p.d

Etapas blades

Etapas blades Estabilizador Intercambiable

Estabilizador Intercambiable

*Seccion Rodamientos

*Seccion Rodamientos

Rodamientos PDC

Rodamientos PDC

Adjustable Bent Housing

Adjustable Bent Housing

*Seccion de Potencia

*Seccion de Potencia

Estabilizador de seccion

Rodamientos

Estabilizador de seccion

Rodamientos

ESTUDIANTE:EDUARDO VELASQUEZ GOMEZ

TUTOR ING.ELIODORO CAMACHO

Estudiante : Eduardo Velasquez Gomez Tutor : Ing.Eliodoro Camacho Página 1

UNIVERSIDAD AUTONOMA “GABRIEL RENÉ MORENO”

Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología Carrera Ingeniería Petrolera

Seminario de Grado

INDICE

CAPITULO I

1.- PERFORACION DIRECCIONAL ............................................................................. 2 1.1.INTODUCCION .......................................................................................................... 2 1.2.- DESARROLLO HISTORICO DE LA PERFORACIO DIRECCIONAL ..¡Error! Marcador no definido. 1.3.- APLICASIONES DE LA PERFORACION RIRECCIONAL ................................ 4 1.3.1.- POZOS MULTIPLES COSTA AFUERA ........................................................... 4 1.3.2.- POZO DE ALIVIO ............................................................................................... 4 1.3.3.- CONTROLANDO POZO VERTICALES ........................................................... 5 1.3.4.- DESVIANDO FUERA (SIDETRACKING) ...................................................... 5 1.3.5.- LOCACIONES INACCESIBLE ............................................................................ 5 1.3.6.- LA OPTIMIZACION DEL YACIMIENTO ........................................................ 6 1.3.6.1.- POZOS MULTILATERALES .......................................................................... 7 1.4.- DEFINICION Y CONCEPTOS BASICOS EN PERFORACION DIRECCIONAL .............................................................................................................................................. 8 1.4.1.- SISTEMA DE COORDENADAS ..................................................................... 10 1.4.2.- SISTEMA U.T.M. ............................................................................................... 10 1.4.3.- NORTE VERDADERO .................................................................................... 11 1.4.4.- NORTE CUADRICULAR NORTE MAPA ..................................................... 12 1.4.5.- NORTE MAGNETICO ..................................................................................... 12 1.4.6.- DECLINACION MAGNETICA ........................................................................ 12 1.4.7.- CORRELACION POR DECLINACION MAGNETICA. ................................ 13 1.5.- PERFILES O GEOMETRIA DE POZOS DIRECCIONALES .......................... 13 1.5.1.- TIPO SLANT ..................................................................................................... 13 1.5.2.- TIPO “J”. ............................................................................................................. 14 1.5.3.- TIPO “S” ............................................................................................................ 15 1.5.4.- ALCANCE EXTENDIDO .................................................................................. 15 1.5.5.- POZO HORIZONTAL ...................................................................................... 16 1.5.6.- LIMITES DE LA PERFORACION DIRECCIONAL ..................................... 16 1.6..- TERMINOLOGIA DE LA PERFORACION DIRECCIOAL. ........................... 17 1.6.1.- EL OBJETIVO ................................................................................................... 17 1.6.2.- EL DESPLAZAMIENTO. AL OBJETIVO ...................................................... 17 1.6.3.- LA PROFUNDIDA VERTICAL REAL ........................................................... 17 1.6.4.- PUNTO DE INICIO DE CURVATURA “KICK OFF POINT” ..................... 18 1.6.5.- GRADO DE CONSTRUCCION ....................................................................... 18 1.6.6.- SECCION DE CONTRUCCION ....................................................................... 18 1.6.7.- LA TANGENTE. ................................................................................................ 18 1.6.8.- SECCION DE DECREMENTO ........................................................................ 18 1.6.9.- LONGITUD DEL CURSO ................................................................................ 19 1.6.10.- LA PROYECCION HORIZONTAL .............................................................. 19




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1.6.11.- SECCION VERTICAL .................................................................................... 19

CAPITULO II

2.- MOTOR DE FONDO Y TURBINAS ..................................................................... 20 2.1.DESCRIPCIONES DE LOS MOTORES ............................................................... 20 2.1.1.- GENERALIDAES ............................................................................................... 20 2.1.2.- SELECCIÓN DE MOTOR ................................................................................. 20 2.1.3.- DICEÑO Y PRUEVA ........................................................................................ 20 2.2.- TIPOS DE MOTORES ......................................................................................... 22 2.2.1.- PARTES DE UN MOTOR ................................................................................ 22 2.2.1.1.- ENSAMBLE DE DRENAR “DUMP SUB” ................................................. 23 2.2.1.2.- SECCION DE POTENCIA ............................................................................. 23 2.2.1.2.1.- RADIO LOBULAR /ROTOR ................................................................... 24 2.2.1.2.2.- NUMERO DE ESTACIONES .................................................................... 26 2.2.1.2.3.- CAIDA DE PRESIONES POR ESTACION ............................................ 26 2.2.1.2.4.- AJUSTE ROTOR /ESTATOR ................................................................. 26 2.2.1.2.5.- TEMPERATURA DEL LODO ................................................................. 26 2.2.1.2.6.- FUIDO DE PERFORACION ..................................................................... 27 2.2.1.2.7.- DIFERENCIAL DE PRECION .................................................................. 27 2.2.1.2.8.- PATA DE PERRO ...................................................................................... 28 2.2.1.2.8.1.- SEVERIDAD DE LA PATA DE PERRO ............................................. 28 2.2.1.2.8.2.- SECCION VERTICAL ............................................................................ 28 2.2.1.2.8.3.- CIERRE (CLOSURE). ............................................................................ 29 2.2.1.3.- SECCION DE TRANSMICION .................................................................... 30 2.2.1.4.- SECCION DE EJE CONDUCTOR Y RODAMIENTO ................................ 30 2.2.1.4.1.- ARREGLOS LUBRICADOS POR LODOS ............................................. 32 2.2.1.4.2.- ARREGLOS SELLADOS CON OLEO ..................................................... 33 2.2.1.5.- SECCION DE VALEROS SELLADOS O LUBRICADOS POR LODOS. . 36 2.2.1.6.- IDENTIFICACION DE MOTORES COMMANDER. ................................ 37 2.2.2.- TURBINAS ......................................................................................................... 38 2.2.2.1..- PARTES DE UNA TURBINA .................................................................... 39 2.2.2.1.1.- SECCION DE POTENCIA ........................................................................ 39 2.2.2.1.2.- SECCION DE DE RODAMIENTOS . ....................................................... 39 2.2.2.2.- CLASIFICACION DE LA TURBINA .......................................................... 40 2.2.2.3.- VENTAJAS DEL EMPLEO DE UNA TURBIAN ...................................... 40 2.2.2.4.- APLICASIONES DE UNA TURBINA . ....................................................... 41 2.2.2.5.- COMPARACION DE TURBINAS VS MOTOR ...................................... 41 2.2.2.6.- MOTOR POWER DRIVE . ........................................................................... 41 2.2.2.6.1.- PARTES DE POWER DRIVE ................................................................. 42 2.2.2.6.1.1.- FUNCIONAMIENTO DE PUSH THE BIT ......................................... 42 2.2.2.6.1.2.- FUNCIONAMIENTO DE POINT THE BIT . ...................................... 42




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CAPITULO III

3.- PLANIFICASION DE POZOS DIRECCIONALE ................................................ 43 3.1.- DEFINICION ........................................................................................................ 43 3.2.- CRITERIOS DE DISEÑO .................................................................................... 43 3.2.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE CANDIDATO .............................. 43 3.3.- PLANIFICASION DE POZOS ............................................................................ 44 3.4.- METODOS DE DESVIACION DE POZOS ....................................................... 44 3.4.1.- METODO DE ENSAMBLE DE FONDO ........................................................ 45 3.4.1.1.- ENSAMBLE PARA CONTRUCCION DE ANGULO ................................ 47 3.4.1.2.- ENSAMBLE DE DECREMENTO ................................................................ 48 3.4.1.3.- ENSAMBLE PARA MATENER ANGULO ................................................. 49 3.4.2.- DEFLECTORA POR TOBERA ........................................................................ 51 3.4.3.- WHIPSTOCK “CUCHARA” ............................................................................ 52 3.5.- MOTORESDE FONDO CON SUBTITUTO DE FLEXION ............................ 53 3.6.- TIPOS DE ARREGLOS ...................................................................................... 54 3.6.1.- HERRAMIENTA ROTARIA FULCRUM ...................................................... 54 3.6.1.1.- PRINCIPIO DE ESTABILIZACION ........................................................... 57 3.6.2.- HERRAMIENTA ROTARIA EMPACADA .................................................... 57 3.6.2.1.- PROPIEDADES DEL ENSAMBLE ROTARIO ......................................... 57 3.6.3.- PRINCIPIO DEL PENDULO .......................................................................... 59 3.6.3.1.- HERRAMIENTAS DE PENDULO ............................................................. 60 3.7.- METODOS DE CALCULOS DIRECCIONALES DE POZOS .......................... 62 3.7.1.- INTRODUCCION ............................................................................................. 62 3.7.2.- METODOS ANGULO PROMEDIO .............................................................. 62 3.7.3.- METODOS RADIO DE CURVATURA ......................................................... 62 3.7.4.- METODO MINIMA CURVATURA ............................................................... 63 3.6.2.- HERRAMIENTA ROTARIA EMPACADA .................................................... 57 3.6.2.1.- PROPIEDADES DEL ENSAMBLE ROTARIO ......................................... 57

CAPITULO IV

4.- INTRUDUCCION ..................................................................................................... 68 4.1.- CUADRANTE DE RUMBO Y AZIMUT ............................................................ 68 4.1.1.- EJEMPLO CUADRANTE I ............................................................................ 69 4.1.2.- EJEMPLO CUADRANTE II ........................................................................... 69 4.1.3.- EJEMPLO CUADRANTE III .......................................................................... 70




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4.1.4.- EJEMPLO CUADRANTE IV ........................................................................... 70 4.2.- CALCULACION DE SURVEYS I ......................................................................... 71 4.2.1.- CALCULACION DE SURVEYS II ................................................................... 68 4.3.- EJEMPLO DE CAMBIO DE INCLINACION ................................................. 79 4.4.- EJEMPLO DE CALCULOS DE OBJETIVO I TIPO “S” ................................ 83 4.4.1.- EJEMPLO DE CALCULOS DE OBJETIVO II TIPO “S” ........................... 86 4.4.2.- EJEMPLO DE CALCULOS DE OBJETIVO III TIPO “S” .......................... 89 4.4.3.- EJEMPLO DE CALCULOS DE OBJETIVO IV TIPO “J” ............................. 92 4.4.4.- EJEMPLO DE CALCULOS DE OBJETIVO V TIPO “J” ............................ 99 4.4.5.- EJEMPLO DE CALCULOS DE OBJETIVO VI TIPO “S” .......................... 99




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PERFORACION DIRECCIONAL

1.- Perforacion Direccional

1.1.- Introducción

En los días actuales de perforación, nadie se preocupó por la desviación del agujero. El

objetivo era perforar a la mayor velocidad posible, completar y producir tan rápidamente

como fuera posible. Mucho personal que perforaba asumía que los pozos eran rectos - otros

simplemente no les importaban.

Como consecuencia, se perforaron los pozos deliberadamente en alguna dirección

desconocida. Esto comenzó como un funcionamiento terapéutico para resolver un problema

perforación - normalmente un pez o piezas quedadas en el agujero. Hoy, con el advenimiento

de requisitos del espacio legales más firmes, el buen diseño del depósito modelado y la

perforación de pozos múltiples de una sola locación, se ha hecho muy importante dos

aspectos, la posición real de la trayectoria del pozo durante su perforación y la información la

ubicación del los demás pozos para conocer sus limites, con el fin que no choquen entre si.

El desarrollo de las habilidades y equipo necesario dirigir estos agujeros es la ciencia de

Perforar Direccional. La Perforación Direccional es la ciencia de dirigir un agujero a lo largo de

un camino predeterminado llamado trayectoria para obtener un objetivo previamente

designado.

1.2.- Desarrollo Histórico de la Perforación Direccional




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La perforación direccional inicialmente fué usada como operación correctiva, ya fuera para

librar pescados, verticalizar agujeros desviados accidentalmente o para perforar pozos

vecinos de alivio para controlar reventones.

El interés en la perforación direccional controlada comenzó alrededor de 1929, después de la

introducción de sistemas precisos de medición en los campos de Seminole, en Oklahoma.

El primer pozo direccional se perforó en 1930 en Huntington Beach, California, pero no

recibió reconocimiento favorable hasta 1934, donde se perforó un pozo direccional para

intersectar un pozo descontrolado.

1.3.- Las Aplicaciones de la Perforación Direccional

1.3.1.- Los Pozos Múltiples De Estructura Costa Afuera

Uno de las aplicaciones más comunes de hoy en técnicas de perforación direccionales es en

perforación costanero. Muchos yacimientos de aceite y gas se sitúan más allá del alcance de

tierra y los equipos de tierra. perforar un número grande de pozos verticales de las

plataformas individuales es impráctico y sería antieconómico. El acercamiento convencional

para un gran yacimiento petrolífero ha sido instalar una plataforma fija en el lecho marino y




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perforar tantos como puedan perforarse, (sesenta pozos direccionales). La locación de estos

pozos pueden espaciarse cuidadosamente para la recuperación óptima. Este tipo de

desarrollo mejora la viabilidad económica de la cara industria costa afuera reduciendo el

número de plataformas y simplificando el sistema de la recolección.

En un desarrollo convencional, los pozos no pueden perforarse hasta que la plataforma tenga

construida e instalada su estructura en la posición requerida. Esto puede significar un retraso

de 2-5 años antes de que la producción pueda empezar. Este retraso puede reducirse

considerablemente por la pre-perforación de algunos de los pozos a través de una plantilla del

mato acuífero mientras la plataforma está siendo construida. Estos pozos se perforan

direccionalmente desde un equipo costero, normalmente un el semi-sumergible, y atado atrás

una vez a la plataforma cuando esta sea instalada.

