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PRINCIPIOS DE PERFORACION
CAPITULO I
CON QUE SE PERFORA
PRINCIPIOS DE PERFORACION
3. COMO SE HACE.
2. CON QUE SE HACE.
1. PARA QUE SE HACE.
PREGUNTAS
1. PARA QUE SE HACE
• Descubrir reservas de hidrocarburos.
• PARA QUE SE HACE
• Descubrir reservas de hidrocarburos.
• Desarrollar la explotación de reservas ya descubiertas.
• Objetivos secundarios: ahogue de pozos descontrolados.
2. CON QUE SE HACE
• Equipo de perforación.
• Herramientas de perforación.
• Circuito de fluido de perforación.
2. CON QUE SE HACE
Antes de desarrollar CON QUE SE HACE,
veremos sintéticamente como se perfora un pozo petrolero.
Se desarrollarán exclusivamente las
técnicas de perforación “vertical rotativa”.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
En que consiste perforar un pozo:• Hacer un hoyo en la
tierra, hasta alcanzar el “objetivo”.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
En que consiste perforar un pozo:• Hacer un hoyo en la
tierra, hasta alcanzar el “objetivo”.
• Utilizando herramientas adecuadas.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
En que consiste perforar un pozo:• Hacer un hoyo en la
tierra, hasta alcanzar el “objetivo”.
• Utilizando herramientas adecuadas.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
Para llegar a la profundidad final del pozo, fue necesario hacer etapas previas.
Primero se realiza la perforación del tramo de cañería de “seguridad”.Es un tramo de entre 300 y 800 m de profundidad, con un gran diámetro, entre 17” y 30”
PRINCIPIOS DE PERFORACION
Para llegar a la profundidad final del pozo, fue necesario hacer etapas previas.
Primero se realiza la perforación del tramo de cañería de “seguridad”.Es un tramo de entre 300 y 800 m de profundidad, con un gran diámetro, entre 17” y 30”Perforado el tramo:
• se entuba
• y se cementa.
Lechada de cemento
Desplazamiento de la lechada
con agua
PRINCIPIOS DE PERFORACION
Para llegar a la profundidad final del pozo, fue necesario hacer etapas previas.
Primero se realiza la perforación del tramo de cañería de “seguridad”.Es un tramo de entre 300 y 800 m de profundidad, con un gran diámetro, entre 17” y 30”Perforado el tramo:
• se entuba
• y se cementa.
Lechada de cemento
Desplazamiento de la lechada
con agua
PRINCIPIOS DE PERFORACION
Posteriormente se perfora el tramo de la “cañería intermedia”
Finalizado el fragüe del cemento, se perfora el resto que queda en el fondo, con un diámetro menor que el de la cañería entubada.
Se continua perforando hasta alcanzar la profundidad de colocación de esta cañería.
Posteriormente se perfora el tramo de la “cañería intermedia”
PRINCIPIOS DE PERFORACION
PRINCIPIOS DE PERFORACION
Finalizado el fragüe del cemento, se perfora el resto que queda en el fondo, con un diámetro menor que el de la cañería entubada.
Se continua perforando hasta alcanzar la profundidad de colocación de esta cañería.
Posteriormente se perfora el tramo de la “cañería intermedia”
Perforado el tramo, se entuba y se cementa, de la manera explicada anteriormente.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
Finalizado el fragüe del cemento, se perfora el resto que queda en el fondo, con un diámetro menor que el de la cañería entubada.
Se continua perforando hasta alcanzar la profundidad de colocación de esta cañería.
Posteriormente se perfora el tramo de la “cañería intermedia”
Perforado el tramo, se entuba y se cementa, de la manera explicada anteriormente.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
• De esta manera, tramo a tramo se van perforando, entubando y cementando.
• Hasta que finalmente se entuba la cañería final o de “aislación”:
• Este no es le único diseño de pozo, pudiendo colocarse mas cañerías que las mostradas.
Cañería de seguridad
Cañería intermedia
PRINCIPIOS DE PERFORACION
• Por ejemplo, veamos el caso siguiente:
• Primero la cañería de seguridad o cañería guía.
• A continuación dos tramos de cañerías intermedias.
Cañería de seguridad
1ª Cañería intermedia
2ªCañería intermedia
Liner • Finalmente, una cañería de poco diámetro, que queda colgada del extremo de la última intermedia.
El tramo final del pozo, que interesa al “objetivo”, lo veremos a continuación, con mas detalle.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
El tramo final del pozo, que interesa al “objetivo”, lo veremos a continuación, con mas detalle.
• Durante la perforación, se atravesarán todas las capas que forman el subsuelo, hasta alcanzar el objetivo.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
El tramo final del pozo, que interesa al “objetivo”, lo veremos a continuación, con mas detalle.
