CURSO - MECHAS DE PERFORACION FINAL 9-02-2011

1111FEBRERO 2011FEBRERO 2011

22

•INTRODUCCION •DEFINICION – MECHA DE PERFORACION•DESARROLLO HISTORICO DE MECHAS DE PERFORACIÓN•CLASIFICACION Y DISEÑO DE LAS MECHAS DE PERFORACION

SEGÚN EL TIPO DE MECHA DE CONOS TRICONICAS (CON ELEMENTOS RODANTES) TABLA DE EQUVALENCIAS I.A.D.C. CLASIFICACION Y DISEÑO DE LAS MECHAS TRICONICAS : SEGÚN EL TIPO DE COJINETE : NO SELLADAS SELLADAS SEGÚN SU ESTRUCTURA DE CORTE : DIENTES DE ACERO APLICACIÓN Y MECANISMO DE CORTE

INSERTOS DE CARBURO DE TUNGSTENO.

APLICACIÓN Y MECANISMO DE CORTE EXCENTRICIDAD BICONICAS

DE CUERPO FIJO PDC TABLA DE EQUVALENCIAS I.A.D.C. DISEÑO DE LAS MECHAS PDC APLICACIÓN Y MECANISMO DE CORTE BYCENTER APLICACIÓN Y MECANISMO DE CORTE IMPREGNADA Y DIAMANTE NATURAL APLICACIÓN Y MECANISMO DE CORTE

•OTRAS APLICACIONES REPARACIÓN Y LIMPIEZA

CONTENIDO

33

•PROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS :TIPO DE FORMACION REGISTROS DE MECHAS ( BIT RECORDS ) POZOS VECINOS - MAPAS GEOLOGICOS ESTUDIOS DE ROCAS ( COMPRESIBILIDAD ) HERRAMIENTAS ADICIONALES: INDICES DE RENDIMIENTO MATRIZ DE SELECCIÓN EJERCICIOS PRÁCTICOS

•HIDRAULICA DE PERFORACIÓN •SEGUIMIENTO DURANTE CORRIDA DE MECHA

•PRUEBA DE PERFORABILIDAD•SEGUIMIENTO OPERACIONAL DE CABINA•CURVA DE COSTOS POR PIE

•EJERCICIOS PRÁCTICOS

•EVALUACIÓN I.A.D.C. PARA EL DESGASTE DE LAS MECHAS•TIPOS DE DESGASTES•EJERCICIOS PRÁCTICOS (ASIGNACIÓN DE CAMPO)

CONTENIDO (CONT…)

44

DefiniciónDefinición

Las mechas de perforación, son

herramientas que van enroscadas en el

extremo inferior de la sarta de

perforación , y están dotadas de

elementos cortantes, que sirven para

penetrar las formaciones en el

subsuelo, estableciendo contacto entre

la zona productora de hidrocarburos y la

superficie.

MECHAS DE PERFORACIÓNMECHAS DE PERFORACIÓN

55

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

1933Mecha tricónica de dientes con cojinetes de rodillos

1951Primera mecha tricónica con insertos de carburo de tungsteno

1976Mecha bicónica con chorros extendidos

1968Smith Tool desarrolla la primera mecha bicónica con dientes de acero

DESARROLLO HISTORICO DE LA MECHA DE DESARROLLO HISTORICO DE LA MECHA DE PERFORACIÓNPERFORACIÓN

1909 Howard Hughes primera mecha de dientes de acero de 2 conos rodantes

Final 1800Primera mecha a percusión con barras metálicas

En 1907 Reuben C. Hughes primera zapata perforadora, que revolucionó la perforación por cable.COLA DE PESCADO

1989Primera mecha PDC by center

1958Introducción mechas de diamante natural para formaciones duras y abrasivas

1979Primera mecha de cuerpo fijo (acero) con cortadores PDC

2002Innovación tecnologica con estructura de corte dual ( Impregnada + PDC)

1982Primera mecha PDC de cuerpo de matriz

1995Mecha impregnada con diamante

2008Nueva tecnologíaade mecha PDCpara turbinas

66

DE CONOS O DE ELEMENTOS RODANTES DE CONOS O DE ELEMENTOS RODANTES Son mechas dotadas de conos ensamblados sobre cojinetes fijos, que les permiten rotar independientemente a medida que se perfora el pozo. Entre ellas, encontramos:

•Tricónicas,

•Bicónicas

•Monocónicas.

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE MECHACLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE MECHA

CLASIFICACIÓN Y DISEÑO DE LAS MECHAS DE PERFORACIÓNCLASIFICACIÓN Y DISEÑO DE LAS MECHAS DE PERFORACIÓN

77

TRICONICASTRICONICAS

MECHAS DE ELEMENTOS RODANTES


88

Constan de tres (3) conos y tres (3) secciones ó piernas maquinados a partir de forjas de acero, los cuales son ensamblados por separado y al final se unen mediante procedimientos especiales de soldadura. El conjunto conformado por cada cono con el pin de la sección, recibe el nombre de cojinete y su función es servir como elemento rodante de corte a medida que gira la mecha durante la perforación del pozo.