1.3.2.- Los Pozos de Alivio

Se usan las técnicas direccionales para perforar los pozos de alivio para "matar" los pozos

arrancados o en descontrol.




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El pozo de alivio se desvía para ser utilizado como cierre posible de la reserva del pozo

desenfrenado: generalmente el objetivo de este pozo es pegarle al pozo fuera de control los

costos serian muy altos. Se bombea el lodo pesado en la reserva para que supere la presión y

traiga el pozo descontrolado a su completo control.

1.3.3.- Controlando Los Pozos Verticales

Se usan las técnicas direccionales para "enderezar los agujeros" curvos. en otros términos,

cuando la desviación ocurre en un pozo qué se supone que es vertical, varios

usan las técnicas para traer el pozo atrás a su vertical. Éste era uno de las primeras

aplicaciones de perforación direccional.

1.3.4.- Desviando Fuera (Sidetracking)

Desviar fuera de un agujero existente es otra aplicación de la perforación direccional. Esta

desviación puede hacerse para evitar una obstrucción (un pez) en el agujero original o para

explorar la magnitud de la zona productora en un cierto sector de un campo.




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1.3.5.- Locaciones Inaccesibles

Se perforan a menudo los pozos direccionales porque la situación de la superficie

directamente sobre el depósito es inaccesible, o debido a los obstáculos naturales o

artificiales.

Los ejemplos incluyen los depósitos bajo las ciudades, las montañas, los lagos, etc.,




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Otras Aplicaciones

También se Perforan los pozos direccionales para evitar taladrar un pozo vertical a través de

una falla de formación inclinada que podría dañar la TR en el movimiento de dicha falla.

También pueden usarse los Pozos direccionales para superar los problemas de domo de sal

perforado. En lugar de perforar a través de la sal, el pozo se perfora a un lado del

el domo y se desvía entonces alrededor y debajo la gorra colgando.

También pueden usarse los pozos direccionales donde un depósito queda en el manto

acuífero pero bastante cerca de la costa, la manera más barata de aprovecharse del depósito

puede ser perforar los pozos direccionales de un equipo de la tierra en la costa.

1.3.6.- La Optimización del Yacimiento.

El perforar horizontal es la rama creciente más rápida de perforación direccional. Los pozos

Horizontales permiten la penetración máxima del yacimiento, sobre todo en los depósitos más

delgados, permite la máxima exposición de la zona y permite la producción más alta. Las

numerosas aplicaciones específicas por la perforación horizontal están siendo desarrolladas

por adelantos que ocurren en las herramientas y técnicas usadas

.




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1.3.6.1.- Los Pozos Multilaterales

Dentro de la ciencia de perforar horizontal, el agujero perforado multilateralmente se esta

convirtiendo rápidamente en una operación común. Se perforan los pozos horizontalmente

para sumar la profundidad y las perforaciones laterales para las varias direcciones. Estos

laterales permanecen esencialmente horizontales y se controla para asegurar la exposición

máxima de zona direccionalmente.




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1.4.- Definiciones Y Conceptos Básicos En Perforación Direccional

1.4.1.- Sistemas De Coordenadas Cualquier posición sobre la superficie de la tierra puede

ser descrito en termino de un valor de latitud (grados este u oeste de datum) una red

(retícula) imaginaria de latitud y longitud es superpuesta sobre el globo (superficie de la

tierra).

Las líneas de latitud o paralelas son círculos imaginarios alrededor de la línea del ecuador ha

ambos lado de los polos norte y sur.. El ecuador esta en cero grados de latitud y el polo norte

en 90 grados norte. El polo sur esta en 90 grados sur. Hay 90 líneas de latitud entre el ecuador

y cada polo, cada uno de un grado de magnitud.

Las líneas de longitud son líneas imaginarias que pasan a través de los polos norte y sur y cruzan las líneas de latitud están detonadas por un numero de grados cero hasta 180 grados, este u oeste de greenwich en Inglaterra. Greenwich tiene una longitud de cero grados o líneas de meridiano cero en resumen la tierra tiene 360 grados de longitud.

1.4.2- Sistema UTM.- Sobre muchas proyecciones, las líneas de longitud y latitud son

curveadas. Los cuadrangulares formados por la intersección de estas líneas (normalmente

preferidas como paralelos y meridianos) son de diferentes formas y tamaños, lo cual complica

enormente la localización de puntos y la medición de direcciones.




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En el sistema UTM (universal transversal mercator), el mundo esta dividido igualmente dentro de 60 regiones (cada región en 6 grados de longitud) entre 84 grados norte y 80grados sur. Las regiones polares son cubiertas por otras proyecciones especiales.

1.4.3.- Norte verdadero (norte geográfico).- Es la dirección polo norte geográfico, el cual

yace sobre el eje de rotación de la tierra. Esta dirección esta indicada por la estrella polar.




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1.4.4.- Norte cuadricular o norte de mapa.- Es la dirección norte sobre un mapa. El norte

cuadricular corresponde al norte verdadero solo en el meridiano central. Todo los otros

puntos deben corregirse por convergencia, esto es, por el ángulo entre el norte del mapa y el

norte verdadero en cualquier punto.

1.4.5.- Norte Magnético.- Es la dirección de la componente horizontal del campo magnético

terrestre en un punto seleccionado sobre la superficie de la tierra.

En la perforación de pozos petroleros, todas las mediciones direccionales son dadas por

herramientas de tipo magnética, las cuales leen un azimut preferido al norte magnético. En

este sentido los cálculos finales de las coordenadas siempre son convertidos al norte

verdadero o al norte del mapa.




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Convergencia.- La convergencia es la diferencia entre el norte cuadricular y el norte verdadero. La convergencia varía con una distancia a través del meridiano central y con una distancia a través del ecuador. La convergencia es negativa hacia el este y positiva hacia el oeste.

1.4.6.- Declinación Magnética.- Es el ángulo entre el norte verdadero y el norte magnético en cualquier punto sobre la tierra. La declinación del ángulo es negativa si el norte magnético se inclina hacia el oeste del norte verdadero y es positiva si el norte magnetico inclina hacia el oeste del noter verdadero.

1.4.7.- Corrección por declinación magnética.- Es la corrección angular en grados, para

convertir la lectura magnetica a una lectura de norte verdadero.

Interferencia magnetica.- Son los cambios en el campo magnetico de la tierra en las

cercanías de la herramienta de registro, causados por la presencia de la tubería de

revestimiento u otras tuberías en el pozo, en pozos cercanos o por las propiedades magneticas

de la misma formación.




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Buzamiento magnetico.- Es el angulo de intersección, medido desde la horizontal, entre las

líneas del flujo magnetico y el plano horizontal, entre la línea del flujo magnetico y el plano

horizontal (superficie de la tierra).

1.5.- Los Perfiles o Geometría de Pozos Direccionales

Para alcanzar las coordenadas de fondo requeridas hay varios perfiles o geometrías para

utilizar según mas convenga:

1) Slant

2) Tipo J “incrementa y mantiene”

3) Tipo S

4) El Alcance Extendido “ extended reach”

5) Horizontal.

Estos perfiles pueden ser combinado también como sea necesario para alcanzar el objetivo u

objetivos

1.5.1.- Slant

Perforación especializada y equipos de perforación especiales son usados para estos perfiles.

El pozo es perforado desde superficie con una inclinación mayor que el 0º y menor o igual a

45º . Este perfil es típicamente usado en los pozos poco profundos al intentar alcanzar un

objetivo con un desplazamiento horizontal que es del 50% o más del TVD.

El modelo más común es la Estrella que ha permitido tantos como 27 pozos se taladren de una

misma pera. Incrementa la economía en los recursos y la producción puede ser bastante

sustanciales.

1.5.2.- Tipo J




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Éste es el perfil principal o mas común para la mayoría de los pozos direccionales. Incluye una

sección de construcción de ángulo Terminal y una sección que mantiene dicha inclinación

para atravesar los objetivos .

Una vez que el blanco se ha alcanzado o no existe riesgo de que se pierda este se rota el resto

del agujero dejando así que tome el camino natural de la formación.

La inclinación normalmente es 15º o más.

1.5.3.- Tipo S

La curva tipo S tiene una sección de construcción una para mantener y una de tumbar a 0

grados. Esta forma es por las razones siguientes:

• Pegarle a los objetivos múltiples al mismo desplazamiento horizontal

• Ganar un desplazamiento horizontal deseado pero permite perforar a través de

Formaciones severamente accidentadas o las formaciones molestas en un modo cercano a la

vertical




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• Evita las regiones accidentales locales

1.5.4..- El Alcance Extendido

Una modificada o la geometría compleja, construye y sostiene típicamente una inclinación

entre 60y 80 grados con un alcance que es entre 4 y 7 veces mayor que el TVD .

Las situaciones más comunes para estos pozos es en el mar perforados desde una plataforma

central.

1.5.5.- Horizontal

Un perfil que consiste en una sección de construccion a 90º + / - con una sección horizontal a

través del mismo depósito o brecha productora.




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1.5.6.- Los Límites de Perforación Direccional

Cualquier límite de perforación direccional descrito en un libro de texto hoy, simplemente se

romperían mañana por algún operador direccional. Nosotros hemos perforado los pozos

horizontales con el laterales a mas de 6,100m de largo; los pozos del alcance extendido a mas

de 10,000m de alcance horizontal; los pozos horizontales multi-laterales con 10

ramificaciones; los pozos horizontales girados 180º en dirección; Perforado 27 pozos en una

sola y sencilla locación en tierra; re-entrado en cada configuración del agujero para perforar

un nuevo objetivo y posteriormente perforar un pozo al par de este con una distancia de 3m a

lo largo de toda la trayectoria. Casi todo puede ser perforado con tal de que usted tenga el

apoyo financiero. Es bueno saber el potencial del equipo o las limitaciones del agujero. Lo

siguiente es una lista de algunos de los factores considerada al planear un pozo direccional

eso se discutirá más allá en una sección más tarde:

1.) A través de la experiencia muchos operadores han establecido su propio máximo

la inclinación y/o la severidad limite del dogleg para minimizar problemas de

revestimiento.

2.) La Severidad es una limitante también al momento en que se van a tomar

registros eléctricos con cable debido al diámetro de las herramientas que utilizan

y la longitud de las mismas.




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3.) El peso sobre la barrena también es una limitante para perforar el pozo es posible

no obtener el necesario debido a factores como son: el arrastre, diseño de la

configuración de la herramienta, el fluido de perforación, el tipo y geometría del

agujero por nombrar algunos.

4.) El asiento de llave y el alto potencial de pegaduras por diferencial.

5.) La limpieza del agujero también es una limitante en la perforación

6.) La estabilidad del agujero ( las condiciones tectónicas, desprendimientos o

derrumbes)

7.) La habilidad de dirigir el BHA a lo largo del curso requerido (el Torque reactivo).

8.) La habilidad de el equipo de construir la inclinación a las proporciones

requeridas.

Como las tecnologías de perforación direccional continúan desarrollándose, nuevas

aplicaciones van surgiendo. Aunque el aceite y gas que se perforan continuarán dominando el

futuro de la industria direccional, las consideraciones medioambientales y económicas

podrían forzar a otras industrias para considerar como alternativa las perforaciones

direccionales como tecnologías convencionales.




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1.6.- Terminología de Perforación Direccional

Un glosario corto de los que más frecuentemente usamos, las condiciones para la Perforación

Direccional están incluidos aquí y sólo se utiliza como una ayuda para el entendimiento de la

perforación direccional. Algunos del más importantes y normalmente usados de las

condiciones son:

1.6.1- El Objetivo (Target)

El blanco u objetivo, Teóricamente, es el punto o puntos en el subsuelo hacia donde la

trayectoria es dirigida. En la mayoría de casos se definirá por algún otro que no sea el

perforador direccional. Normalmente éste será un geólogo, ingeniero del proyecto o ingeniero

de la producción. Ellos definirán a menudo el limite del objetivo - es decir un círculo con un

radio especificado centrado sobre un punto en el subsuelo.

1.6.2.- El Desplazamiento al Objetivo

El desplazamiento al objetivo se define como la distancia horizontal desde la superficie de la

locación hasta el centro del objetivo en una línea recta. Ésta también es la suma direccional de

Departure (desplazamiento al Esto u Oeste) y la latitud (desplazamiento al Norte o Sur).

Los rumbos designado son una medida de la dirección en grados, minutos y segundos

(o decimales) y típicamente expresó con la referencia para centrar bien.

1.6.3.- La Profundidad Vertical Real

La Profundidad Vertical Real (TVD) es la profundidad del agujero a cualquier punto medido

en un plano vertical y normalmente es referenciado del plano horizontal del Kelly bushing del

equipo perforando.




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1.6.4.- Punto de Inicio de Curvatura “Kick Off Point”

Éste es el punto al que la herramienta de la desviación se utiliza para la salida en el aumento

del ángulo. La selección de los puntos de inicio de la curva depende de muchos factores,

inclusive de la formación, trayectoria del agujero, programa del lodo, el desplazamiento

requerido y la severidad e inclinación máxima aceptable.

Este Punto (KOP) se selecciona cuidadosamente para que el ángulo máximo está dentro de los

límites. Menos problemas se enfrentan cuando el ángulo del agujero está entre 30 y 55

grados. Mientras mas profundo sea el KOP , será mayor la inclinación necesaria para alcanzar

el objetivo o hacer severidades mas agresivas. El KOP debe estar a tal una profundidad

promedio dónde el ángulo máximo para construir sería

40 grados y el mínimo preferido es 15 grados.

1.6.5.- Grado de Construcción

El cambio en la inclinación por longitud moderada perforada (típicamente en º/100 ' u º/30

m).

La proporción de la curva se logra a través del uso de una herramienta desviadora (defección

en el motor de fondo la cual crea la construcción de ángulo y se regula a través de la camisa

ajustadora del motor).

1.6.6.- Sección de Construcción.

