Beneficios de la perforacin horizontal

En primer lugar, los operadores son a menudo capaces de explotar un yacimiento con un nmero significativamente menor de pozos, ya que cada pozo horizontal puede drenar un volumen mayor que un pozo vertical. La superficie total utilizada de una operacin de petrleo o gas puede reducirse mediante el uso de pozos horizontales.En segundo lugar, el uso de un pozo horizontal puede revertir o retrasar significativamente la aparicin de problemas de produccin que provocan tasas de produccin bajas, baja eficiencia de extraccin y/o abandono prematuro. La perforacin horizontal puede mejorar significativamente la recuperacin de petrleo y gas, as como el retorno de inversin y la rentabilidad total.En tercer lugar, teniendo el pozo entubado durante la perforacin de la seccin horizontal permite a los operadores utilizar fluido de perforacin de menor densidad. Incluso se pueden permitir la extraccin durante las operaciones de perforacin, impidiendo la mayor parte del dao que normalmente se produce cuando la densidad del lquido de perforacin debe ser suficientemente alta para mantener la presin pozo mayor que la presin de formacin.

Para qu sirve la perforacin horizontal

La mayora de yacimientos de petrleo y gas son mucho ms amplios que sus dimensiones horizontales en su vertical. El perforar un pozo que intersecta dicho depsito en paralelo a su plano, es decir, la perforacin horizontal, necesita perforar una mayor longitud que con una perforacin vertical convencional.Las consecucin de los objetivos tcnicos a travs de tcnicas de perforacin horizontal, tiene un precio. Un pozo horizontal puede llegar a costar hasta 300 por ciento ms para perforarlo y comenzar la extraccin que un pozo vertical convencional.Debido a su alto costo, la perforacin horizontal se limita actualmente a situaciones en las que los pozos verticales no seran tan rentables por otros costes independientes de la perforacin. En un depsito de petrleo que tiene una buena permeabilidad de matriz en todas las direcciones, sin peligros por bolsas de gas o agua, la perforacin de pozos horizontales probablemente seran poco rentables, ya que una buena extraccin vertical podra lograr aprovechar mejor el pozo por un menor precio. Pero cuando la permeabilidad de matriz es baja en la roca del yacimiento (especialmente en el plano horizontal), o cuando existan el peligro de gas o agua que puedan interferir con la extraccin, la perforacin horizontal se convierte en una opcin econmicamente viable.

En qu consiste la perforacin horizontal

La parte vertical inicial de un pozo horizontal, a menos que muy sea corta, tpicamente se perfora utilizando la misma tcnica de perforacin rotatoria que se utiliza para perforar pozos ms verticales, en el que la sarta de perforacin se hace girar en la superficie. La sarta de perforacin consta de muchas articulaciones de tubera de perforacin de aleacin de acero, collares de perforacin y la broca en s.Desde el punto de inicio hasta el punto de entrada de la seccin curvada de un pozo de perforacin horizontal, se perfora utilizando un motor hidrulico montado directamente encima de la broca y accionado por el fluido de perforacin. La broca girarse por el motor hidrulico sin girar la tubera de perforacin desde el motor a la superficie. La direccin del agujero se logra mediante el empleo de un motor de fondo direccionable. Al orientar la curva en el motor y al perforar sin girar el tubo, el orificio se puede dirigir, haciendo una curva curva que transforma la perforacin vertical a horizontal e incluso puede cambiar la direccin a la izquierda o la derecha. La seccin curvada tiene tpicamente un radio de entre 100 y 150 metros.Los instrumentos de perforacin transmiten diversas lecturas del sensor a los operadores que estn en la superficie. Como mnimo, los sensores proporcionan el azimut (direccin respecto al norte) y la inclinacin (ngulo relativo a la vertical) de la perforacin. Los instrumentos modernos para la perforacin permiten a los operarios de perforacin direccional calcular la posicin (las coordenadas x, y, z) de la broca en todo momento. A veces se incluyen sensores adicionales en la sarta de perforacin.Estos sensores pueden proporcionar informacin sobre el medio ambiente de fondo de pozo (por ejemplo, la temperatura, la presin, el peso de la broca, la velocidad de rotacin de la broca y el ngulo de perforacin). Tambin pueden mostrar varias medidas de las caractersticas fsicas de la roca que lo rodea como la radiactividad natural y la resistencia elctrica, similares a los obtenidos por la extraccin vertical, pero en este caso obtienen sus datos en tiempo real durante la perforacin. La informacin se transmite a la superficie a travs de pequeas fluctuaciones en la presin del fluido de perforacin en el interior del tubo de perforacin.