Cono Número 2

Cono Número 1

Cono Número 3

Diente Parcialmente

Biselado

Punta de Flecha Ranura entre Filas

Fila de Dientes del Calibre

Descanso entre dientes

Recubrimiento de Metal Duro del

Diente(Flanco Trasero)

MECHAS TRICÓNICASMECHAS TRICÓNICAS


API Pin

Pierna

Cono

Boquilla

Compensador de grasa

Talón

99

Identificación

Sistema Compensador de grasa

Boquilla

Pin - API

Pata o sección

Cojinete

Protección dela pata

Cono

Compáctos deprotección

Pad de estabilización

Insertos / Dientes


PARTES DE LA MECHA TRICONICAPARTES DE LA MECHA TRICONICA

1010

INSERTOS DE CARBURO DE TUNGSTENO

Hilera del calibre

Insertos de protección

Calibre

DIENTES DE ACERO

Nariz

Hileras internas

Punta de flecha


PARTES DE LA MECHA TRICONICAPARTES DE LA MECHA TRICONICA

1111

EXCENTRICIDAD (MECANISMO DE CORTE)Esta relacionada con el grado de dureza que tiene el diseño de una mecha de acuerdo al tipo de formación a perforar, y se define como el ángulo de desviación entre el eje del cojinete con respecto al eje principal de la mecha.

A mayor excentricidad – Menor dureza de la formación Dientes mas largosA menor excentricidad – Mayor dureza de la formación Dientes mas cortos


MECHA TRICONICAMECHA TRICONICA

1212

TABLA DE EQUVALENCIAS I.A.D.C. MECHAS TRICONICAS DE DIENTES DE ACERO


MECHA S TRICONICASMECHA S TRICONICAS

1313

DIENTES DE ACERO La estructura de corte está constituida por dientes maquinados en el cono de acero forjado. Para mayor resistencia los dientes son recubiertos con soldadura de partículas de carburo de tungsteno.

APLICACIÓN Y MECANISMO DE CORTE

SEGÚN SU ESTRUCTURA

DE CORTE

Acción de Corte más Agresiva.Típicamente Aplicaciones de alta ROP en formaciones blandas a medias.

El mecanismo de corte es por paleo de la formación

Partículas de carburo de tungsteno sinterizado



1414

TABLA DE EQUVALENCIAS I.A.D.C. MECHAS TRICONICAS DE INSERTOS



1515

INSERTOS DE CARBURO DE TUNGSTENO: En este diseño la estructura de corte, está constituida por elementos de carburo de tungsteno insertados a presión en orificios calibrados sobre el cono forjado.SEGÚN SU

ESTRUCTURA DE CORTE

APLICACIÓN Y MECANISMO DE CORTE: Acción de corte menos agresiva.Típicamente aplicaciones de baja ROP en formaciones duras a muy duras.El mecanismo de corte es por impacto y fractura de la formación.



1616

INSERTOS DE CARBURO DE TUNGSTENOINSERTOS DE CARBURO DE TUNGSTENO

CLASIFICACIÓN Y DISEÑO DE LAS MECHA S TRICONICASCLASIFICACIÓN Y DISEÑO DE LAS MECHA S TRICONICAS

1717

SISTEMAS DE PROTECCIONSISTEMAS DE PROTECCION

COMPACTOS DE CARBURO DE TUNGSTENO

MATERIAL DURO

COMPACTOS DE CARBURO DE TUNGSTENO Y DIAMANTE

CLASIFICACIÓN Y DISEÑO DE LAS MECHA S TRICONICASCLASIFICACIÓN Y DISEÑO DE LAS MECHA S TRICONICAS

1818

CLASIFICACION Y DISEÑOCLASIFICACION Y DISEÑO

SEGÚN EL TIPO DE COJINETE

NO SELLADAS: Como su nombre lo indica carece de sellos entre el cono y la sección ( pierna) y se lubrican mediante el lodo de perforación.

SELLADAS: Son aquellas que poseen sellos que impiden el paso del fluido de perforación y su lubricación es a través de un sistema de compensación de grasa.

Sellos

Reservorio del Lubricante

Canal de Paso del

Lubricante

Bolas de Retención



1919

COJINETE NO SELLADO:

En su diseño no presentan ningún tipo de sello entre el cono y la sección, por lo que su lubricación y enfriamiento es mediante la circulación del lodo de perforación.

Utilizan rodillos de acero inoxidable como mecanismo de rodamiento y el agente de retención es mediante bolillas de acero.

Generalmente se usan para perforar formaciones blandas no consolidadas, como arcillas, conglomerados, etc.

Bolillas de Retención

Rodillos (Agentes de Rotación)

Rodillos del Buje



2020

COJINETE SELLADODiseño con auto lubricación donde se incorporan sellos entre los conos y la sección. Estos sellos pueden ser de nitrilo altamente saturado o sello metal metal, que impiden la entrada de fluido al sistema manteniendo la grasa en condiciones óptimas. En este diseño se tienen dos tipos de cojinetes:

De rodillos. De fricción.

Cojinete Primario(Externo)

Cojinete Secundario(Interno)

Sistema de compensación de grasa



2121

• Cojinete de Rodillos: Los cojinetes de rodillos soportan altos pesos (PSM) y menores RPM, ya que las cargas se distribuyen de manera puntual en los rodillos. Estos cojinetes se utilizan en tamaños de mechas superiores a 12 ¼”.