Ésta es la parte del agujero dónde el ángulo vertical se aumenta a una cierta proporción,

dependiendo de las formaciones y las herramientas de perforación utilizadas. Durante la

construcción se debe verificar constantemente la inclinación del ángulo y el rumbo por si debe

realizarse alguna corrección.

Esta parte del agujero es más crítico asegurar la trayectoria deseada, se mantiene y el blanco

final se alcanza.




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1.6.7.- La Tangente

Esta sección, también llamada la Sección del Sostenimiento, es una porción recta del agujero

perforado con el ángulo máximo a alcanzar para obtener el objetivo requerido. Los cambios

del curso sutiles pueden que se haga en esta sección.

Muchos pozos de alcance extendido que se perforan en los proyectos se ha completado con

éxito a inclinaciones de 80º, exponiendo mucho más área de superficie de depósito y

alcanzando los objetivos múltiples. Sin embargo, la inclinación orienta que arriba de 65 º

pueden resultar excesivo el torque, arrastre y complica la limpieza del agujero, toma de

registros, bajar TR y Problemas de producción. Estos problemas en la actualidad pueden ser

superados gracias a las diferentes tecnologías pero debe optarse por la alternativa mas

económica.

1.6.8.- Sección de Decremento

En los agujeros del tipo S, la sección donde la inclinación del agujero se induce para el

decremento del mismo y en algunos de los casos vertical a una proporción definida una ves

logrado la perforación continua hasta alcanzar la profundidad total con lecturas tomadas cada

30m, el decremento optimo es de entre 1º - 2 º ½ por 30m y se selecciona principalmente con

respecto a la facilidad de correr TR, la terminación y eliminación de

los problemas de la producción.

1.6.9.- La Longitud del Curso

Esta longitud del curso es la distancia real perforada de un punto del agujero al próximo

punto como medida. La suma de todo las longitudes del curso es la medida de la profundidad

del agujero. El término normalmente se usa como una referencia de distancia entre los puntos

del estudio, es decir cada junta de tubería.




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1.6.10.- La Proyección Horizontal (la Vista del Plan)

En muchos programas de pozo, la proyección horizontal es simplemente una línea recta

dibujada de el centro del pozo en superficie al centro del objetivo. En plataformas de multi-

pozos es necesario en ocasiones iniciar el pozo en diferentes direcciones para evitar otros

pozos. Una vez librado de los demás pozos se vuelve a apuntar a su objetivo. La trayectoria de

los pozos perforados en el plano horizontal es ploteado a través de las coordenadas de

Norte/Sur totales y las coordenadas de Este/Oeste totales calculado por las lecturas.

1.6.11.- La Sección vertical

La Sección Vertical de un pozo es dependiente del azimuth de interés. Este es el

desplazamiento horizontal de la trayectoria del pozo proyectado 90 º al rumbo del plan

deseado.




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MOTORES DE FONDO Y TURBINAS

2.1.- DESCRIPCION DE LO MOTORES

2.1.1.- Generalidades

Los motores direccionales hacen posible la perforación completa de una sección del poso con

un arreglo de fondo de pozo (BHA) y para alcanzar diversas ratas de penetración en cualquier

tamaño de hueco.

En cada una de las aplicaciones descritas previamente, la camisa (bent housing) ajustable

puede ser rápidamente colocada en el piso de la plataforma. Las camisas (housing) están

disponibles en ángulos de 0º a 2º y ángulos de 0º a 3º. El motor extra curvo (XC) para pozos

de radio corto tiene una superficie ajustable para ángulos de 0º a 4º.

El motor direccional consiste de 3 subarreglos principales:

- La sección de poder, compuesta por un rotor y un estator, la cual convierte la energía hidráulica en energía mecánica rotacional

- La sección de transmisión, la cual transmite la energía rotaria desde la sección de poder hasta la (bearing) sección de rodamientos en la cual esta incorporada la camisa (bent housing) ajustable.

- La sección de los rodamientos (bearing), la cual soporta los esfuerzos axiales y radiales durante la perforación y transmite la energía rotacional al trepano da través del eje conductor.




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Hay dos tipos predominante de motores de fondo impulsados por el flujo de lodo;

1) El de turbina que es básicamente un centrífugo o bombeo axial y 2) El de desplazamiento

positivo (PDM). Se muestran los principios de funcionamiento en la siguiente figura y el

diseño de la herramienta son totalmente diferentes. Las turbinas fueron muy utilizadas hace

algunos años pero últimamente el PDM es el mecanismo de batalla principal para taladrar un

pozo direccional.

Figura. Tipos de Motores.

2.1.2.- La Selección de motor

Cuatro configuraciones de motores de fondo proporcionan un ancho rango de velocidades de

la barrena y de rendimientos del torque requerido, satisfaciendo una multitud de

aplicaciones para perforar.

Éstas las configuraciones incluyen:

La Velocidad Alta / Torque Bajo




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La Velocidad Media / Torque Medio

La Velocidad Baja / Torque Alto

La Velocidad Baja / Torque Alto - el Vestido Redujo.

2.1.3.- Diseño Y Prueba

Los motores han sido diseñados de acuerdo a los requerimientos establecidos para la

perforación direccional, dándole un énfasis particular en la dureza, simplicidad y tecnología

probada que se traduce en un rendimiento fiable y superior en el pozo. Los requerimientos

operacionales y del cliente están establecidos a través de un vinculo con los operadores de

perforación. Los ingenieros han utilizado sus conocimientos y experiencia obtenida en más de

4 décadas de trabajo en el campo de la perforación direccional para establecer un criterio de

diseño enfocado en la fiabilidad.

se ha enfocado en un sistema de fondo de pozo en el cual se pueda minimizar la interferencia

con el ruido en la telemetría de medición mientras se perfora (MWD – measurements while

drilling) y asegurar que los motores PowerPak no presentarán limitaciones innecesarias en la

rata de flujo como en procedimientos de perforación.




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2.2.- Tipos De Motores Direccionales :

- Serie M Los motores poseen soportes lubricados por lodo. Una porción del flujo del fluido de perforación es enviada para el enfriamiento y lubricación de los soportes del motor.

- Serie S Los soportes del motor son sellados con óleo (petróleo). Los soportes son aislados del fluido de perforación y resguardados en un reservorio sellado de petróleo. Estos motores están disponibles para un número limitado de tamaños y deben ser especificados para condiciones particulares.

- Motores XC Estos motores son de radio pequeño con soportes y secciones de potencias pequeñas. Poseen una articulación simple para la perforación de secciones de radio corto.

- Motores XF Estos motores son utilizados para la perforación de secciones curvas de radio muy pequeño. Difieren de los motores XC ya que tienen dos articulaciones y un arreglo de almohadillas ajustable.

2.2.1.- Partes de un Motor

Todos taladrando los motores consisten en cinco asambleas mayores:

1. Ensamble de drenar “Dump Sub”

2. Sección de Poder

3. Ensamble de transmisión

4. Ensamble de Ajuste

5. Valeros sellados o lubricados por lodo

2.2.1.1.- Ensamble de drenar “Dump Sub”

Como resultado de la sección de poder (describió debajo), el motor sellara casi por completo

el diámetro interior, este dispositivo se utiliza para prevenir viajes mojados y problemas de

presión, El ensamble para drenar actúa hidráulicamente localizada en la parte superior del

motor permite llenar la tubería mientras realiza viajes hacia abajo y drena cuando viaja hacia

afuera del agujero.




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Cuando las bombas están encendidas, la válvula cierra automáticamente y dirige todo el flujo

a través del motor.

En caso de que no sea necesaria por perforar con gas o aire como en el caso de Bajo Balance se

le colocarían a este ensamble plugs o tapones ciegos en los orificios de drenaje esto permite

ajustar el motor según las necesidades.

2.2.1.2.- Sección De Potencia

La sección de potencia convierte la energía hidráulica

obtenida a partir del fluido de perforación en energía

mecánica para hacer rotar al trepano esto se lleva

a cabo a partir de una aplicación reversa del principio

de Moineau. El fluido de perforación es bombeado

en la sección de potencia del motor a tal presión que

hace girar al rotor través del estator.

Esta fuerza rotacional es luego transmitida a

través del eje transmisor al trepano.




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El rotor es manufacturado de manera que sea de acero inoxidable. Este por lo general tiene

una capa delgada de cromo y platino para reducir la fricción y abrasión. También se dispone

de rotores con una capa de carburo de tungsteno para reducir la corrosión y abrasión del

mismo.

El estator es un tubo de acero con un revestimiento flexible (de goma) en el borde (calibre). El

revestimiento esta diseñado para resistir la abrasión y el deterioro producido por los

hidrocarburos.

2.2.1.2.1.- Radio Lobular Rotor / Estator

Los lóbulos en un rotor y estator actúan como una caja de cambios. A medida que su número

incrementa para un tamaño de motor dado, la imposición del torque del motor por lo general

aumenta y la velocidad del eje por lo general disminuye.

La figura 2-2 muestra un ejemplo de la relación entre la velocidad de la sección de potencia y

el torque y la configuración lobular de la sección de potencia. Ya que la potencia esta definida

como la velocidad por el torque, un mayor numero de lóbulos en un motor por lo general no

producirá una mayor potencia (horsepower). Hoy en día lo motores con un mayor número de

lóbulos son menos eficientes ya que el área sellante entre el rotor y el estator incrementa con

el número de lóbulos.

La potencia mecánica del motor es calculada de la siguiente forma:

5252

rmecanico

STHP

Donde:

HPmecánico potencia mecánica del motor, hp

T torque impuesto, lb.-ft

Sr velocidad rotacional del eje direccional, rpm.




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Interferencia Impuesta Rotor / Estator

La diferencia entre el tamaño de un rotor se encuentra en el diámetro (medido desde el valle

hasta el tope del lóbulo) y el diámetro menor del estator (de tope a tope de lóbulos) esta

definido como la interferencia rotor / estator (Fig. 2-3).

Los motores son generalmente ensamblados a manera que el rotor sea de mayor tamaño que

el diámetro interno del estator bajo las condiciones planeadas de fondo de pozo. Esto resulta

en un gran interferencia positiva denominado encaje positivo. Los motores que funcionan con

un rotor de diámetro 0.022 pulgadas mayor que el menor diámetro del estator a condiciones

de fondo de pozo son muy potentes (capaces de producir altas caídas de presión).

La longitud de la estación del estator esta definida como la longitud axial requerida para que

un lóbulo del estator gire un ángulo de 360º alrededor de su trayectoria helicoidal alrededor

del cuerpo del estator. La longitud de la estación del rotor, de todos modos, no es equivalente

al largo de la estación de su correspondiente estator. El rotor posee una estación menor que la




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de su correspondiente estator. La ecuación que describe la relación general entre la estación

del rotor y la del estator es la siguiente:

estatordelestacionesn

nrotordelestaciones ....

1....

Donde

n numero de lóbulos del rotor.

Nota: para los propósitos del presente handbook, una estación esta definida como el giro del

espiral helicoidal de 360º en el estator.

Por ejemplo, para un motor PowerPak modelo A675 con lóbulo 4:5, estación de sección de

potencia 4.8, la sección de potencia y el estator individual contienen 4.8 estaciones. De

cualquier moto, el rotor posee más de 4.8 estaciones. Por que

estatordelestacionesn

nrotordelestaciones ....

1....

Para un rotor de lóbulos 4:5, la sección de potencia de 4.8 estaciones realiza 6 rotaciones

completas para cada lóbulo. La figura 2-4 muestra la longitud de la estación para un rotor. El

numero de estaciones que posee un estator también puede ser determinado contando el

numero de estaciones del rotor y reversando el calculo.

Los motores con mayor longitud de estación usualmente producen un mayor torque y pocas

revoluciones por minuto que aquellos cuya longitud de la estación es menor. Como se había

mencionado previamente, el no disminuir la longitud de la estación, tal como la longitud de

sello alrededor del rotor /estator incrementa con la longitud de la estación, de igual manera la

eficiencia del sello y la velocidad del motor decrecen. La principal aplicación para los diseños

de longitud de estación mayor es la perforación bajo balanceada (a aire).




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2.2.1.2.2.- Numero De Estaciones

Para la sección de potencia con un radio lobular fijo, a mayor número de estaciones

incremente el número de cavidades para el pasaje del fluido por la misma. Cada cavidad es

capaz de sostener la presión, por la tanto con el incremento de número de cavidades, la caída

total de presión sobre la sección de potencia incrementa. Por lo tanto, la caída total de presión

y la capacidad de atascamiento del torque incrementa linealmente con el número de

estaciones.

En condiciones similares de presión diferencial, la sección de potencia con mayor número de

estaciones mantendrá la velocidad del motor. Ya que la caída de presión será menor por

estaciones, se tendrá un menor escape (fuga).

2.2.1.2.3.- Caída De Presión Por Estación

La máxima caída de presión designada para cada estación esta en función del perfil lobular y

la dureza del revestimiento de caucho. Cambios en la dureza del caucho afectarán no

solamente a la caída de presión si no también a la elasticidad y tiempo de vida útil del mismo.

2.2.1.2.4.- Ajuste Rotor / Estator

La relación de ajuste rotor / estator es un punto critico para el rendimiento y el tiempo de

vida útil del revestimiento de caucho en el tubo del estator. Un motor con una relación muy

grande (el diámetro del rotor es mucho mayor que el del estator) correrá con una alta presión

diferencial pero a su vez desarrollara una prematura dureza (chuking) en pocas horas de

circulación (por ejemplo 6 – 8 horas). La dureza (chuking) podrá ser uniforme o seguir un

camino espiralado a través del motor.




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Una baja relación rotor / estator resultara en un motor débil que se cala con una baja presión

diferencial. El atascamiento del motor es la condición en la cual el torque requerido para

hacer girar el trepano es mucho mayor que aquel que el motor es capaz de producir.