• Durante la perforación, se atravesarán todas las capas que forman el subsuelo, hasta alcanzar el objetivo.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
• Perforado este tramo del pozo, se limpia adecua-damente el pozo me-diante una técnica que se verá más adelante.
• Se retira la herramienta.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
• Para reconocer las capas “objetivo” se debe hacer un registro eléctrico de los parámetros petrofísicos de las rocas atravesadas.
PRINCIPIOS DE PERFORACION
• Perforado este tramo del pozo, se limpia adecua-damente el pozo me-diante una técnica que se verá más adelante.
• Se retira la herramienta.
El registro eléctrico del pozo consiste en:
• Bajar una sonda al pozo que sea capaz de leer esos parámetros,
PRINCIPIOS DE PERFORACION
• Bajar una sonda al pozo que sea capaz de leer esos parámetros,
• Realizando un registro continuo desde el fondo hasta la zona que ya no tenga interés el pozo.
El registro eléctrico del pozo consiste en:
PRINCIPIOS DE PERFORACION
• Bajar una sonda al pozo que sea capaz de leer esos parámetros,
• Realizando un registro continuo desde el fondo hasta la zona que ya no tenga interés el pozo.
El registro eléctrico del pozo consiste en:
PRINCIPIOS DE PERFORACION
profundidad
SP Rt
• Finalmente, si resulta de interés el pozo, se decide “entubarlo”.
• Esto consiste en bajar una cañería de acero al pozo, de un diámetro lo mas cercano al del pozo.
• Y posteriormente se “cementa” la cañería a la pared del pozo.
profundidad
SP Rt
PRINCIPIOS DE PERFORACION
EL EQUIPO DE PERFORACION
• Torre o mástil.
• Equipo de izaje.
• Motorización.
• Transmisión. Cuadro de maniobras
Corona
Cable de aparejo
Motón de aparejo
• Sistema de control de surgencias.
Eje del pozo
LA TORRE O MASTIL
• Es una estructura suficien-temente robusta como para soportar muy grandes cargas.
Entre 50 tn y
800 tn
• Los equipos mas pequeños alcanzan hasta 50 tn.
• Llegando a los equipos mas grandes, que alcanzan hasta 800 tn.
LA TORRE O MASTIL
• Además debe ser lo suficientemente alta, como para extaer del pozo las herramientas.
• Estas suelen ser tramos compuestos de 2 o 3 piezas de 9 m de largo
LA TORRE O MASTIL
• Además debe ser lo suficientemente alta, como para extaer del pozo las herramientas.
• Estas suelen ser tramos compuestos de 2 o 3 piezas de 9 m de largo
• Llegando a una altura de mastil, entre 27 y 45 metros.
18 a
27
m
27 a
45
m
LA TORRE O MASTIL
• Existen diferentes modelos de torres,
• Existen diferentes modelos de torres, como esta, tipo cantilever.
LA TORRE O MASTIL
• Debe ser fácil de montar y desmontar.
• Existen diferentes modelos de torres, como esta, tipo cantilever. O bien como esta, tipo autotransportable, pero todas con mismo objetivo:
• Existen diferentes modelos de torres, como esta, tipo cantilever. O bien como esta, tipo autotransportable,
LA TORRE O MASTIL
LA TORRE O MASTIL
LA TORRE O MASTIL
LA TORRE O MASTIL
LA TORRE O MASTIL
• Las del tipo cantilever, se divide en tamaños tales que puedan ser transportados en camiones.
• Independientemente del tipo o modelo, debe ser sumamente fácil de montar y desmontar.
LA TORRE O MASTIL
• Las del tipo cantilever, se divide en tamaños tales que puedan ser transportados en camiones.
• Independientemente del tipo o modelo, debe ser sumamente fácil de montar y desmontar.
LA TORRE O MASTIL
• Las del tipo cantilever, se divide en tamaños tales que puedan ser transportados en camiones.
• Independientemente del tipo o modelo, debe ser sumamente fácil de montar y desmontar.
LA TORRE O MASTIL
• Las autotransportables,
LA TORRE O MASTIL
• Las autotransportables, se van plegando en partes,
LA TORRE O MASTIL
• Las autotransportables, se van plegando en partes,
LA TORRE O MASTIL
• Las autotransportables, se van plegando en partes, hasta que quedan en posición de transporte.
LA TORRE O MASTIL
• Para poder montar el sistema de control de surgencias, o válvula BOP, la torre va montada sobre una plataforma elevada.
• Esto permite alojar el sistema de BOP debajo de la torre con comodidad, evitando cavar grandes pozos para alojarlo.