• Cojinete de Fricción: Los cojinetes de fricción soportan altas RPM y bajos pesos (WOB) debido a que las cargas se distribuyen de manera uniforme

en la superficie del cojinete.


2222

Cojinete a Rodillos: Los primeros cojinetes a rodillos se introdujeron en el año 1932. Estos cojinetes, que no tenían sellos y se lubricaban con el lodo de perforación, fueron diseñados para reemplazar a los cojinetes a fricción rudimentarios que existían en ese entonces. Los cojinetes a rodillos siempre cuentan con una o más hileras de rodillos. Los de dos hileras por lo general se emplean en mechas mayores que 12¼” y menores que 20” y los de tres hileras en mechas de 20” o mayores. Los rodillos se posicionan en forma tal que soporten la carga radial.

Rodillo

Pista de los Rodillos

Principales

Pista de los Rodillos

Perno Piloto

Pista de Rodillo del PP

Rodillo de Perno PilotoCara de

EmpujePista de Bolillas

Bolilla para Retención


2323

Cojinete a Fricción (Cojinete Journal): Uno de los desarrollos más significativos en la historia de las tricónicas tuvo lugar en 1969 con la incorporación de la mecha con cojinete journal sellado con O-ring. La combinación de estas dos características permitió que el cojinete tuviera la misma vida útil y permitió aplicar más peso sobre la mecha.

Perno Piloto

Cara de Empuje

Pista de BolillasBolilla para Retención

Pad Endurecido con B4 (Stellite 190)

Cojinete del Cono

Journal


2424


SISTEMAS DE RETENCIÓNSISTEMAS DE RETENCIÓN

2525

BICONICASBICONICAS



2626

MECHA S BICONICASMECHA S BICONICAS

BICONICAS: La geometría de la mecha Bicónica por tener solo dos (2) conos, permite un mayor espacio, que permite incrementar el diámetro y longitud de los cojinetes entre 15 a 25% (mayor durabilidad de los cojinetes). La cantidad de dientes es menor que su equivalente en tricónico y la carga puntual mas alta por diente, mejora la penetración en la roca y por ende la ROP.

MECHA BICONICA


2727


APLICACIÓN DE MECHAS BICÓNICASAPLICACIÓN DE MECHAS BICÓNICAS

Pozos verticales con problemas de desviación

• Pozos direccionales

– Mejor respuesta direccional comparado con mechas PDC y Tricónicas.

• Baja ROP/ Durabilidad/ confiabilidad de las mechas usadas.

• Demanda de mejor hidráulica

– Formaciones suaves y pegajosas

2828

DIAMANTE POLICRISTALINO

(PDC)

DIAMANTE POLICRISTALINO

(PDC)

MECHAS DE CUERPO FIJO


2929


DE CUERPO FIJO DE CUERPO FIJO

Como lo índica su nombre, constan de un bloque sólido (cuerpo de acero ó matriz) con elementos cortantes soldados que perforan la formación al rotar la sarta de perforación. Entre estas mechas, están:

Diamante Policristalino (PDC)

By Céntricas Impregnadas Diamante Natural

3030

DISEÑO DE MECHAS PDCDISEÑO DE MECHAS PDC


3131

CALIBRECALIBRE

Se considera que el pad del calibre es la sección estabilizadora de la mecha. Sin duda es un factor de gran importancia en la estabilización y direccionabilidad. Existe una variedad de calibres en distintos tipos y largos que permiten optimizar la eficiencia de perforación y la direccionabilidad.


3232

Tecnología de diseñoTecnología de diseño

Perfil: Es el elemento principal en todos los

diseños de mechas que poseen cortadores

fijos. El término “perfil” hace referencia a la

forma distintiva de la mecha vista lateralmente.

El objetivo básico de cualquier perfil es permitir

un desgaste equilibrado de la estructura de

corte y optimizar la estabilización de la mecha

El diseño del perfil es un factor de peso a la

hora de determinar el número de cortadores

que se acomodarán en una aleta. Cuanto más

largo es el perfil, más cortadores podrán

colocarse por aleta.



Naríz

Hombro

Cono

El diseño del perfil también es un factor

que se debe tener en cuenta para

equilibrar estabilidad y durabilidad. Un

perfil más largo tendrá más cortadores y

se desgastará más lentamente, pero será

menos estable, mientras que un perfil más

corto tendrá menos cortadores y, en

teoría, se desgastará más rápido, pero

será más estable.

El diseño del perfil también es un factor

que se debe tener en cuenta para

equilibrar estabilidad y durabilidad. Un

perfil más largo tendrá más cortadores y

se desgastará más lentamente, pero será

menos estable, mientras que un perfil más

corto tendrá menos cortadores y, en

teoría, se desgastará más rápido, pero

será más estable.

3333



3434

MECANISMO DE CORTE DEL PDCMECANISMO DE CORTE DEL PDC


El cortador PDC fractura la roca por corte. Durante esta acción de corte la dirección de la carga y la fractura resultante son aproximadamente paralelas. A medida que el cortador penetra en la formación, la punta del cortador corta y elimina el material en capas.