2.2.1.2.5.- Temperatura Del Lodo

La temperatura de circulación es un factor clave para determinar la relación del arreglo rotor

/ estator. A una mayor temperatura anticipada en fondo de pozo, se requerirá una menor

compresión entre el rotor y el estator. La reducción de la relación en el arreglo del motor será

compensada con la expansión del caucho debido a la temperatura del lodo. Si la relación entre

el rotor y el estator es muy alta bajo condiciones de operación, el estator experimentara altas

cargas de estrés, las cuales resultan en daños por fatiga. Estos daños por fatiga acarrean una

falla prematura por dureza (chuking). La falla ocasionada por las altas temperaturas en fondo

de pozo es el resultado de la falla del motor.

2.2.1.2.6.- Fluidos De Perforación

Los motores están diseñados para operar efectivamente con diferentes tipos de lodos ya sean

base agua o aceite, tanto como con las emulsiones inversas, fluidos de perforación de alta

viscosidad y densidad, aire, espuma y niebla. Los fluidos de perforación pueden tener muchos

aditivos, de los cuales algunos pueden tener un efecto perjudicial en el revestimiento del

estator y en rotor de acero inoxidable / cromo – platino.

Los cloruros en el lodo causan corrosión al cromo platinado en los rotores estándares.

Además del caño causado por la corrosión, los bordes ásperos permiten que los lóbulos del

rotor dañen el revestimiento de caucho cortando su superficie en el perfil de los lóbulos.

Estos cortes reducen la eficacia del sello rotor / estator y ocasionan el atascamiento del motor

(endureciendo – chuking el estator) en condiciones de baja presión diferencial.

Para fluidos base aceite (OBM – oil based mud) con fases súper – saturadas de agua y para

lodos salidos, los rotores de carburo de tungsteno son recomendados.




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Utilizando componente no – magnético, por ejemplo estatores de acero no – magnéticos, se

puede incrementar el tiempo de vida útil de los motores PowerPak cuando perforamos en

medios con Acido Sulfhídrico. Además que el acero no – magnético es más duro que el acero

común y esto ayuda a reducir el quebrajamiento por estrés frente al sulfuro, las mejores

medidas de prevención son aquellas enfocadas en el sistema del fluido de perforación.

2.2.1.2.7.- Presión Diferencial:

Entendiendo La Curvas De Rendimiento Del Motor

La diferencia entre la presión de circulación en superficie y en fondo de pozo esta definida

como la presión diferencial. Esta diferencia de presión es generada por la sección del rotor

/ estadote en el motor. A mayor diferencia de presión, mayor la imposición del torque del

motor y menor la velocidad impuesta en el eje.

Para una vida de duración más larga, se debe correr el motor a no más del 80% de su máximo

valor para cualquier rata de flujo y mantener la rata de flujo por debajo del 90% del máximo

valor. Bajo condiciones favorables de perforación, ambas deben ser incrementadas a los

valores máximos.

Material para Pérdida de Circulación

El material para pérdida de circulación (LCM lost circulation material) puede ocasionar dos

problemas cuando es bombeado a través del motor. El material puede taponar interiormente

el motor, por lo general en la válvula de descarga si este es utilizado en el tope del eje o en los

rodamientos (bearing) radiales, y esto puede ocasionar el desgaste del estator. De todos

modos, el material para perdida de circulación puede ser utilizado con los motores si se toman

las siguientes precauciones:

- Adhiera el material para perdida de circulación equitativamente – evite de bombear un gran bache de material.

- Si es posible, no bombee concentraciones mayores a 50ppg de cáscara de nuez mediana o su equivalente.




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Se igual manera esta guía ayuda a minimizar problemas de taponamiento asociados con el

material para perdida de circulación, no podemos eliminar completamente la posibilidad de

un taponamiento en el motor o en la sección de rodamientos (bearing).

2.2.1.2.8.- Pata De Perro

Al rotar un motor en un intervalo de alto valor de pata de perro puede ocasionar daños al

estator. La geometría del diámetro del pozo ocasiona que el motor se doble y flexiones,

especialmente si el motor posee un bent housing. Debido a que el estator es la parte más

flexible del motor, será la que se doble más. Como la housing bend del estator, el

revestimiento de caucho empujará al rotor y lo doblará, lo cual ocasiona la compresión de los

lóbulos del estator y puedo terminar en el endurecimiento (chuking) del mismo.

Pata de Perro ( Dog Leg / DL)

Es la curvatura total del pozo (la combinación de cambios en inclinación y dirección) entre

dos estaciones de registros direccionales.

La pata de perro se mide en ángulos.

D.L.= cos-1 [sen I1 sen I2 cos (A2-A1)+cos I1 cosI2]

donde:

I1 e I2 son dos medidas de inclinación consecutivas.

A1 y A2 son dos medidas de dirección consecutivas

2.2.1.2.8.1.- Severidad de la Pata de Perro

Es la cantidad de DL referido a un intervalo estándar (usualmente 100 pies ó 30 metros).

D.L.S. = (D.L. x 100) / C.L.

donde:




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DL es la pata de perro calculada entre dos estaciones.

CL (Course Length) es la profundidad medida entre dos estaciones

2.2.1.2.8.2.- Sección Vertical

En un plano de pozo, el perfil vertical corresponde usualmente a una propuesta en un plano

definido por la dirección recta entre la boca de pozo y el objetivo.

Esta dirección se conoce como “azimuth de la sección vertical” o “ubicación propuesta del

fondo del pozo” o “plano propuesto” o “dirección del objetivo”.

En este caso, se llama sección vertical a la desviación horizontal total del pozo proyectada

sobre este plano.

2.2.1.2.8.3.- Cierre (Closure)

Esta se define como una recta trazado desde el punto de referencia del taladro a cualquier

coordenada rectangular en un plano horizontal (generalmente usada para definir el fondo del

pozo).

Se calculan la longitud y la dirección de la recta.

Por ejemplo, si la posición localizada es 630 m N, 930 m E, el cierre puede ser calculado

usando el Teorema de Pitágoras y la trigonometría: de manera que el cierre será 1123.3 m con

dirección N 55.88° E.




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Diferencia de Direccion (DD)

- La diferencia de Dirección (DD) representa el ángulo entre el closure y la dirección del target

(plano Propuesto).

- Usando DD, Distancia del Closure y una función trigonometriíta simple, la Sección Vertical

puede ser calculada.

- Para calcular DD, ambos, la dirección del Target y del Closure deben ser expresados en

Azimut.

Lado Alto ( High Side)

Es el lado del pozo directamente opuesto a la fuerza de la gravedad.




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El punto que representa el lado alto es importante para la orientación (toolface).

Con una inclinación de 0°, no hay lado alto.

Con inclinación 0°, el pozo no tiene dirección horizontal. Es decir, el eje del pozo se

representaría como un punto y no como una línea sobre el plano horizontal.

Sin inclinación, no hay lado alto; sin lado alto, no hay dirección.

2.2.1.3.- Sección De Transmisión

El arreglo de transmisión, el cual esta

colocado en la parte inferior del rotor,

transmite la velocidad rotacional y

torque generado mediante la sección de

poder a los anillo y al eje conductor.

También esta compensado por el

movimiento excéntrico

de la nutación del rotor y

absorbe empuje descendente.




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La rotación es transmitida a través del eje de transmisión, el cual esta ajustado con una junta

universa en ambos extremos para absorber el movimiento excéntrico del motor (fig. 2-6).

Ambas juntas universales están empacadas con grasa y selladas para alargar su tiempo de

vida.

La sección de transmisión se ajusta en una camisa (bent housing) en el piso de la torre (rig

floor). Las camisas (bent housing) ajustables estándares permiten ángulos de 0 – 3º. Para

algunos motores, se tienen disponibles camisas de 0 – 2º. Para motores de radio corto,

camisas de 0 – 4º están disponibles.

También se dispone de camisas rectas cuando el motor no es utilizado para propósitos

direccionales, como para perforación vertical y aplicaciones especiales.




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2.2.1.4.- Eje Conductor (Drive Shaft) Y Sección De Rodamientos

La sección de rodamientos soporta los esfuerzos axiales y radiales. Esta también transmite el

torque y la velocidad rotacional desde el eje de transmisión hacia el trepano. Esta sección

consiste de un eje conductor soportado tanto por los rodamientos axiales como radiales. El eje

conductor esta hecho de acero forjado para una mayor dureza. Dependiendo de los

requerimientos direccionales, la camisa de los rodamientos puede ser forjada (slick) o

ajustada con un (rig floor) – deslizante y reemplazable o por una hoja (blade) integral de tipo

estabilizador. El diámetro de los estabilizadores está disponible para diversas aplicaciones. La

sección de los rodamientos puede ser lubricada por lodo o sellada por óleo (aceite).

2.2.1.4.1.- Arreglos Lubricados Por Lodo

El arreglo de rodamientos axiales esta comprendido por múltiples bolillas y carreras que

soportan el peso en el trepano (WOB – weight on bit) permitiendo la perforación y el

desplazamiento hidráulico descendente mientras se esta circulando, perforar con un WOB

menor al balanceado o haciendo repasos de fondo.




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La chumacera (journal bearing) de carburo de tungsteno empaquetado montada por encima y

debajo de los rodamientos axiales

- Contrarresta la fuerza ejercida sobre el trepano cuando se perfora. - Restringe el flujo de lodo a través del anular de los rodamientos radiales con lo cual un

solo un pequeño porcentaje del lodo es utilizado para lubricar los rodamientos.

2.2.1.4.2.- Arreglos Sellados Con Óleo (Aceite)

El funcionamiento de los arreglos sellados con aceite es muy parecido a los arreglos

lubricados con lodo. En vez de rodamientos de bolillas para sostener el empuje descendentes,

de todos modos, este utiliza un rodamiento giratorio (Soller bearing) tanto para asentar o

levantar peso. El componente crítico en el arreglo de rodamientos sellados es el sello

rotatorio.

Si un arreglo deslizable (slick) es corrido, tanto una camisa deslizante o una camisa roscada

de rodamientos debería ser utilizada con su protector hacia arriba. Cuando es utilizado un

estabilizador, se recomienda un tamaño menor a 1/8 o ¼ de pulgada.

Para la mayoría de los tamaños de motores se puede elegir entre una camisa estabilizadora

espiral de tres hojas o uno recto de cinco hojas. Por lo general es muy fácil desplazarse con un

estabilizador de hojas rectas; de todos modos, la opción espiral reduce el arrastre mientras se




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rota y provee un rendimiento direccional más consistente cuando se perfora de modo

rotacional.




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2.2.1.5.- Sección de Valeros Sellados o Lubricados por Lodo

Esta sección esta compuesta por balines y cojinetes los cuales transmiten las cargas axiales y

radiales generados por la sección de poder y transmite la rotación hacia la barrena.

Esta sección puede utilizar valeros sellados, llenos de aceite o lubricados por lodo.

El Valero sellado no esta sujeto al flujo del lodo y su funcionamiento es fiable con su uso

mínimo, como no es lubricado por lodo el 100 % del flujo va hacia la barrena y maximiza la

eficiencia de la hidráulica incrementando asi la limpieza del agujero, el rango de penetración y

alarga la vida de la barrena.

Con los valeros lubricados por lodo normalmente se desvían 4% a 10% del flujo del lodo, esto

para enfriar y lubricar los valeros.

En la siguiente figura mostraremos los ensambles arriba mencionados:




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2.2.1.6.- IDENTIFICACION DE MOTORES COMMANDER

Existe una nomenclatura para la identificación del funcionamiento de los motores commander

basado en un código alfanumérico como se muestra en la parte de abajo estos nos dan las

caracteristicas del motor en cuestion en un manual y se puede localizar pintado sobre la

armadura del motor.

L B 7 8 2 8

1er letra indica la velocidad o revoluciones a la que trabaja el motor de fondo:

L: Low Speed “Velocidad Baja ”

M: Medium Speed “ Velocidad Media”

H: High Speed “Velocidad Alta”

2da letra indica modificaciones o variaciones para una mayor gama de su funcionamiento

A: Air Drilling Motor “Motor para perforar con aire”

B: Modified Bearing Section “Seccion de Valeros Modificados”




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E: Extender Power Seccion. “Seccion de Poder Extendida”

N: Normal Motor “Motor Normal”

S: Short Radios Motor “ Motor para Radio Corto”

Los 2 siguientes números indican la relación lobular del motor es decir, el primer numero

indica los lóbulos del Rotor y el segundo los lóbulos del Estator:

Es decir: Rotor 7 lobulos Estator 8 lobulos




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2.2.2.- Turbinas.

Es utilizado para perforar a altas velocidades, se corre idealmente con trépanos de diamantes

y no puede ser corrido con triconos.

Funciona bajo el mismo concepto del motor de fondo, es decir, por potencia hidráulica que es

dada por el fluido de perforación

Funciona bajo el concepto simple de un rotor y un estator que estan hechos de metal con

piezas internas de soporte y amortiguación revestidas con insertos PDC .

La sección de potencia del motor tiene aproximadamente cien etapas axiales de turbina que

incluyen un disco rotor y un disco estator

Los estatores estan unidos dentro del cuerpo externo y los rotores estan unidos al eje

impulsor.




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Las paletas del estator desvían el lodo hacia las paletas del rotor impulsando la caja del rotor,

haciendo girar la broca.

TURBINAS DE PERFORACION.-

La turbina convierte la energía hidráulica proveniente del lodo en energía mecánica rotativa

para brindarle a la mecha de perforación. Su revolución en el fondo es de 600 rpm y 1500

rpm. El movimiento de la mecha es independiente de la rotación de tubería. Trabaja en

formaciones duras con trépanos impregnados ya que estos son de alta RPM.

Cuando uno trabaja con turbinas se controla la presión (ΔP=200psi) y las RPM más que el

peso de la HTA.

2.2.2.1.- Partes de la Turbina




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Partes de una turbina.-

-Sección de Potencia

-Sección de Rodamientos




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2.2.2.1.1.- Sección de potencia.-

Provee la potencia a la turbina

- 1 , 2 hasta 3 secciones de potencia por turbina - 70 a 150 piezas de alabes por sección de potencia

2.2.2.1.2.- Sección de rodamientos.-

Soporta Fuerza Axiales que se transmite a través del eje, desde la sección de potencia.

