadamente abrasivo) se está bombeando a través y hacia debajo de la tubería. Son por lo general de 7.62 mm o más de diámetro interior para que no se tengan en ellas caída de presión apreciable y están disponibles en largos mayores de 75 pies.

Separador Gas/Lodo: son las primeras unidades del equipo de control de control de sólidos, es una unidad que separa y ventea o quema el gas del lodo que sale del pozo y que puede haber sido contaminada durante la perforación. Los separadores de gas/lodo no tiene partes móviles y el proceso de separación se lleva a cabo por diferencia de densidades entre los componentes a separar.

Zaranda Vibratoria: tiene como función primaria separar la fracción más gruesa de los recortes, partículas entre 74 (mesh 200x200) y 600 micrones (mesh 30x30). Se compone de una o varias mallas separadas que están montadas en un caja vibratoria conectada a un motor eléctrico, el cual a través de poleas o ejes, le imprime la vibración necesaria para separar los sólidos del fluido.

Los fluidos: son el componente básico del sistema de circulación, que lo mantiene en constante movimiento, solo se interrumpe el flujo al agregar barras de sondeo o por el cambio de trepano. Su composición depende de las características físico-químicas de las capas a perforar: profundidad final, disponibilidad, costos, contaminación, etc. El fluido puede ser: agua (dulce o salada), hidrocarburos, mezclas de ambos, gas o aire.

Sistema de seguridad: está compuesto principalmente por válvulas que se instalan en la boca del pozo para controlar las altas presiones a las que sale el petróleo una vez que se haya llegado al yacimiento.

Sistema de potencia: anteriormente solía componerse por enormes calderas y motores a vapor, pero por razones de seguridad y espacio fue sustituido por motores diésel que son de reducido tamaño y de mucha eficacia.

OBJETIVOS DE LA TECNOLOGÍA DE PERFORACIÓN

La Tecnología de la Perforación de Pozos toma en cuenta diferentes aspectos como son: desarrollo, investigación, modernización, etc.

El Objetivo de esta Tecnología de Perforación es: “Lograr perforar pozos petroleros en forma eficiente, segura, económica y que permita la explotación adecuada de los hidrocarburos”.

El objetivo anterior nos indica que se debe estar renovando continuamente esta tecnología de acuerdo a las situaciones que se vayan presentando, por lo tanto se necesita de una optimización que tiene que contar con su propio objetivo, este objetivo de la Optimización de la Perforación es “Incrementar la eficiencia de las operaciones involucradas en la Perforación de Pozos”.

Factores que se deben tomar en cuenta para la perforación de un pozo petrolero

Evaluación geológica Perspectiva geofísica Exploración de perforación Evaluación de perforación Desarrollo de perforación

ANEXOS

PERFORACION A PERCUSIÓN

PERFORACION ROTATORIA

TIPOS DE TALADROS