Fractura de la roca por corte

3535

MECANISMO DE CORTE DEL PDCMECANISMO DE CORTE DEL PDC


Rastrillaje (Back Rake)Rastrillaje (Back Rake)

Los cortadores PDC se montan en la mecha con cierto ángulo de rastrillaje negativo con respecto a la formación, lo cual se conoce como back rake (que se expresa por medio de un número positivo.) Se define al back rake como el ángulo entre la cara de corte y una recta perpendicular a la superficie de corte, como se muestra en la Figura. Este ángulo es clave para determinar la agresividad (y por lo tanto la sensibilidad al torque) de la mecha, así como su durabilidad.

3636

MECHAS PDCMECHAS PDC


TABLA DE EQUVALENCIAS I.A.D.C. MECHAS PDC

M333M434M3337658 3/8

M233M424M3236678 3/8

M432M333M433M3336658 3/8

M123M423M2235578 3/8

M233M433M2335558 3/8

M442M434M4339637 7/8

M333M433M3337657 7/8

M223M424M3236377 7/8

M432M333M433M3336357 7/8

M323M123M423M2235577 7/8

M233M433M2335557 7/8

M442M434M4327436 3/4

M333M333M3326356 3/4

M233M333M2325556 3/4

M442M434M4328436 1/2

M333M433M4327456 1/2

M442M434M4327436 1/2

M432M233M333M3326356 1/2

M231M233M333M2325556 1/2

M333M133M233M1324456 1/2

M442M434M4328436 1/8

M333M333M433M4327456 1/8

M442M434M4327436 1/8

M432M233M433M2326356 1/8

M231M233M333M2325556 1/8

M442M434M4327435 7/8

M232M433M3326355 7/8

M232M333M2325555 7/8

M332M442M334M2326334 3/4

M442M334M2325333 7/8

HYCALOGSMITH/GEOSEC/DBSVAREL

VAREL TYPE

SIZE

M333M434M3337658 3/8

M233M424M3236678 3/8

M432M333M433M3336658 3/8

M123M423M2235578 3/8

M233M433M2335558 3/8

M442M434M4339637 7/8

M333M433M3337657 7/8

M223M424M3236377 7/8

M432M333M433M3336357 7/8

M323M123M423M2235577 7/8

M233M433M2335557 7/8

M442M434M4327436 3/4

M333M333M3326356 3/4

M233M333M2325556 3/4

M442M434M4328436 1/2

M333M433M4327456 1/2

M442M434M4327436 1/2

M432M233M333M3326356 1/2

M231M233M333M2325556 1/2

M333M133M233M1324456 1/2

M442M434M4328436 1/8

M333M333M433M4327456 1/8

M442M434M4327436 1/8

M432M233M433M2326356 1/8

M231M233M333M2325556 1/8

M442M434M4327435 7/8

M232M433M3326355 7/8

M232M333M2325555 7/8

M332M442M334M2326334 3/4

M442M334M2325333 7/8

HYCALOGSMITH/GEOSEC/DBSVAREL

VAREL TYPE

SIZE

3737

TABLA DE EQUVALENCIAS I.A.D.C. MECHAS PDC (Cont…)

M433M333M33310517 1/2

M323M324M32310717 1/2

M423M323M124M22388717 1/2

M433M133M23388517 1/2

M223M124M12377717 1/2

M223M124M12377716"

M442M334M43399312 1/4

M433M333M43399512 1/4

M432M433M333M33388512 1/4

M323M324M32377712 1/4

M333M311M33377512 1/4

M223M321M22366712 1/4

M432M333M131M23366512 1/4

M123M124M12357712 1/4

M221M123M124M12355712 1/4

M121M123M124M12346712 1/4

M442M434M4339639 7/8

M433M431M4338659 7/8

M333M431M3337659 7/8

M223M324M3236679 7/8

M432M233M433M3336659 7/8

M123M324M2235579 7/8

M221M123M224M1234479 7/8

M333M434M3337658 3/4

HYCALOGSMITH/GEOSEC/DBSVARELVAREL TYPESIZE

M433M333M33310517 1/2

M323M324M32310717 1/2

M423M323M124M22388717 1/2

M433M133M23388517 1/2

M223M124M12377717 1/2

M223M124M12377716"

M442M334M43399312 1/4

M433M333M43399512 1/4

M432M433M333M33388512 1/4

M323M324M32377712 1/4

M333M311M33377512 1/4

M223M321M22366712 1/4

M432M333M131M23366512 1/4

M123M124M12357712 1/4

M221M123M124M12355712 1/4

M121M123M124M12346712 1/4

M442M434M4339639 7/8

M433M431M4338659 7/8

M333M431M3337659 7/8

M223M324M3236679 7/8

M432M233M433M3336659 7/8

M123M324M2235579 7/8

M221M123M224M1234479 7/8

M333M434M3337658 3/4

HYCALOGSMITH/GEOSEC/DBSVARELVAREL TYPESIZE

MECHAS PDCMECHAS PDC


3838

BYCENTERBYCENTER



3939

MECHAS BYCENTER O EXCENTRICAMECHAS BYCENTER O EXCENTRICA


Estas mechas presentan una geometría única que les permite perforar y ensanchar simultáneamente. Una mecha excéntrica perfora un agujero ligeramente mayor al diámetro para compensar en ciertas formaciones, tales como arcilla esquistosa o sal, que se deforman y alargan después de haber sido perforadas.. Para lograr esto, las mechas tienen que ser capaces de pasar a través del diámetro interior de la tubería de revestimiento de un pozo, entonces perforar un agujero sobredimensionado (más grande que el diámetro de la tubería de revestimiento).