2.2.2.2.- Clasificación de turbinas.-




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Se clasifica según:

-Tamaño de Turbina. (2 7/8, 3 3/8, 4 ¾, 6 5/8, 9 ½ )

-El numero de secciones de potencia (T1, T2, T1XL)

-El perfil del Alabe o aletas.

2.2.2.3.- Ventajas del Empleo de Turbinas:

• Muy Alta Potencia

• Herramienta de Principio muy Confiable

• Perfecto Balance Radial

• Muy Larga Vida

• Las Turbinas tienen Excelente Resistencia al Calor

• Velocidad y Torque son manipulables desde Superficies

2.2.2.4.- Aplicaciones

A diferencia de los motores las turbinas no dependen de los elastómeros para obtener

potencia haciéndolos fáciles de configurar para aplicaciones de lata temperatura.

Los nuevos cojinetes metálicos de las turbinas han resistido 145º C durante más de 300 horas

continuas y hasta 210º C durante más de 150 horas.

La no restricción de la temperatura en el desempeño de las turbinas las hace excelentes para

aplicaciones de alta presión y alta temperatura para cualquier rango de diámetro del pozo.

2.2.2.5.- Comparación de turbina Vs. Motor de fondo.-




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Desventajas comparado con motor de Fondo PDM

- Limitación en bombeo de material antiperdida grueso.

- Costo diario de herramienta mayor.

- Alta velocidad para uso de mechas Ticónicas. Ahora con la nueva turbina de baja revolución

tiene aplicación con este tipo de mecha.

- Poca aplicación en primeras secciones del pozo y formaciones blandas.

- Alta caída de presión, limitación para taladros de poca capacidad de bombas.

- Menor torque de salida.

Ventajas en pozos Desviados:

Respuesta del efecto WOB y BHA

- Confiable control de ángulo y azimut.

- Mantiene un uniforme perfil del hoyo, reduciendo incremento del torque.

- Mantiene ROP en modo sliding como en rotaria.

- Reduce el número de viajes por cambio de Bha

- Evita viajes por cambios de bent sub o falla en la herramienta

- Gira progresivamente a la izquierda usando una estabilización convencional de turbina

recta.

2.2.2.6.- POWER DRIVE.- (SLUMBERGER)




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Herramientas de navegación 3-D que hacen cambios en inclinación y dirección mientras la

sarta de perforación se encuentra en rotación (Trabaja con rotación continua y alta RPM 200-

350 RPM) hasta 150ºc.

Es un mecanismo que trabaja en modo rotario (con la sarta), no lleva motor de fondo. Su

componente esencial es su control electrónico de fondo para activar ya se las aletas o los

pistones dependiendo de que sistema estamos utilizando.

2.2.2.6.1.- PARTES DE POWER DRIVE

Existen 4 sistemas:

Sistemas Push-the-bit – PowerDrive Xtra – PowerDrive X5 – PowerV Sistemas Point-the-bit – PowerDrive Xceed PowerDrive-VorteX PowerV-Vortex

2.2.2.6.1.1.- Funcionamiento de un Sistema Push-the-bit.-

Deriva de empujar al trepano obligándolo a ir a una dirección determinada. En este sistema se

le da información al sistema electrónico de fondo mediante presiones o caudales para que las

aletas se accionen dirigiendo al pozo en una dirección determinada.

Ventaja de Push-the-bit.-

Es muy preciso

Desventaja de Push-the-bit.-




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En formaciones blandas no cumple su función y las aletas no duran mucho tiempo en zonas

abrasivas.

2.2.2.6.1.2.- Funcionamiento de un Sistema Point-the-bit.-

En el interior del mecanismo tiene unos pistones hidráulicos accionados electrónicamente

que pensionan una tubo conectado al trepano, así de esta manera cambiamos la dirección.

Beneficios del POWER DRIVE.-




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Desviación Continua, Rotación continua durante la navegación, hoyo más limpio, hoyo suave ,

menos arrastre, menos riesgo de pega de tuberías, menor costo de completación, ahorro de

tiempo, menos costo por pie, menos costo por barril




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PLANIFICASION Y LOS METODOS DE DESVIACION

3.- Planificación de un Pozo Direccional

3.1.-Definición

– La Planificación de Pozo Direccional es un proceso de diseño que utiliza un conjunto

de datos e información, y desarrolla un plan optimo de pozo direccional.

3.2.- Criterios de diseño utilizados incluyen:

Localización en Superficie

Localización del Objetivo

Tamaño del Objetivo

Norte de Referencia

Tendencias de Formación

Ratas de Aumento y Caída (BUR&DROP)

Proximidad de otros pozos

Puntos de Casing




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Tecnología y Técnicas de Perforación Disponibles

Analisis de datos

3.2.1.- Criterio para selección de Candidatos

� Diseño y Planificación del Pozo

� Evaluación de Dificultades de Perforación

� Selección del Equipo de Perforación

� Selección de las Herramientas

� Estimado de Tiempo y Costo

3.3.- Planificación del pozo




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Para planificar un pozo direccional se necesita un equipo integrado, multi-

disciplinario

RESERVORIO - GEOLOGIA

� Caracterización del reservorio y características geológicas

COMPLETACION - PRODUCCION

� Limitaciones de completacion y requerimientos de producción

PERFORACION

� Limitaciones/dificultades de perforación

� Requerimientos de perfil de pozo/radio de curvatura

� Tamaño del agujero/programa de casing

� Equipo de perforación necesario

� Consideraciones de costo

Kick Off Point y Build Up Rate

La selección del KOP y BUR dependen:

� Tipo del Perfil Direccional seleccionado

� Programa de Cañería

� Programa de Lodo

� Desplazamiento Horizontal requerido

� Angulo de Inclinación Máximo

� Requerimientos de anti-colisión

� Rangos Normales de BUR: 1.5 a 4.0 Grad/100’ MD

Planificación del pozo




Seminario de Grado

� El target define el perfil mas apropiado para el pozo

� Considerar requerimientos de completacion

� Definir el Fluido de Perforación mas Apropiado

� Diseñar un Programa Apropiado para Trépanos

� Diseñar perfil de casing; definir procedimientos de carreras/cementacion

� Usar programa de Torque y Drag para predecir y evaluar futuras dificultades

de perforación

� Optimizar el programa basado en la capacidad disponible del equipo de

perforación

3.4.- METODOS DE DESVIACION DE POZO

Hay varios métodos de desviar un pozo. Desviando nosotros queremos decir cambiando la

inclinación y/o dirección de un agujero. Los métodos más comunes usados hoy son:

1. Ensambles de Fondo

2. Utilización de Tobera.

3. Utilización de Cuchara

4. Motores de Fondo - más común




Seminario de Grado

Las sartas estabilizadas son el método mas barato para desviar un pozo y debe usarse

siempre que sea posible. Desgraciadamente, la respuesta exacta de estas sartas es muy difícil

predecir y los cambios izquierdo o el paso a la derecha es casi imposible de controlar. Cuando

la exactitud del curso es necesario normalmente el último método que se utiliza.

3.4.1.- ENSAMBLE DE FONDO

Antes de la invención del (MWD) las herramientas y de los motores, las sartas estabilizadas

fueron (BHA) fueron utilizadas para desviar el agujero. Un ensamble de fondo es conformado

por barrena, el estabilizador, escariadores, Drill Collars, subs y herramientas especiales. Algo

mas sencillo que se corre en el agujero para perforar, la conforma una barrena, Drill Collars y

tuberías de perforación y es a menudo la mas usada. El uso de este ensamble limita la

perforación direccional y normalmente es utilizado para secciones verticales del agujero

dónde la desviación no es un problema.

Para entender por qué un ensamble de este tipo desviará un agujero, consideremos el

ensamble más simple y más fácil entender. Explicaremos a continuación algunos de los efectos

que genera estas herramientas. La tendencia de desviación es el resultado de la deflexión que

sufren los Drill Collars cuando se le aplica cierto peso.

Aunque los Drill Collars parecen ser muy rígidos, ellos se doblarán bastante para causar la

desviación.

El punto de acción a través del drill collar generalmente por si solo no tiene esfecto sobre la

desviación. Cuando el peso se aplica a la barrena, el drill collar se flexionará y el punto de

apoyo sobre la parte baja del agujero se moverá mas cerca de la barrena (Figura 4-1).

Debido a la deflexión del drill collar, la fuerza del resultante aplicada al formación no está en

la dirección del eje del agujero pero está en la dirección del drill collar. Cuando el peso de la

barrena es aplicado, los movimientos de punto de tangencia hacia la barrena actúa

aumentando el ángulo. Puede verse prontamente que un aumento en el peso de la barrena

lleva a un aumento en la tendencia de desviación.




Seminario de Grado

Figura 4-1 Efecto de peso sobre la barrena

Bajo las condiciones dinámicas, el relativo lado-cortante de la barrena y estabilizadores

se complica el calculo de la tendencia a la que se desvia. La relación entre la barrena y

estabilizador lado-cortante es dependiente en el tipo de barrena, tipo de estabilizador, la

proporción de penetración, la velocidad rotatoria, la litología, tamaño del agujero, y tipo de

diseño de sarta.




Seminario de Grado

Hay tres tipos básicos de ensambles usados para la perforación direccional, ellos son:

1.) Ensamble para construcción

2.) Ensambles para Decremento

3.) Ensambles para mantener




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3.4.1.1 .- Ensambles para construcción

El ensamble de construcción utiliza un estabilizador como fulcro o palanca y coacciona

fuerzas laterales sobre la barrena. La magnitud de esa fuerza es una función del

distancie del momento al punto de acción. Un aumento en el peso en la barrena incrementa la

flexión del Drill Collar e incrementara el grado de construcción.




Seminario de Grado

Figura: Ensamble de Construcción.

3.4.1.2.- Ensamble de Decremento

Un ensamble de decremento a veces es llamado un ensamble de péndulo. En este ensamble

un estabilizador se pone a 30, 45, o 60 pies del momento o palanca. El estabilizador produce

un efecto del péndulo; de ahí su nombre. El propósito del estabilizador es prevenir drill collar

se recargue sobre alguna de las pared y cause un punto de la tangencia en la barrena y

estabilizador.




Seminario de Grado




Seminario de Grado

Figura: Ensamble de Decrementar.

3.4.1.3.- Ensambles para Mantener

Mantener la inclinación en un agujero es mucho más difícil que construirlo o dejarlo caer. La

mayoría las configuraciones de ensambles tienen tendencias a construir o tumbar. Así como

también la mayor parte de las secciones rectas de los pozos tiene tendencias a construir o

tumbar. A continuación se muestran las configuraciones mas comunes para las sarta que

mantienen una inclinación.




Seminario de Grado

Figura: Ensamble de Mantener.




Seminario de Grado

3.4.2.- DEFLECCION POR TOBERA

El método de desviación de un pozo por medio de Tobera (JETTING) era el método mas

común utilizado en formaciones suaves. Este método se a utilizado con éxito a las

profundidades de 8,000 pies (2,400m); sin embargo la economía de este método y la habilidad

de otras herramientas de perforación direccional limitan su uso.

Una formación conveniente para toberear debe seleccionarse cuidadosamente. Debe haber

suficiente potencia de impacto hidráulico disponible y la formación debe ser bastante suave

para ser corroído por un chorro de lodo a través de una tobera de la barrena.

Hay barrenas especiales para esta aplicación constituidas por dos conos y el tercero sustituido

por una gran tobera. La boquilla larga proporciona el alto impacto para erosionar la

formación y así desviar el agujero mientras los dos conos proporcionan el mecanismo para

perforar. Otras barrenas de desviación de tri-cono están disponibles con

una tobera fluida agrandada para el mismo efecto. Esto permite bombear una cantidad mayor

de fluido a través de la tobera durante la operación del la erosión a través de la barrena.

Desviar usando bien el método tobera, La sarta se baja al fondo del agujero, y la tobera de

reacción grande se orienta en la dirección deseada. Los kelly deben ser largos para permitir la

perforación rotatoria después de que la desviación se empieza. El centro de la tobera grande




Seminario de Grado

representa la cara de la herramienta y se orienta en la dirección deseada. El máximo gasto de

la circulación se usa mientras chorreando (jetting). La velocidad de la reacción de la tobera

pora chorrear debe ser 150 m/sec (500'/sec).

Después de que unos metros se han chorreado, el flujo de las bombas regresan a

aproximadamente 50% del utilizado para desviar y la sarta comienza a rotar. Puede ser

necesario levantar del fondo para iniciar a rotar debido al alto torque (el estabilizador cercano

a la barrena acuñó dentro del deslave).

Se usan WOB alto y la RPM baja para intentar flexionar los drill collars cerca del estabilizador

de la barrena y le obliga al BHA a que lleve a cabo la tendencia que estableció mientras

chorreaba. La longitud restante en el kelly se perfora rotando. La

desviación se produce en la dirección del deslave es decir en la dirección en que la boquilla o

tobera grande fue originalmente orientada. Y posteriormente se repite la operación.

3.4.3.- WHIPSTOCK “CUCHARA”

La cuchara para abrir-agujero recuperable es una herramienta de perforación direccional

vieja que es raramente usada en las desviaciones para abrir-agujero hoy. La cuchara se fija a

un BHA flexible que incluye una pequeña barrena. Un BHA típico sería como sigue:




Seminario de Grado

Cuchara-la barrena piloto-el estabilizador-un shearpin sub-1 juntura de tubería de

perforación-orientador(para singularizar el estudio del tiro “survey”)- Drill Collar non-

magnético

El agujero debe estar limpio antes de ejecutar la cuchara. Al alcanzar el fondo la herramienta

se saca ligeramente fuera de-fondo y la cara cóncava de la cuchara es orientada en la dirección

deseada. La herramienta se orienta entonces en la dirección y es anclada firmemente,

posteriormente se le aplica peso suficiente a la sarta para romper los pines que la sujetan de

la cuchara. La barrena se baja al fondo e inicia la rotación. Aproximadamente 15 a 20 pies (4.5

a 6m) a una velocidad controlada. La cuchara se recupera entonces y el agujero se abre con

una barrena ampliadora. Otro viaje con una

barrena, estabilizador cerca de la barrena y BHA flexible se hace perforar otros 30 ' (9m). Un

BHA a completo calibre es utilizado posteriormente para su perforación normal.