• Esta plataforma es conocida comúnmente como “subestructura”
Nivel del suelo
SISTEMA DE CONTRO DE SURGENCIAS
Como su nombre lo indica, es el elemento de seguridad con que cuenta el equipo para evitar inoportunas surgencias, resultando la mayoría de las veces desastrosas.
Eje del pozo
SISTEMA DE CONTRO DE SURGENCIAS
• Durante la perforación de un pozo, puede ocurrir una surgencia de gas o petróleo.
• Para controlarlas y hacer una perforación segura, se utilizan los sistemas de:
• “control de surgencia”.
SISTEMA DE CONTRO DE SURGENCIAS
• Ante la imprevista aparición de una surgencia, conocida como “blow out”
• Un par de esclusas, son actuadas a voluntad por un operador del equipo.
SISTEMA DE CONTRO DE SURGENCIAS
Se debe instalar sobre la boca del pozo, tantas válvulas como diámetro de herramientas haya dentro.
Como las herramientas de perforación no son de un único diámetro, pudiendo aparecer de dos o tres diámetros diferentes,
SISTEMA DE CONTRO DE SURGENCIAS
Mas aun, se debe instalar una que permita realizar el cierre del pozo, sin ninguna herramienta dentro de él.
De manera que permita el cierre total del pozo, aun cuando no hayan herramientas dentro de él.
SISTEMA DE CONTRO DE SURGENCIAS
• Para montar el sistema de control de surgencia, siempre tiene que existir el primer tramo del pozo ya perforado.
• Sobre la cañería se monta un “colgador”,
• y sobre este el conjunto de BOP.
SISTEMA DE IZAJEEl sistema de izaje esta compuesto, como dijimos por:• Un malacate, conocido
como “cuadro de maniobras”
• Un conjunto de poleas fijas, ubicadas en la cúspide de la torre, conocidas como “corona”
• Un conjunto de poleas móviles, llamadas “aparejo”.
SISTEMA DE IZAJEEl cuadro de maniobras esta Compuesto por:
• El tambor de arrollamiento.
• Montado, sobre cojinetes, dentro de una estructura robusta.
• Los tambores de freno, a cada lado del tambor.
SISTEMA DE IZAJE
Sobre cada tambor de freno, se encuentran las:
• Cintas de frenos.
• Vinculados a estas, va la palanca de freno.
MOTORIZACION Y TRANSMISION
Los motores en los equipos de perforación pueden ser:
• Eléctricos.En los equipos mas pequeños, hasta 1.000 o 1.200 HP es común el uso de motores diesel.
Motor diesel
transmisión
• Diesel.
MOTORIZACION Y TRANSMISION
Los motores en los equipos de perforación pueden ser:
• Eléctricos.En los equipos mas pequeños, hasta 1.000 o 1.200 HP es común el uso de motores diesel.Para potencias superiores, se utiliza por lo general, motores eléctricos.
Motor eléctrico
transmisión
• Diesel.
MOTORIZACION Y TRANSMISION
Cuando se utilizan motores diesel, es común ver:
• Para potencias superiores, dos o tres motores.
• Hasta 1.200 HP, uno o dos motores
MOTORIZACION Y TRANSMISION
Con los motores diesel la transmisión suele ser complicada:
• Además para absorber diferencias de torque, se intercalan “convertidores de torque” entre cada motor y la transmisión.
• Primero se debe unir los ejes de todos los motores con una transmisión, para unificar la potencia.
MOTORIZACION Y TRANSMISION
Luego, para vincular los motores con el cuadro de maniobras:
• Finalmente, entre esta y el cuadro de maniobras, deberá existir una transmisión, para dar movimiento y transmitir al potencia.
• Se debe intercalar una caja de cambios, de varias marchas.
MOTORIZACION Y TRANSMISION
En cambio, para vincular los motores eléctricos con el cuadro de maniobras:
• Una simple transmisión, entre ambos ejes, para dar movimiento y transmitir al potencia.
• La transmisión es muy simple.
MOTORIZACION Y TRANSMISION
Ahora bien, para alimentar a los motores eléctricos, hay que disponer de una fuente de provisión potencia eléctrica.
• O bien externa, desde una red pública o privada.
• Esta podrá ser propia del equipo de perforación.
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
Las herramientas de perforación se conoce comúnmente como “columna de perforación”. Está compuesta por:
• El trépano.
• Los portamechas.
• Las barras de sondeo.
Se completa la columna de perforación con los elementos de suspensión y transmisión de movimiento:
• Vástago de perforación (kelly).
• Válvula de seguridad.
• Cabeza de inyección (swivel).
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
El vástago de perforación se enrosca sobre la última barra.
Con la ayuda de un toma de fuerza, (mesa rotary), transmite el rotación a la columna.