4040

MECANISMO DE CORTE MECANISMO DE CORTE MECHAS PDC Y BYCENTER MECHAS PDC Y BYCENTER


• Las Mechas PDC y BYCENTER perforan cizallando la roca

• A diferencia de las mechas de Diamante Natural y de Conos, los cortadores de las PDC y/o BYCENTER tienen una característica propia de auto-afilamiento.

• La formación rocosas se fracturan mas fácilmente por la acción de la carga de cizallamiento (menos energía, PSM

Policristalino

DiamanteCompacto

4141

IMPREGNADAS Y DIAMANTE NATURAL

IMPREGNADAS Y DIAMANTE NATURAL



4242

MECHAS IMPREGNADASMECHAS IMPREGNADAS


APLICACIÓN Y MECANISMO DE CORTE

Se utilizan para perforar formaciones muy duras y abrasivas Se utilizan para perforar formaciones muy duras y abrasivas

Diamante SintDiamante SintééticoticoTTéérmicamente Estable (TSP)rmicamente Estable (TSP)

Impregnada conImpregnada conInsertos Prensados a altaInsertos Prensados a alta

presión (GHI)presión (GHI)

Impregnada conImpregnada conDiamante Natural o SintDiamante Natural o Sintééticotico

4343

MECHAS DIAMANTE NATURALMECHAS DIAMANTE NATURAL


• Las mechas de Diamante Natural perforan arando y raspando la roca

• Normalmente requieren de altas RPM para un mejor rendimiento (Ej. Motor de alta velocidad o turbina)

Diamante NaturalDiamante Natural

4444

PROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS

DE PERFORACION

PROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS

DE PERFORACION

4545

PROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS DE PERFORACIONPROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS DE PERFORACION

•Aplicaciones:Aplicaciones:• Vertical• Con control direccional• Horizontal• Ampliación• Rectificación y Limpieza

•Conocimiento Geológico del áreaConocimiento Geológico del área• El proceso de selección se mejora usando los registros de mechas corridas los pozos vecinos, analizando los registros eléctricos y usando estudios de Geomecánica.• La selección de la mecha deberá coincidir con los criterios necesarios para perforar un tipo de roca especifico con requerimientos de limpieza (hidráulica).

•Propiedades de la roca a perforarPropiedades de la roca a perforar• Dureza - Compresibilidad de la roca• Abrasividad• Plasticidad• Presiones de formación

4646


• Recopilación de datosRecopilación de datos• Geológicos• Corridas de mechas (Bit records) mud logs, registros eléctricos• Informes de mechas corridas – Indices de rendimiento.• Condiciones de desgaste de las mechas.

• Análisis del programa del pozo propuestoAnálisis del programa del pozo propuesto• Longitud a perforar. Asentamiento de revestidores• Fluidos de perforación• Objetivos direccionales• Geología• Toma de núcleos• Objetivos geológicos y de producción• Condiciones del taladro• Operaciones especiales

4747


Determinación de la compresibilidad de la roca UCSDeterminación de la compresibilidad de la roca UCSDeterminación de la compresibilidad de la roca UCSDeterminación de la compresibilidad de la roca UCS

• Disponibilidad de registros eléctricos a para su análisis

– Sónico, densidad/neutrón, porosidad

– Gamma ray

– Mud logging

• Procesar el estudio de Compresibilidad de la roca UCS con el programa “sofware” de la empresa de mechas.

• Los valores de dureza UCS de la roca son básicos para la selección de la mecha.

4848


SELECCIÓN FINAL DE LA MECHA SELECCIÓN FINAL DE LA MECHA SELECCIÓN FINAL DE LA MECHA SELECCIÓN FINAL DE LA MECHA

• De conos móviles ó de cortadores fijosDe conos móviles ó de cortadores fijos

• Si es de conos móviles:Si es de conos móviles:

– De dientes o de insertos

– De acuerdo a su grado de dureza IADC

– Características especiales según la aplicación: Protecciones adicionales, hidráulica, longitud del calibre, etc.

4949


5050

S A N J UA N

VI DOÑO

CARAT AS

LOSJ ABI LLOS

AREO

CARAPI TA

LAS PI EDRAS

MESA

FORMACI ONEDAD

PLEI ST OCENO

PLI OCENO

MI OCENO

OLI GOCENO

EOCENO

PALEOCENO

CRE T A CI CO

3000’

6600’

10000 ’

12000 ’

13000 ’

14000 ’

LI T OL OGÍ A

FORMACI ON SAN J UAN

GR

13000’

13100’

13200’

13300’

13400’

13500’

R T

SN


COLUMNA ESTRATIGRAFICA – CAMPO OROCUALCOLUMNA ESTRATIGRAFICA – CAMPO OROCUALCOLUMNA ESTRATIGRAFICA – CAMPO OROCUALCOLUMNA ESTRATIGRAFICA – CAMPO OROCUAL