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3.5.- MOTORES DE FONDO CON SUBSTITUTO DE FLEXION

El uso de estos motores han estado muy reducidos con la invención de los motores de fondo

actuales pero todavía se usa en algunas áreas con el turbodrill, en la conjunción para lograr las

proporciones de las construcciones más altas y cuando otro las opciones no están disponibles.

Se usaron Turbodrills primero en los 1800 con el éxito limitado debido a su alto RPM (500 a

1200). El uso de turbodrills también estuvo limitado como una herramienta de la desviación

debido a su rendimiento del torque bajo. La rotación de un turbodrill se deriva del la

interacción del fluido de perforación y las fases múltiples de las aletas de la turbina. El rpm se

relaciona directamente a la velocidad del flujo y torque. Una desventaja del turbodrill es que

la eficacia es más baja que el motor del desplazamiento positivo.




Seminario de Grado

Por consiguiente, requiere más caballos de fuerza en la superficie. Muchos equipos no tienen

suficientes caballos de fuerza hidráulica para ejecutar un turbodrill. Las hidráulicas siempre

deben ser verificada prioritariamente para ejecutar un turbodrill. El Principio del motor de

fondo actual aventaja al turbodrill. Esta herramienta ha encontrado una gran aplicación en la

perforación direccional e incluso en el agujero vertical.

El plan básico y componentes de un motor del desplazamiento positivo serán

discutido en la siguiente sección




Seminario de Grado

3.6.- TIPOS DE ARREGLOS

3.6.1.- HERRAMIENTA ROTARIA FULCRUM

EL PRINCIPIO DE FULCRUM

– es usado para levantar ángulo (incrementar inclinación)

• El incremento en ángulo dependerá de lo siguiente:

– incremento en la distancia del estabilizador de barrena al primer estabilizador de

tubería

– Incremento en inclinación del pozo




Seminario de Grado

– Reducción en el diámetro del drill collar

– Incremento en peso sobre la barrena

– Reducción en la velocidad de rotación

– Reducción en la tasa de flujo (formaciones suaves)




Seminario de Grado




Seminario de Grado

3.6.1.1.- EL PRINCIPIO DE ESTABILIZACION

– es usado para mantener el angulo y direccion

– alto rpm y suficiente peso sobre la barrenapara perforar




Seminario de Grado

STABILIZACION

� Alta revolución

� Bajo WOB

� Este ensamblaje es bastante rígido con alto torque

3.6.2.- HERRAMIENTA ROTARIA EMPACADA

3.6.2.1.- PROPIEDADES DEL ENSAMBLAJE ROTARIO

– Fuerza Lateral y ángulo de apoyo

– Principio de Fulcrum

– Principio de estabilización

– Principio de Péndulo

– Rigidez del Drill Collar




Seminario de Grado

- Efecto del tipo de Barrena

- Efecto de Formación

- Motores de Fondo

– Modos de Operación

• Orientado

• Rotado

Fuerza Lateral-Angulo de Apoyo

– Factores que afectan la trayectoria de la barrena

• Medida y lugar de estabilizadores

• Diámetro y longitud de collares

• Peso sobre la barrena

• Velocidad de rotación de la barrena

• Tipo de barrena

• Formación anisótropa y buzamiento de las capas

• Dureza de formación

• Tasa de flujo (caudal)

• Tasa de penetración




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¡Error!




Seminario de Grado

¡Error!

3.6.3.- EL PRINCIPIO DE PÉNDULO

– es usado para reducir angulo de inclinación

– alto rpm y bajo peso sobre la barrena

3.6.3.1.- HERRAMIENTA ROTARIA PENDULO




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Seminario de Grado

3.7.- METODOS DE CALCULOS DIRECCIONAL

INTRODUCCIÓN

Los resultados de un registro direccional de un pozo, se dan en términos de inclinacion

y azimut, a una cierta profundidad.

Se debe analizar esta información para calcular la posición actual del pozo, en relación

a su ubicación respecto a la superficie.

Para hacer esto se deben calcular las distancias progresivas entre las estaciones de

registros direccionales.

Por lo tanto, es necesario asumir alguna clase de trayectoria idealizada entre las

estaciones. La trayectoria asumida puede ser simplemente una línea recta que una dos

estaciones o alguna clase de curva definida por dos puntos extremos.

3.7.1.- METODOS ANGULO PROMEDIO

MÉTODO: ANGULO PROMEDIO

- Asume que el pozo es paralelo al promedio simple de los ángulos de inclinación y

dirección y realiza el cálculo entre dos estaciones localizadoras.

- Es un método bastante preciso y los cálculos son suficientemente simple.




Seminario de Grado

3.7.2.- MÉTODO: RADIO DE CURVATURA

- Usa los ángulos medidos en los extremos de las secciones a lo largo de la longitud registrada.

Este método genera una curva en el espacio que representa la trayectoria del pozo.

Para cada intervalo de registros direccionales el método asume que las proyecciones vertical y

horizontal de la curva tienen radio de curvatura constante.




Seminario de Grado

3.7.4.- MÉTODO: MINIMA CURVATURA

- Asume que el pozo es un arco de circunferencia con mínima curvatura (máximo radio de

curvatura) entre dos estaciones de registros direccionales. Este método es el mas preciso para

la mayoría de las trayectorias de pozos. Sin embargo el método conlleva cálculos complejos

que usualmente se hacen con una computadora




Seminario de Grado




Seminario de Grado

Sección de Ejercicios

4.- INTRODUCCIÓN

Los resultados de un registro direccional de un pozo, se dan en términos de inclinacion

y azimut, a una cierta profundidad.

Se debe analizar esta información para calcular la posición actual del pozo, en relación

a su ubicación respecto a la superficie.

Para hacer esto se deben calcular las distancias progresivas entre las estaciones de

registros direccionales.

Por lo tanto, es necesario asumir alguna clase de trayectoria idealizada entre las

estaciones. La trayectoria asumida puede ser simplemente una línea recta que una dos

estaciones o alguna clase de curva definida por dos puntos extremos.

4.1.- Cuadrantes De Rmbo y Azimut




Seminario de Grado

El rumbo o dirección a al que se encuentra dirigido un pozo es representado en dos diferentes

formas que son: Azimutal o Cuadrantes .

La dirección azimutal es representada de o a 360 grados como se muestra en la figura

superior al sentido de las manecillas del reloj.

La dirección representada en cuadrantes es referenciada a los ejes N (norte), S (sur) que son

los ejes de interés, es por esto que una medida en cuadrante siempre va encabezada por N o S

es decir:

N # E

N # W

S # E




Seminario de Grado

S # W

Si ponemos atención en la numeración de la parte de afuera de la circunferencia podremos

observar que, el incremento tanto a la derecha “E” como a la izquierda “W” tienen como

origen o como = 0 el punto alto “N” así como el punto bajo “S”.

Es decir, siempre debemos buscar y tomar los ángulos sobre los ejes N y S, nunca los ejes E y

W.

Como un ejemplo pasaremos lecturas de Azimutal a cuadrante y viceversa.

4.1.1.- Ejemplo 1

Angulo en el cuadrante I

Azimuth= 60º

Este es el único cazo de 0º a 90º en que tanto en azimuth y cuadrantes la cantidad de grados

pasa directo solo se le adiciona las siglas N E es decir, nuestro rumbo en cuadrante seria:

N 60 º E

N

S

E W

60º




Seminario de Grado

4.1.2.- Ejemplo 2

Angulo en cuadrante II

Azimuth= 130

Realizamos un calculo para obtener el ángulo pegado al eje de interés en este caso el Sur “S”,

entonces tenemos que:

180º – 130º = 50º entonces podemos decir que nuestro rumbo en forma de cuadrante es: S 50

E.

4.1.3.- Ejemplo 3

Angulo en el cuadrante III

Azimuth= 210 º

En este caso en que el azimuth cae dentro de nuestro tercer cuadrante la operación para

obtener nuestro ángulo de interés seria la siguiente:

130 º

N

S

E W

N

S

E W

220 º




Seminario de Grado

220 º - 180 º = 40 º por lo tanto nuestro rumbo en cuadrante es S 40 º W

4.1.4.- Ejemplo 4

Angulo en el cuadrante IV

Azimuth = 330 º

En este caso en que el azimuth cae dentro de nuestro cuarto cuadrante la operación para

obtener nuestro ángulo de interés seria la siguiente:

360 º - 330 º = 30 º por lo tanto nuestro rumbo en cuadrante es N 30 º W

4.2.- Calculación de Surveys

Para iniciar este tema iniciaremos recordando las funciones trigonométricas básicas.

Matemáticas Básicas – Asignaciones

1. Define lo Siguiente:

Sin =

Cos =

Sin =

330 º

N

S

E W

C

B

A




Seminario de Grado

Cos =

Tan =

Tan =

A2 + B2 =

2.

A = 3 and B = 4

Encuentra:

C =

=

=

3.

A = 1 y B = 1

Encuentra:

C =

= =

C

B

A

C

B

A




Seminario de Grado

4.

C = 120 y B = 75

Encuentra:

A =

= =

= 65°

Encuentra:

A =

= =

= 50°

Encuentra:

B =

C =

=

En el triangulo de arriba, cual es la hipotenusa? ________

En todos los triángulos, Los ángulos internos deben sumar _______ grados.

C

B

A

C

B

A

C

B

A




Seminario de Grado

4.2.1.- Calculo de Survey

Ahora con ayuda de las funciones trigonométricas arriba señaladas y de una hoja de calculo

nos propondremos a calcular una estación de Survey completa.

95.5

183

.01

1227

.80

3

96.0

378

.60

1218

.50

2

92.8

993

.16

-5.9

511

75.1

296

.36

72.0

912

09.0

01

15*C

os(P

D-

14)

sqrt(

11^2

+13^

2)

Atan

(13/

1

1)D

ep+

129*

Sin

(6)

Lat+

10

9*C

os (6

)4*

Sin

(5)

TVD

+ 7

4*C

os (5

)Av

e Az

Ave

Inc

CL

Az

Inc

MD

Vert

ical

Sect

ion

Clo

sure

Clo

sure

Dire

ctio

nD

epar

ture

Cha

nge

in

Dep

artu

reLa

titud

eC

hang

ein

Latit

ude

Cha

nge

in

Dis

plac

em

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TVD

Cha

nge

in

TVD

Aver

ag

e

Azim

ut

h

Aver

age

Incl

inat

i

on

Cou

rse

Leng

th

Azi

mut

h

Incl

inat

i

on

Mea

sur

ed

Dep

th

1615

1413

1211

109

87

65

43

21

88Pr

opos

alD

irect

ion:

Ave

rage

Ang

leS

urve

yC

alcu

latio

nS

heet

95.5

183

.01

1227

.80

3

96.0

378

.60

1218

.50

2

92.8

993

.16

-5.9

511

75.1

296

.36

72.0

912

09.0

01

15*C

os(P

D-

14)

sqrt(

11^2

+13^

2)

Atan

(13/

1

1)D

ep+

129*

Sin

(6)

Lat+

10

9*C

os (6

)4*

Sin

(5)

TVD

+ 7

4*C

os (5

)Av

e Az

Ave

Inc

CL

Az

Inc

MD

Vert

ical

Sect

ion

Clo

sure

Clo

sure

Dire

ctio

nD

epar

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Cha

nge

in

Dep

artu

reLa

titud

eC

hang

ein

Latit

ude

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nge

in

Dis

plac

em

ent

TVD

Cha

nge

in

TVD

Aver

ag

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Azim

ut

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Aver

age

Incl

inat

i

on

Cou

rse

Leng

th

Azi

mut

h

Incl

inat

i

on

Mea

sur

ed

Dep

th

1615

1413

1211

109

87

65

43

21

88Pr

opos

alD

irect

ion:

Ave

rage

Ang

leS

urve

yC

alcu

latio

nS

heet




Seminario de Grado

Paso # 4

Calcula la longitud de curso de la estación, esta se logra restando la profundidad a la que

estuvo la barrena la conexión anterior a la profundidad actual a la que se encuentra la

barrena, esto es.

1218.50 – 1209 = 9.5

Paso # 5

Calcula la inclinación promedio entre ambas estaciones, esto se obtiene sumando las

inclinaciones de ambas y dividiéndolas entre 2.

(78.6 + 72.09 )/2 = 75.34

Paso # 6

Calcula el azimuth promedio entre ambas estacones, sumando los dos azimuth y dividiéndolas

entre 2.

(96.03 + 96.33) / 2 = 96.18

Paso # 7

Calculo para el incremento en TVD, este se obtiene partiendo de que tenemos nuestro sección

de profundidad perforada y debe ser llevada al plano vertical utilizando la inclinación

promedio obtenida como ángulo.

ΔTVD = 9.5 Cos 75.34

= 2.40

9.5 ΔT

V

D 75.34




Seminario de Grado

Paso # 8

Calcula la profundidad Vertical a esa profundidad perforada sumando a la profundidad

vertical de la estación pasada el incremento obtenido en el paso anterior.

TVD = 1175.12 + 2.40 = 1177.40

Paso # 9

Calcular la cantidad desplazada en esta estación, para esto utilizaremos funciones

trigonométricas utilizando nuestro ángulo promedio entre estaciones y la longitud perforada

en esta misma o utilizando el incremento de la profundidad vertical ΔTVD

Desp.= 9.5 Sen 75.34 Desp= 2.4 Tan 75.34

= 9.19 ó = 9.19

Paso # 10

Una ves que conocemos nuestro desplazamiento ahora haremos cálculos en el plano

horizontal para conocer el movimiento generado a través de coordenadas, primero

calcularemos el cambio o incremento en Latitud utilizando nuestro azimuth promedio entre

estaciones y la distancia desplazada calculada en el paso anterior.