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
La mesa rotary, que va montada sobre la subetructura del equipo,
transmite el rotación a la columna.
Un cubo deslizable (buje de encastre) montado sobre el kelly,
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
La mesa rotary, que va montada sobre la subetructura del equipo,
transmite el rotación a la columna.
Un cubo deslizable (buje de encastre) montado sobre el kelly, encastra en la mesa rotary, haciendo rotar la columna.
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
La cabeza de inyección es un gran cojinete que permite:
• Mover verticalmente la columna,
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
• Mover verticalmente la columna, hacia arriba
La cabeza de inyección es un gran cojinete que permite:
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
• Mover verticalmente la columna, hacia arriba y hacia abajo.
• Al tiempo que puede girar.
• Y permite además circular un fluido por dentro de la columna.
La cabeza de inyección es un gran cojinete que permite:
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
Las barras de sondeo (drill pipe):• Son “tubos” de acero sin costura,
que tienen por objeto:- transmitir la rotación al trépano, - circular el fluido de perforación - y proveer la longitud para
alcanzar el fondo.• Sus conexiones son muy robustas
y van soldadas al cuerpo.
• Tienen una longitud aproximada a los 9,30 m y un diámetro entre 3” y 4 ½”.
Conexión hembra
Conexión macho
Cuerpo
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
Los portamechas (drill collars):
• Son “tubos” de acero fundido, casi macizos, que tienen por objeto, proveerle un gran peso en el extremo inferior de la columna.
• Sus conexiones roscadas, están talladas en su cuerpo.
• Tienen una longitud aproximada a los 9,30 m.
Conexión hembra
Conexión macho
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
El trépano (drill bit), es la herramienta que se ocupa de horadar las rocas atravesadas, puede ser:
1 Tricono.
• Policristalino o PDC.
2 De diamantes.
El trépano (drill bit),
• De diamante natural.
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
El trépano tricono está compuesto por:
• El cuerpo, con su conexión roscada, hombros y patas, una por cada cono.
• Sección de corte, formado por los conos, cojinetes y dientes cortantes.
• Canal de fluido y de atomizado.
Conexión roscada
Hombros
Patas
HERRAMIENTAS DE PERFORACION
Cada pata está compuesta por:
• El cuerpo, con el perno de rotación del cono.
• El depósito de aceite y el pistón de lubricación.
• El sistema de cojinetes.
pernoDepósito de aceite
Pistón de aceite
Cono de corte
Cojinete de nariz
Bolas de retención
Eje de rotación del
trépano
Eje de rotación del
cono
CIRCUITO DE FLUIDOEl proceso de perforación, se completa con
• el circuito de fluido de perforación.
• Este consiste en un sistema de acumulación del fluido.
• Un sistema de circulación del fluido.
Bomba de lodo
Piletas
Caño lateral
Cañeria de impulsión
Manguerote
• Impulsando el fluido dentro del pozo.
Zaranda
CIRCUITO DE FLUIDOEl proceso de perforación, se completa con
• el circuito de fluido de perforación.
• Este consiste en un sistema de acumulación del fluido.
• Un sistema de circulación del fluido.
Bomba de lodo
Piletas
Zaranda
• Impulsando el fluido dentro del pozo.
- Y retornando por el espacio anular entre el pozo y la herramienta.
CIRCUITO DE FLUIDO
El circuito de superficie está compuesto por:• Las piletas• La bomba• Circuito de aspiración e impulsión.• Circuito de limpieza del fluido.
CIRCUITO DE FLUIDO
• La zaranda.• El desarenador (desander)• Desarenador fino (desilter).
Descarga de arena
Descarga de arena
El circuito de superficie está compuesto por:
CIRCUITO DE FLUIDO
Se completa el circuito de limpieza con:
• Agitadores.• Y en algunos casos, se emplean
limpiadoras centrífugas.
Descarga de arena
CIRCUITO DE FLUIDO
De esta manera, estando las piletas llenas, el fluido recorre el circuito:
• Lo aspira la bomba.
CIRCUITO DE FLUIDO
De esta manera, estando las piletas llenas, el fluido recorre el circuito:
• Lo aspira la bomba.• Lo impulsa dentro del pozo.• Retornando por el caño lateral.
CIRCUITO DE FLUIDO
Y así continua circulado, con todos los equipos en marcha, mientras se está perforando.
• La zaranda separa los sólidos mas gruesos.
• Produciéndose un cambio en los niveles de piletas.
CIRCUITO DE FLUIDO
Y así continua circulado, con todos los equipos en marcha, mientras se está perforando.
• La zaranda separa los sólidos mas gruesos.
• Produciéndose un cambio en los niveles de piletas.
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