5151

MAPAS ESTRUCTURALESMAPAS ESTRUCTURALESMAPAS ESTRUCTURALESMAPAS ESTRUCTURALES

PIC-25

SBC-136

PIC-26

MCA-1X MCA-2X

SBC-37E

SBC-130X

SBC-142

SBC-143


5252


ESTUDIO DE COMPRESIBILIDAD DE LA ROCA UCS (DUREZA Y ABRASIVIDAD)ESTUDIO DE COMPRESIBILIDAD DE LA ROCA UCS (DUREZA Y ABRASIVIDAD)ESTUDIO DE COMPRESIBILIDAD DE LA ROCA UCS (DUREZA Y ABRASIVIDAD)ESTUDIO DE COMPRESIBILIDAD DE LA ROCA UCS (DUREZA Y ABRASIVIDAD)

ESTUDIO DE COMPRESIBILIDAD DE LA ROCA UCS (DUREZA Y ABRASIVIDAD)

ESTUDIO DE COMPRESIBILIDAD DE LA ROCA UCS (DUREZA Y ABRASIVIDAD)

5353

ESTUDIOS DE ROCAS ( COMPRESIBILIDAD )ESTUDIOS DE ROCAS ( COMPRESIBILIDAD )ESTUDIOS DE ROCAS ( COMPRESIBILIDAD )ESTUDIOS DE ROCAS ( COMPRESIBILIDAD )


TIPO DE FORMACIONTIPO DE FORMACIONTIPO DE FORMACIONTIPO DE FORMACION

5454

MATRIZ DE SELECCIÓNMATRIZ DE SELECCIÓN


5555

“La matriz de selección de mechas es una herramienta que fue

diseñada con el fin de ponderar la información contenida en las

propuestas técnicas suministradas por las compañías de servicio,

para realizar una selección de mechas más objetiva, basada

netamente en aspectos técnicos y económicos”[*].

(*) Informe Técnico INT-M423, 2004


5656

Sección Superior Izquierda: Jerarquización de CriteriosSección Superior Izquierda: Jerarquización de Criterios


5757

Sección Inferior Derecha: Valores de ReferenciaSección Inferior Derecha: Valores de Referencia


5858

Sección Central Derecha: Carga de datosSección Central Derecha: Carga de datos


5959

Sección Inferior Izquierda: Resultados de la SelecciónSección Inferior Izquierda: Resultados de la Selección


6060

CRITERIO A: Análisis de Costo por pie

RATA DE PENETRACIÓNHRS ROTACIÓNCOSTO POR PIE

N° MECHAS A EMPLEAR

CRITERIO B: Soporte Técnico Convencional

POZOS VECINOSDISPONIBILIDAD

HIDRAÚLICA CRITERIO C: Características de la mecha

FORMACIÓNTIPO DE MECHA

CÓDIGO IADCUCS

CARACTERES ESPECIALES

CRITERIO D: Base de Datos y Lecciones

Aprendidas

BASE DE DATOSLECCIONES APRENDIDAS

CRITERIO E: Confiabilidad

VALOR AGREGADO NACIONALCONFIABILIDAD

TECNOLOGÍA

SECCIÓNSECCIÓNCARGA DE DATOSCARGA DE DATOS


6161

MSMP

INGENIERIA

COMITÉ DE MECHAS

RECIBE-ENTREGAPROPUESTAS

EVALUACIÓN-SELECCIÓNMATRIZ DE SELECCIÓN DE MECHAS DE PERFORACIÓN

CONFIABILIDAD

100,0

50,0

0,0

100,0

50,0

CONFIABILIDAD

100,0

50,0

0,0

100,0

50,0

VALORES DE CONFIABILIDADVINCULADOS

PUBLICO

BASE DE DATOS LOCAL

RESULTADOS CORRIDA(ROP/PP/N° MECHAS)

COMITÉ ADMINISTRA BASE DE DATOS

“EVALUACIÓN DE EFECTIVIDAD Y CONFIABILIDAD DE LAS COMPAÑIAS DE MECHAS”


6262

LLENAR CON LOS VALORES DEL MEJOR POZO DE REFERENCIA:REFERENCIA ROP: REFERENCIA CPP:MAXIMO 4,4 MAXIMO 225MINIMO 0 MINIMO 0

REFERENCIA HORAS: REFERENCIA # MECHAS:MAXIMO 295,45 MAXIMO 2MINIMO MINIMO 10

2. Valores de Referencia Ing. seleccionador determina con estadística del campo

PROYECTO: CAPIRICUALFORMACION: LOS JABILLOS (8 3/8”)

CRITERIOS - MATRIZ DE EVALUACION 3 Mayor

A. 2 Media

3A 1 MenorB. 3A 0 Ninguna

2C 2DC. 1B

1CD.

E.