9.5

2.40 75.34

Desp.

9.19 m

96.18º




Seminario de Grado

Para obtener el cambio en latitud utilizamos valores trigonometricos complementarios esto

es:

Utilizando los datos calculados de la figura de arriba calcularemos el cambio en Latitud es

decir. Movimiento en el eje N-S.

A= Δ Latitud = 9.19 Cos 83.82 = .99 m

Paso # 11

Calcular la latitud actual, esto se obtiene sumando la latitud acumulada con el valor obtenido

del incremento en Latitud

Latitud = -5.95 - .99 = -6.94 m

B

A 83.82º 9.19 m

96.18º




Seminario de Grado

Paso # 12

Calculo del incremento en Longitud, este se calcula del mismo modo que utilizamos para el

calculo del incremento de Latitud esto es:

B= Δ de Longitud = 9.19 Sen 83.82 = 9.13 m

Paso # 13

Calculo de la longitud actual, esto se obtiene sumando la longitud acumulada anterior con el

valor obtenido del incremento de longitud, esto es:

Longitud = 9.13 + 93.16 = 102.29 m

Paso # 14

Calculo de la dirección del cierre. Utilizando nuestras coordenadas obtenidas en los pasos 11 y

13 calcularemos nuestra dirección de cierre

ө

ß C

102.29

- 6.94




Seminario de Grado

Tan ß = 102.29 / -6.94

ß = 86.11º

Por lo tanto la dirección del cierre es:

ө = 86.11º- 180º = 93.89º

Paso # 15

Utilizando el teorema de Pitágoras obtendremos el valor del Cierre

A² + B² = C²

C = √ A² + B²

C = √ (-6.94) ² + (102.29) ² = 102.53

Paso # 16

Calculo de la sección vertical, en este paso necesitamos utilizar la dirección del cierre y la

magnitud del cierre calculados en los pasos 14 y 15 para que sean proyectados hacia el rumbo

del programa que en este caso es 88º




Seminario de Grado

Por lo tanto tenemos que la sección vertical es :

SV= 102.53 Cos 5.89 = 101.97 m.

Así de este modo y paso a paso hemos calculado la estación de un survey

1

r sin =

r cos =

Sqrt (x2 + y2) =

r y son ___________ coordinas.

x & y Son ____ ______ coordinadas.

r

r y

x

r

5.89º

88º

93.89 º

102.53




Seminario de Grado

?

2. Convierte las siguientes coordenadas de rectangular a polar y viceversa :

Latitud = 100m Departure = 100m r = dirección =

Latitud = -65m Departure = 84m r = dirección =

Latitud = -84m Departure = -2m r = dirección =

Latitud = 65m Departure = -20m r = dilección =

R = 100m Dirección = 20 º Latitud: Departure:


R = 3000m Dirección = 225 º Latitud : Departure:


3. Convierte los siguientes rumbos de Azimutal a Cuadrante y de Cuadrante a Azimutal:




Seminario de Grado

33 º

60 º

345 º

237 º

138 º

360 º

270 º

N32.5W

S57E

N87 E

S55W

N73.4W

S1.05W

N0.5W

4 Calcula las siguientes estaciones:




Seminario de Grado

1312111098765

89

.65

7.8

51

058

.80

4

89

.06

4.0

21

049

.40

3

80

.47

3.0

31

045

.00

2

10

.77

10

.56

6.1

71

039

.43

69

.92

1.8

11

039

.60

1

15*C

os(P

D-

14)

sqrt

(11^

2+13

^

2)

Ata

n(13

/1

1)D

ep+

12

9*S

in (

6)La

t+ 1

09*

Cos

(6)

4*S

in (

5)T

VD

+ 7

4*C

os (

5)A

ve A

zA

ve In

cC

LA

zIn

cM

D

Ver

tica

l

Sec

tio

nC

losu

reC

losu

re

Dir

ectio

nD

epar

ture

Cha

nge

in

Dep

artu

reL

atit

ud

eC

hang

ein

Latit

ude

Cha

nge

in

Dis

plac

em

ent

TV

DC

hang

ein

TV

D

Ave

rag

e

Azi

mut

h

Ave

rage

Incl

inat

i

on

Cou

rse

Leng

th

Azi

mu

t

h

Incl

inat

i

on

Mea

sure

dD

epth

1615

1413

1211

109

87

65

43

21

88P

rop

osa

lDir

ecti

on

:A

vera

ge

An

gle

Su

rve

yC

alc

ula

tio

nS

he

et

1312111098765

89

.65

7.8

51

058

.80

4

89

.06

4.0

21

049

.40

3

80

.47

3.0

31

045

.00

2

10

.77

10

.56

6.1

71

039

.43

69

.92

1.8

11

039

.60

1

15*C

os(P

D-

14)

sqrt

(11^

2+13

^

2)

Ata

n(13

/1

1)D

ep+

12

9*S

in (

6)La

t+ 1

09*

Cos

(6)

4*S

in (

5)T

VD

+ 7

4*C

os (

5)A

ve A

zA

ve In

cC

LA

zIn

cM

D

Ver

tica

l

Sec

tio

nC

losu

reC

losu

re

Dir

ectio

nD

epar

ture

Cha

nge

in

Dep

artu

reL

atit

ud

eC

hang

ein

Latit

ude

Cha

nge

in

Dis

plac

em

ent

TV

DC

hang

ein

TV

D

Ave

rag

e

Azi

mut

h

Ave

rage

Incl

inat

i

on

Cou

rse

Leng

th

Azi

mu

t

h

Incl

inat

i

on

Mea

sure

dD

epth

1615

1413

1211

109

87

65

43

21

88P

rop

osa

lDir

ecti

on

:A

vera

ge

An

gle

Su

rve

yC

alc

ula

tio

nS

he

et




Seminario de Grado

1

/

/

1187.79

432.32

70º

/

1187.79

70

1264.02

180 70

110

E Wtg

N S

tg

E WSin

d

dSin

d

Azimut

Az

4.3.- Cambio de Inclinación

Projection Example:

Vertical section Plane: 85 deg.

MD Inc Azi TVD VS N/S E/W

3500 39 110 3235,92 1038,53 -391,92 1076,79

3699,99 33,4 110 3397,31 1145,59 -432,32 1187,79

3800 30,6 110 3482,12 1193,61

-

450,44 1237,59

4001,06 25,04 110 3659,94 1278,67 -482,54 1325,77

Calculate and fill in the missing parameters in the above table and also calculate the following:

o Target Displacement: o Target Azimut:

2)




Seminario de Grado

110 85

25º

25*1264.02

1145.59

VsCos

d

Vs Cos

Vs ft

/ 432.32 ( 391.92)

/ 40.4

/ 1187.79 1076.79

/ 111

N S

N S

E W

E W

1

Pr

Pr

/

/

111

40.4

70

. 180 70

. 110

om

om

E Wtg

N S

tg

Azi

Azi

2 2

2 2

1

3397.31 3235.92

161.39

( / ) ( / )

(40.4) (111)

118.12

118.12

161.39

36.20º

TVD

TVD

HD N S E W

HD

HD ft

HDtg

TVD

tg

Sección Vertical:

Azimut:

Inclinación:




Seminario de Grado

1

Pr

Pr 1

. ..

2

. 2* . .

. 2*36.20 39

. 33.4

survey Obj

om

Obj om survey

Obj

Obj

Inc IncInc

Inc Inc Inc

Inc

Inc

2 2

2 2

2 1

2

( ) ( )

(161.39) (118.12)

199.99

3699.99

MD TVD HD

MD

MD

MD MD MD

MD

2

Pr

Pr

Pr

. ..

2

33.4 30.6.

2

. 32º

3800 3699.99

100.01

survey Obj

om

om

om

Inc IncInc

Inc

Inc

MD

MD ft

32*100.01

84.81

TVDCos

MD

TVD Cos

TVD ft

32*100.01

53

HDSin

MD

HD Sin

HD ft3 2

3

3

3397.31 84.81

3482.12

TVD TVD TVD

TVD

TVD ft

Profundidad medida:

3) Cálculo del TVD:




Seminario de Grado

Pr. 110

180 110

70

omAzi

/

/ 70*53

/ 49.80

E WSin

HD

E W Sin

E W

/

/ 70*53

/ 18.12

N SCos

HD

N S Cos

N S

/ 432.32 18.12

/ 450.44

N S

N S

/ 1187.79 49.80

/ 1237.59

E W

E W

2 2

2 2

( / ) ( / )

(450.44) (1237.59)

1317.01

d N S E W

d

d ft

25*1317.01

1193.61

VsCos

d

Vs Cos

Vs ft

/ 482.54 ( 450.44)

/ 32.1

N S

N S

/ 1325.77 1237.59

/ 88.18

E W

E W

1

Pr

Pr

/

/

88.18

32.1

70

. 180 70

. 110

om

om

E Wtg

N S

tg

Azi

Azi

Cálculo de las coordenadas:

Sección Vertical:

4) Cálculo del azimut:




Seminario de Grado

3659.94 3482.12

177.82

TVD

TVD ft

2 2

2 2

( / ) ( / )

(32.1) (88.18)

93.84

HD N S E W

HD

HD ft

1 93.84

177.82

27.82º ( _ Pr )

HDtg

TVD

tg

Angulo omedio

3

Pr

Pr 1

. ..

2

. 2* . .

. 2*27.82 30.60

. 25.04

survey Obj

om

Obj om survey

Obj

Obj

Inc IncInc

Inc Inc Inc

Inc

Inc

2 2

2 2

3

( ) ( )

(177.82) (93.84)

201.06

3800 201.06

4001.06

obj

obj

obj

MD TVD HD

MD

MD

MD MD MD

MD

MD ft

Inclinación:

Profundidad Medida:




Seminario de Grado

2 2

2 2

( / ) ( / )

(482.54) (1325.77)

1410.85

d N S E W

d

d

Target Displacement:

4.4.- Realizar los cálculos respectivos para llegar al objetivo, en todos los casos diseñar el

perfil apropiado, graficar perfil adecuado o diseñado.

1.- DATOS

- Ubicación del Pozo en coordenadas UTM.

X = 457880 m.

Y = 7523430 m.

VD1 = KOP = 1098 m.

VD4 = Objetivo = 1855 m.

Separación al objetivo = 600 m.

Dirección del pozo = 15º (azimut)

BUR = 6º/30 m.

DOR = 5º/30 m.

TVD objetivo final = 1950 m.

CALCULOS

Pozo direccional Tipo “S”




Seminario de Grado

Calculo de las coordenadas del objetivo

d

xsen

d

ycos

mx

senx

mtsdsenx

29.155

600*15

*

my

y

mtsdy

55.579

600*15cos

*cos

Coordenadas del objetivo = N/S 579.55 m E/W 155.29 m

Radio de curvatura.

.*

54001 mts

BURR .

*

54002 mts

DORR

mR 478.2866*

54001

mR 774.3435*

54002

Desviación del Pozo cuando H3 < R1+R2.

14

3211tanVDVD

HRR

321

211 *

HRR

senRRsen

288.210981855

600774.343478.286tan 1

276.56600774.343478.286

288.2*774.343478.2861 sensen




Seminario de Grado

.988.53288.2276.56

Profundidad Medida del tramo de la construcción del BUR.

.30*1 mtsBUR

kopMD

mtsMD 94.136730*6

988.5310981

Profundidad Verdadera hasta el tramo de la contracción del BUR.

.*112 mtssenRVDVD

mtssenVD 73.1329988.53*478.28610982

Desplazamiento del tramo de la construcción del BUR.

.cos1*11 mtsRH




Seminario de Grado

mtsH 041.118988.53cos1*478.2861

Profundidad Verdadera hasta la Sección Tangencial.

.*243 mtssenRVDVD

mtssenVD 923.1576988.53*774.34318553

Profundidad Medida hasta la Sección Tangencial.

.cos

23

12 mtsVDVD

MDMD

mtsMD 348.1787988.53cos

73.1329923.157694.13672

Desplazamiento hasta la Sección Tangencial.

.*tan 1232 mtsHVDVDH

mtsH 297.457041.11873.1329923.1576*988.53tan2

Profundidad Medida hasta la construcción del DOR.




Seminario de Grado

.*30

23 mtsDOR

MDMD

mtsMD 276.21115

988.53*30348.17873

Profundidad Medida Total.

.453 mtsVDVDMDTMD

mtsTMD 276.220618551950276.2111

- Resultados Obtenidos.-


R

(mts.)

R2

(mts.)

Φ

(gradosº)

θ

(gradosº)

ά

(gradosº)

MD1

(mts.)

VD2

(mts.)

H1

(mts.)

286.478 343.774 2.288 56.276 53.988 1367.94 1329.73 118.041

VD3

(mts.)

MD2

(mts.)

H2

(mts.)

MD3

(mts.)

TMD

(mts.)

1576.923 1787.348 457.297 2111.276 2206.276




Seminario de Grado

4.4.1.- EJEMPLO DE TIPO “S”

2.- DATOS


X = 478260 m.

Y = 8256450 m.

VD1 = KOP = 1928m.


Separación al objetivo = 600 m. Calculado


BUR = 3º/30 m.

DOR = 2º/30 m.

TVD objetivo final = 3200 m.

- Coordenadas del Objetivo N/S 424.26 m E/W 424.26 m

CALCULOS

Pozo direccional Tipo “S”




Seminario de Grado

Cálculo de separación del objetivo


Aplicando el teorema de Pitágoras encontraremos la distancia del objetivo al pozo.

mtsSNWEdomtsyxd 2222 //

mtsd 60026.42426.424 22

Desplazamiento D o H3= 600m

Radio de curvatura.

.*

54001 mts

BURR .