Historia de la perforacin horizontal

El concepto de perforacin horizontal es relativamente nuevo, se remonta al menos al 8 de septiembre de 1891, cuando la primera patente de los EE.UU. para el uso de ejes flexibles para rotar barrenas de perforacin fue emitida a John Campbell Smalley (nmero de patente 459152). Mientras que la aplicacin principal se describe en la patente era dental, la patente tambin comprende el uso de ejes flexibles en escalas fsicas mucho ms grandes y ms pesadas tales como, por ejemplo, los utilizados para taladrar agujeros en placas de calderas u otros tipos de trabajo pesado. Los ejes flexibles o cables que se emplan habitualmente en perforaciones petrolferas verticales no se pueden doblar para hacer curvas de radio corto.El primer registro de un verdadero pozo de extraccin realizado mediante perforacin horizontal, se perfor cerca de Texon, Texas, y se complet en 1929. Se perfor otro yacimiento de petrleo utilizando este sistema en 1944, en Franklin, Venango County, Pennsylvania, a una profundidad de 150 metros. China prob la perforacin horizontal en 1957 y ms tarde la Unin Sovitica tambin prob la tcnica. Generalmente, sin embargo, se produjeron pocas aplicaciones prctica hasta la dcada de 1980, cuando el advenimiento de la mejora del pozo de perforacin y los motores de la invencin del equipo de telemetra de fondo de pozo, hizo que la tecnologa comercialmente viable.Las pruebas de que la perforacin horizontal poda realizarse con xito se llevaron a cabo entre 1980 y 1983 por la empresa francesa Elf Aquitaine en cuatro pozos horizontales perforados en el suroeste de Francia e Italia en alta mar. La creacin de perforacin de pozos utilizando tcnicas horizontales se llev a cabo posteriormente por British Petroleum en Prudhoe Bay de Alaska, en un intento exitoso para reducir al mnimo el agua no deseado y la produccin de gas.Siguiendo el ejemplo de estos xitos iniciales, la primera generacin de perforacin horizontal moderna se expandi rpidamente en formaciones naturalmente fracturados, tales como las de tiza de Texas en Austin y pizarra en Bakken de Dakota del Norte.La segunda generacin de perforacin horizontal es un resultado de la mejora del desplazamiento horizontal, creciendo significativamente. Como los operadores y los contratistas de perforacin y servicio han diseado, probado y perfeccionado sus procedimientos y el equipo se ha mejorado, los desplazamientos horizontales alcanzables rpidamente pasaron de 120 metros a ms de 2400 metros. La segunda generacin de aplicaciones de la tecnologa de perforacin horizontal han incluido la perforacin de trampas estratigrficas, depsitos heterogneos, yacimientos de carbn (para producir su contenido de metano) y pozos de inyeccin de fluidos para aumentar las tasas de produccin.La tercera generacin de las tcnicas de perforacin horizontal permiten alcanzar longitudes horizontales mucho mayores, ms profundas y la colocacin ms precisa de mltiples orificios horizontales para explotar fuentes de roca fracturada (donde se acopla con la nueva tecnologa de fracturacin hidrulica) y pozos de inyeccin de calor (las arenas petrolferas canadienses de drenaje por gravedad asistida por vapor de agua) destinados a impulsar las tasas de produccin y los factores de recuperacin.

Peligros de la perforacin horizontal

Las plataformas de perforacin horizontal permiten alcanzar depsitos de petrleo de difcil acceso. Al llegar al depsito de petrleo, los operadores de perforacin, mediante la utilizacin de instrumentos y tcnicas especiales, dirigen el taladro para el lado hasta que comience a taladrar en horizontal. Una vez que el instrumento aburrido est en la posicin adecuada, es capaz de atravesar cientos de metros horizontalmente.Sin embargo, aunque esto facilita la extraccin de petrleo en algunos casos, la perforacin horizontal tiene algunos peligros que deben tenerse en cuenta:El fracturamiento hidrulicoEl fracturamiento hidrulico es el proceso que transporta el gas natural de las formaciones donde se encuentra a un pozo de produccin. El lquido, que consta de agua y aditivos qumicos, se bombea a presiones superiores a la resistencia de la roca, abriendo o ampliando fracturas que pueden extenderse a incluso a varios cientos de metros de un pozo. Varios agentes qumicos se bombean a las fracturas para evitar que se cierren. Los agentes qumicos utilizados en el proceso de fractura tienen el potencial de causar graves impactos ambientales adversos.Peligro qumico de la perforacin horizontalLos productos qumicos txicos se utilizan en todas las etapas de las operaciones de perforacin horizontal pueden ser peligrosos. El proceso de fractura requiere de varios millones de litros de agua mezclada con sustancias peligrosas en cada operacin. Entre el 30 y el 70 por ciento del fluido utilizado reaparece tras la fracturacin del suelo. Los productos qumicos voltiles, tales como benceno, tolueno y xileno se mezclan en la atmsfera para crear capas de ozono.Riesgo de contaminacin del aguaEl proceso de fractura requiere quitar millones de litros de agua dulce de rios, lagos y embalses, lo que plantea una amenaza directa para la vida silvestre. Adems, el efecto acumulativo de los productos qumicos txicos introducidos en el medio ambiente, ya sea deliberadamente o por accidente, pone en peligro la integridad de los acuferos y el agua de la superficie.Otros efectos de la perforacin horizontalLas operaciones de perforacin horizontal con frecuencia requieren la construccin de carreteras y oleoductos, lo que puede dar lugar a la tala de miles de hectreas de tierra. Los productos qumicos txicos que se encuentran en los estanques de retencin, desechadas en pozos de inyeccin o se distribuyen en tierras ilegalmente representan una amenaza directa para los seres humanos, animales domsticos y silvestres.