Importancia

VAN - Confiabilidad -Tecnología

Análisis de Costo Por Pie (CPP)

Soporte Técnico Convencional

Características de la Mecha

Base de Datos - Lecciones Aprendidas

1. Jerarquización de criterios Comité de Mechas: Evaluación no-modificable p/seleccionador


6363

PROCESO DE SELECCIÓN DE MECHASPROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS

3. Carga de datos Ing. seleccionador carga los datos suministrados en la propuesta

ROP HRS CPP # MECHAS

7,35 176,9 210,45 2

9,38 419,09 2138,6

8,67 149,9 150,62 1

6 216,7 238,5 2

351,7 3

5,1 254,9 424,4 4

288,94,5

Criterio A: Costo por pie

POZOSVECINOS

DISPON HIDRAULICA

SI

SI/AE SI 0

SI/AE SI 0

SI/AE

SI SI/AESI/AM

SI/AM

SI/AM0

0SI/AE

0SI/AM

Criterio B: Soporte Técnico

SI/AE: Análisis Excelente

SI/AM: Análisis Medio

6464


3. Carga de datos Ing. seleccionador carga los datos suministrados en la propuesta

FORMACION TIPO IADC UCS CARACT.

CE

CE

CNFD

FM

FD

FD

FD

PDC 433 0 CN

PDC 432 SI CE

PDC 433 SI CE

PDC 432 0

PDC 433 SIFM

432PDC 0

Criterio C: Características mecha

FD-FM-FB: Formación Dura, Media y Blanda

CN-CE: Características Normales, Especiales

BASE DATOSLECCIONESAPRENDIDAS

SI/RM

0

0

SI/RM

SI/RE

SI/RE

0

0

0

0

SI

SI

Criterio D: Datos-Lecciones Aprendidas

SI/RE: Respaldo Excelente

SI/RM: Respaldo Medio

VAN TECNOLOGIA

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0 100,0

50,0

0,0

CONFIABILIDAD

100,0

50,0

50,0

Criterio E: VAN-Conf.-Tecn.

6565


PROYECTO: CAPIRICUALFORMACION: LOS JABILLOS 8 3/8”

CRITERIOS - MATRIZ DE EVALUACION 3 MayorA. 2 Media

3A 1 MenorB. 3A 0 Ninguna

2C 2DC. 1B

1CD.

E.

E D C B AAltern. Puntaje N/A 2 3 3 3

Matriz de Análisis Ponderar: 1 a 10 N/A 1,0 10,0 10,0 10,0 TOTAL

1. 1 3 3 51,3 33,3 33,3 46,2

2. 3 5 3 42,5 50,0 33,3 44,2

3. 1 5 5 51,3 50,0 50,0 47,1

4. 3 3 3 52,5 33,3 33,3 45,5

5. 1 3 3 31,3 33,3 33,3 31,1

6. 1 3 4 31,3 33,3 41,7 30,6

7.

8.

Evaluacion: 5= Excelente / 4= Muy Buena / 3= Buena / 2= Normal / 1= Deficiente

Importancia

131,2

130,0

106,9

VAN - Confiabilidad -Tecnología

Hughes Christenssen

Smith Bits

DBS-Securtity 148,3

114,7

99,1

Análisis de Costo Por Pie (CPP)

Soporte Técnico-Convencional

Características de la Mecha

Base de Datos - Lecciones Aprendidas

Grant Prideco

Diamant Drilling Services

CPS Varel

0,15

0,08

0,08

0,00

0,00

0,00

4. Resultados de la selecciónLa matriz arroja los resultados de la selección. La compañía con mayor puntaje representa la primera opción

66666666

6767

FACTORES BASICOS PARA PERFORAR CON UNA MECHA

1.- Método de rotación: Rotaria ó motor/turbina de fondo “RPM”.2.- Cantidad de tubería y porta mechas para suministrar peso “PSM”.3.- Suficiente volumen de fluido de perforación para limpieza del hoyo y lubricación de la mecha “HIDRAULICA”.

DISEÑO HIDRAULICO

El diseño hidráulico describe la metodología utilizada para controlar el flujo de los fluidos de perforación a través de la cara frontal de la mecha. El objetivo fundamental de un diseño hidráulico es utilizar de manera eficiente la energía hidráulica disponible para obtener una limpieza y un enfriamiento óptimos.

HIDRAULICA DE LA PERFORACIONHIDRAULICA DE LA PERFORACION

6868

SISTEMAS DE CIRCULACION


6969

CHORROS NUMERO DE CHORROS

TAMAÑO 1 2 3 4 5 6 7 8 9

7/32" 0.038 0.075 0.113 0.150 0.188 0.225 0.263 0.301 0.338

8/32" 0.049 0.098 0.147 0.196 0.245 0.295 0.334 0.393 0.442

9/32" 0.062 0.124 0.186 0.249 0.311 0.373 0.435 0.497 0.559

10/32" 0.077 0.153 0.230 0.307 0.383 0.460 0.537 0.614 0.690

11/32" 0.093 0.186 0.278 0.371. 0.464 0.557 0.650 0.742 0.835

12/32" 0.110 0.221 0.331 0.441 0.552 0.663 0.773 0.884 0.994

13/32" 0.130 0.259 0.389 0.518 0.648 0.778 0.907 1.037 1.167

14/32" 0.150 0.301 0.451 0.601 0.752 0.902 1.052 1.203 1.353

15/32" 0.173 0.345 0.518 0.690 0.863 1.035 1.208 1.381 1.553

16/32" 0.196 0.393 0.589 0.785 0.982 1.178 1.374 1.571 1.767

17/32" 0.225 0.450 0.675 0.900 1.125 1.350 1.575 1.800 2.025

18/32" 0.249 0.497 0.746 0.994 1.243 1.491 1.740 1.988 2.237

20/32" 0.307 0.614 0.920 1.227 1.534 1.841 2.148 2.454 2.761

22/32" 3.371 0.742 1.114 1.485 1.856 2.227 2.599 2.970 3.341

24/32" 0.442 0.884 1.325 1.767 2.209 2.651 3.093 3.534 3.976

26/32" 0.519 1.037 1.556 2.074 2.593 3.111 3.63 4.148 4.667

CALCULO DEL TFA (AREA TOTAL DE FLUJO)