*

54002 mts

DORR

mR 957.5723*

54001

mR 436.8592*

54002


14

3211tanVDVD

HRR

321

211 *

HRR

senRRsen




Seminario de Grado

383.3519283100

600436.859957.572tan 1

159.85600436.859957.572

383.35*436.859957.5721 sensen

.776.49383.35159.85


.30*1 mtsBUR

kopMD

mtsMD 767.242530*3

776.4919281


.*112 mtssenRVDVD

mtssenVD 467.2365776.48*957.57219282





Seminario de Grado

.cos1*11 mtsRH

mtsH 954.202776.49cos1*957.5721


.*243 mtssenRVDVD

mtssenVD 798.2443776.49*436.85931003


.cos

23

12 mtsVDVD

MDMD

mtsMD 064.2547776.49cos

.2365798467.2443767.24252






Seminario de Grado

mtsH 579.295954.202467.2365798.2443*776.49tan2


.*30

23 mtsDOR

MDMD

mtsMD 704.32932

776.49*30064.25473


.453 mtsVDVDMDTMD

mtsTMD 704.339331003200704.3293


Desplazamiento H3= 600m

R

(mts.)

R2

(mts.)

Φ

(gradosº)

θ

(gradosº)

ά

(gradosº)

MD1

(mts.)

VD2

(mts.)

H1

(mts.)

572.957 859.436 35.383 85.159 49.776 2425.767 2365.467 202.954

VD3

(mts.)

MD2

(mts.)

H2

(mts.)

MD3

(mts.)

TMD

(mts.)

2443.798 2547.064 295.579 3293.704 3393.704




Seminario de Grado

4.4.2.- EJEMPLO TIPO “S” II

3.- DATOS


X = 560000m.

Y = 7864235 m.

VD1 = KOP = 2000 m.




BUR = 1º/10 m ó 3º/30 m

DOR = 2.5º/30 m.

TVD objetivo final =3050 m.

CALCULOS Pozo direccional Tipo “S”

Calculo de las coordenadas del objetivo

d

xsen

d

ycos

mx

senx

mtsdsenx

109.258

450*35

*

my

y

mtsdy

618.368

450*35cos

*cos

Coordenadas del objetivo = N/S 368-618 m E/W 258.109 m




Seminario de Grado

Radio de curvatura.

.*

54001 mts

BURR .

*

54002 mts

DORR

mR 957.5723*

54001

mR 549.6875.2*

54002


14

3211tanVDVD

HRR

321

211 *

HRR

senRRsen

024.3920003000

450549.687957.572tan 1

302.78450549.687957.572

024.39*549.687957.5721 sensen

278.39024.39302.78


.30*1 mtsBUR

kopMD




Seminario de Grado

mtsMD 24.239030*3

024.3920001


.*112 mtssenRVDVD

mtssenVD 729.2362278.39*957.57220002


.cos1*11 mtsRH

mtsH 44.129278.39cos1*957.5721


.*243 mtssenRVDVD

mtssenVD 723.2564278.39*549.68730003


.cos

23

12 mtsVDVD

MDMD




Seminario de Grado

mtsMD 186.2651278.39cos

729.2362723.256424.23902



mtsH 616.29444.129729.2362723.2564*278.39tan2


.*30

23 mtsDOR

MDMD

mtsMD 522.31225.2

278.39*30186.26513


.453 mtsVDVDMDTMD

mtsTMD 522.317230003050522.3122





Seminario de Grado

Coordenadas del objetivo = N/S 368-618 m E/W 258.109 m

R1

(mts.)

R2

(mts.)

Φ

(gradosº)

θ

(gradosº)

ά

(gradosº)

MD1

(mts.)

VD2

(mts.)

H1

(mts.)

572.957 687.549 39.024 78.302 39.28 2390.24 2362.729 129.44

VD3

(mts.)

MD2

(mts.)

H2

(mts.)

MD3

(mts.)

TMD

(mts.)

2564.723 2651.186 294.616 3122.522 3172.522

Comentario: para realizar el diseño de este pozo tuve que disminuir mi KOP para q así poder

llegar al objetivo programado




Seminario de Grado

4.4.3.- EJEMPLO DE CALCULO DE OBJETIVO IV TIPO “J”

4.- DATOS


X = 560000m.

Y = 7864235 m.

VD1 = KOP = 1643 m.




BUR = 9º/30 m

TVD objetivo final =3200 m.

CALCULOS Pozo direccional Tipo “J”




Seminario de Grado

Cálculo de las coordenadas del objetivo

d

xsen

d

ycos

mx

senx

mtsdsenx

307.906

1000*65

*

my

y

mtsdy

618.422

1000*65cos

*cos


Radio de curvatura.

.*

5400mts

BURR




Seminario de Grado

.985.1909*

5400mtsR

Profundidad verdadera del Objetivo al KOP.

.. 1 mtsVDTVDobjTVD

.14571643.3100 mtsTVD

Desviación del Pozo cuando H2 > R.

TVD

RHTan

RHTVD

R 21

2

2

2

1cosº90

622.351457

985.1901000

985.19010001457

985.190cosº90 1

22

1 Tan


.30*1 mtsBUR

MD

.74.11830*9

622.351 mtsMD




Seminario de Grado

Profundidad Medida desde superficie hasta el tramo de la construcción del BUR.

.@ 11 mtsMDVDBMD

.74.176174.1181643@ mtsBMD


.*12 mtssenRVDVD

.236.1754622.35*985.19016432 mtssenVD


.cos1*1 mtsRH

.737.35622.35cos1*985.1901 mtsH

Profundidad Medida de la Sección Tangencial.

..2

12

2

2 mtsHHVDTVDobjTMD

.825.1737737.351000236.1754320022

mtsTMD




Seminario de Grado


.@ mtsTMDBMDTMD

.565.3499825.173774.1761 mtsTMD

- Cálculos Obtenidos.-


R

(mts.)

ΔTVD

(mts.)

ά

(grados)

MD1

(mts.)

MD@B

(mts.)

VD2

(mts.)

H1

(mts.)

ΔTMD

(mts.)

TMD

(mts.)

190.985 1457 35.622 118.74 1761.74 1754.236 35.737 1737.825 3499.565

mailto:MD@B%20(mts.)

mailto:MD@B%20(mts.)




Seminario de Grado

PERFILES DE POZOS TIPO “S” Y “J”




Seminario de Grado




Seminario de Grado

4.4.4.- EJEMPLO DE CALCULO DE OBJETIVO V TIPO “J”


POZO TIPO “ J “

DATOS

UBICACIÓN

X 450325

Y 7825450

OBJETIVO

X 450025

Y 7825050

TVD 3000

Cñ 9 5/8 950

KOP 1000

BUR 3⁰/30

VD4 2700




Seminario de Grado

DESARROLLO

ESC 1: 50 (cm-m)

DISTANCIA EN PAPEL : 9.7 cm

DESPLAZAMIENTO =H2=485 m.

2.-

Si H2 es menor que R

POZO

OBJETIVO

Título del gráfico




Seminario de Grado

3.-

4.-

5.-

6.-

m.

7.-

8.-

1139.9

Sen (α)= 467.59/ h

h = 467.59/(sen(14.11)) = 1918.04

3000 (485-17.41)

9.-




Seminario de Grado

4.4.5.- EJEMPLO DE CALCULO DE OBJETIVO VI TIPO “S”


TIPO “ S “

DATOS

UBICACIÓN

X 450325

Y 7825450

OBJETIVO

X 450025

Y 7825050

TVD 3000

Cñ 9 5/8 950

KOP 1000

BUR 3⁰/30

VD4 2700




Seminario de Grado

1.-

2.- Si H3 < R1+R2




Seminario de Grado




Seminario de Grado

ANEXO

MOTOR DE SCHLUMBERGER DE 4 3 /4

PowerPak A475xf OD 4 3/4 plg.

Ajustes del pad ajustable Shimmed para permitir

ángulos de 20º/10 ft hasta

145º/100 ft en incrementos

de 5º/100 ft.

Tamaño del Trepano 5 7/8 – 6 1/8 plg

Conexión de trepano 2 3/8 REG

Conexión superior 3 ½ IF o 3 ½ REG

Overpull de trabajo (sin daño al motor 58200 lbf (259 kN)

Máximo WOB con flujo (sin daño al

motor)

25000 lbf (111 kN)

Máximo WOB sin flujo (sin daño al

motor)

50000 lbf (222 kN)

Overpull absoluto (puede ocurrir daño al

motor)

272000 lbf (1210 kN)

Nota Estos límites se aplican únicamente cuando el trepano esta embotado




Seminario de Grado

PowerPak A475XF, OD 4 3/4 plg, Lóbulos 7:8, Estaciones 2.0

Datos Herramienta

Peso 670 lbm (225 kgm)

Longitud nominal (A) 12.60 ft. (3.84 m)

De la caja del trepano a la curvatura (B) 1.51 ft (0.46 m)

De la caja del trepano al centro del estabilizador (C) Na

Datos de Rendimiento

Rata de flujo estándar 100 – 250 gpm (380 – 950 L/min)

Rata de flujo de las boquillas Na

Velocidad del trepano (corriendo libremente) 100 – 245 rpm

Revoluciones por unidad de volumen 0.98 /gal (0.26 /L)

Potencia máxima 24 hp (18 kW)

Na = no disponible




Seminario de Grado

MOTOR DE SCHLUMBERGER DE 4 3/4

PowerPak A475XC OD 4 3/4 plg.

Bent Housing Adjustable

Ajustes (0º - 4º)

0.00º

0.69º

1.37º

2.00º

2.57º

3.06º

3.46º

3.76º

3.94º

4.00º

0.35º

1.04º

1.69º

2.29º

2.83º

3.28º

3.63º

3.86º

3.98º

Torque Makeup ajuste para la Bent

Housing

9000 lb – ft (12300 Nm)



Conexión superior 3 ½ IF o 3 ½ REG



motor)

25000 lbf (111 kN)


motor)

50000 lbf (222 kN)


motor)

272000 lbf (1210 kN)





Seminario de Grado

PowerPak A475XC, OD 4 3/4 plg, Lóbulos 7:8, Estaciones 2.0

Datos Herramienta




De la caja del trepano al centro del estabilizador (C) Na







Na = no disponible




Seminario de Grado

MOTOR DE SLUMBERGER DE 6 ¾

PowerPak A675 OD 6 3/4 plg.


Ajustes (0º - 2º)

0.00º

0.52º

1.00º

1.41º

1.73º

1.93º

2.00º

0.26º

0.77º

1.22º

1.59º

1.85º

1.98º


Ajustes (0º - 3º)

0.00º

0.78º

1.50º

2.12º

2.60º

2.90º

3.00º

0.39º

1.15º

1.83º

2.38

2.77º

2.97º

Torque Makeup para la los

estabilizadores deslizables

10000 lbf – ft (13560 Nm)


Housing

25000 lb – ft (33900 Nm)



Conexión superior 4 ½ REG o 4 ½ IF





Seminario de Grado


motor)

50000 lbf (222 kN)


motor)

75000 lbf (334 kN)


motor)

518800 lbf (2391 kN)


PowerPak A675SP, OD 6 3/4 plg, Lóbulos 1:2, Estaciones 4.0

Datos Herramienta


Longitud nominal (A) 23.60ft. (7.19 m)


De la caja del trepano al centro del estabilizador (C) 1.75 ft. (0.53 m)





Seminario de Grado






Na = no disponible




Seminario de Grado

MOTOR DE SCHLUMBERGER DE 9 5/8

PowerPak A962 OD 9 5/8 plg.


Ajustes (0º - 2º)

0.00º

0.52º

1.00º

1.41º

1.73º

1.93º

2.00º

0.26º

0.77º

1.22º

1.59º

1.85º

1.98º


Ajustes (0º - 3º)

0.00º

0.78º

1.50º

2.12º

2.60º

2.90º

3.00º

0.39º

1.15º

1.83º

2.38

2.77º

2.97º

Torque Makeup para la los

estabilizadores deslizables

37000 lbf – ft (50170 Nm)


Housing

60000 lb – ft (81350 Nm)

Tamaño del Trepano 12 ¼ – 26 plg

Conexión de trepano 6 5/8 o 7 5/8 o 8 5/8 REG

Conexión superior 6 5/8 o 7 5/8 o 8 5/8 REG




Seminario de Grado



motor)

75000 lbf (334 kN)


motor)

225000 lbf (1000 kN)


motor)

1340000 lbf (5961 kN)


PowerPak A962SP, OD 9 5/8 plg, Lóbulos 1:2, Estaciones 5.0

Datos Herramienta






Seminario de Grado


De la caja del trepano al centro del estabilizador (C) 2.35 ft. (0.72 m)







Na = no disponible




Seminario de Grado




Seminario de Grado

Nomenclatura y unidades

AN = área total de flujo de las boquillas, plg2 (mm2).

D = Profundidad, ft (m).

E = Eficiencia, porcentaje

HPmecánico = Potencia mecánica del motor, hp (watt)

HPhidraulico = Potencia hidráulica, hhp (watt).

n = Numero de lóbulos del rotor

Om = Máximo overpull, lbf (N).

pb = Caída de presión en el trepano, psi (pascales).

pd = presión diferencial del motor, psi (bar).

pd+f = Presión diferencial esperada a través de la sarta de perforación + presión de fricción, psi

(bar).

Phidrostatica = presión hidrostática, psi (bar).

Ptubería = presión de tubería, psi (bar).

q = Rata de flujo que atraviesa la sección de potencia, gpm (L/min).

qm = Rata de flujo del lodo, gpm (L/min).

Sr = Velocidad rotaria del dardo conductor, rpm.

T = Torque impuesto, lbf – ft (Nm).

th = thrust hidraulico, lbf

vf = velocidad del fluido, ft/s (m/s).

Wbc = Capacidad de peso de los rodamientos, lbm (kgm).

Wm = Peso del lodo, ppg (sg).

Wmb = Peso máximo sobre el trépano, lbm (kgm).

Wpartes = Peso de las partes (herramientas) rotarias en el lodo, lbm (kgm).

X = Una constante relacionada con el área seccional del rotor. Ver tabla 2-5.

Y = Una constante relacionada con el área seccional de los rodamientos. Ver tabla 2-5.




Seminario de Grado

p.d

Documents

seccion rodamientos

perforacion direccional

norte cuadricular norte

norte verdadero

norte magnetico

eliodoro camacho estudiante

perforacio direccional

perforacion rireccional