7070

COSTO POR PIE (CPP)COSTO POR PIE (CPP)

CPP = costo mecha + costo equipo (tiempo viaje + tiempo rotación)

pie perforados

CPM = (C + R ( t + T )) / F

7171

EVALUACIÓN I.A.D.C. PARA EL DESGASTE DE LAS MECHAS

TIPOS DE DESGASTES

EJERCICIOS PRÁCTICOS

7272

SISTEMA DE EVALUACION DEL DESGASTE IADC.

EVALUAR DESGASTE DE LA MECHA CON CODIGOS DE VIDA DEFINIDOS.

MECHAS TRICONICAS – CONDICION DE SALIDA DE LA ESTRUCTURA DE CORTE Y DE LOS COJINETES.

MECHAS PDC, BY CENTER, DIAMANTE – CONDICION DE SALIDA DE LA ESTRUCTURA DE CORTE.

7373

BIT RECORD

7474

BC: CONO PARTIDO

Una mecha con uno o más conos que

han sido partidos en dos o mas piezas,

pero la mayor parte del cono está

unida a la mecha

BT: Dientes/ Cortadores Partidos.

Un elemento cortador es considerado

partido si por encima de 1/3 del elemento

cortante (diente, inserto, cortador) es

partido por la formación, BT puede ser un

indicador potencial de problemas en la

selección de mechas o en practicas

operacionales de fallas en la ejecución.

La rotura de los cortadores son el

resultado de fuertes choques en el hoyo.

NOMENCLATURA DE EVALUACION IADC.

7575

BU: EMBOLADA Es una condición por lo cual las formaciones se pegan a la parte cortante y al cuerpo de la mecha o en la cara de los cortadores produciéndose una disminución en la ROP.Se caracteriza por la obstrucción de uno o mas canales de flujo que disminuye o impide el flujo del lodo. Puede ser causada por: tipo de formación, mecha muy densa, pobre diseño hidráulico, intercalaciones, alto WOB, baja tasa de flujo. Se identifica en superficie por un aumento de la presión de la bomba y la rápida caída de la tasa de penetración

CC: CONO AGRIETADOUna condición en donde un cono (s) tiene( n) una o más grietas, pero el (los) cono (s) todavía están completos y no separados. Si está (n) separado (s), o falta una porción del cono, se considera un cono partido.


7676

CD: CONO CON MARCA DE ARRASTRE

Una mecha en la cual uno o más conos no

giraron durante una porción de la corrida. Se

presenta uno o más puntos de desgaste plano.

CI: INTERFERENCIA ENTRE CONOS

Una condición en la cual uno o más conos tienen

evidencia de empuje interno hasta el punto en

donde resulta algún tipo de contacto

(indentaciones de insertos o contacto intermitente,

ranuraciones, etc), entre los insertos en uno o

mas conos y la carcaza, o los insertos de conos

opuestos.


7777

CR: NUCLEADA

Una mecha está nucleada cuando los

elementos de corte centrales están

desgastados, partidos y/o perdidos. Una

mecha puede también estar nucleada cuando

la nariz de uno o más conos está partida. Se

caracteriza porque la estructura de corte del

centro esta completamente removida. Puede

ser causado por: Intercalación dura, perfil

inadecuado, poca densidad de cortadores,

chatarra en el fondo.

CT: DIENTES/CORTADORES ASTILLADOS

Un elemento cortador es considerado astillado

si menos de 1/3 de este elemento es perdido

sin importar la causa. Los cortadores muestran

signos de astillamiento, causadas por

impactos producto de vibraciones o cambios

de formación.


7878

ER: EROSIONLa erosión se describe como la pérdida del material en la estructura cortadora de la mecha debido a el impacto de los fluidos de perforación y los sólidos, Puede reducir el tamaño de los elementos cortadores alterando su forma y causando pérdida de material de la parte exterior del cono. Se presenta por la acción del fluido de perforación alrededor del poste o del cilindro. El carburo de tungsteno puede ser erosionado a altas velocidades de flujo debido a altos contenidos de sólidos, arena o de material de peso en el lodo.

HC: AGRIETAMIENTO POR CALOREsta característica de desgaste ocurre cuando un cortador se sobrecalienta debido al arrastre en los estratos y luego es enfriado por fluido de perforación, en muchos ciclos.

El cortador muestra los efectos de insuficiente enfriamiento. El carburo detrás del cortador esta desgastado y presenta las características de fatiga térmica , que es el resultado del sobrecalentamiento del carburo. Esto también puede ser detectado en las mechas de cuerpo de acero por la coloración azulada del material.


7979

JD: TRABAJO SOBRE HIERROUna condición en donde la mecha tiene huellas causadas por contacto con objetos distintos a la formación. Esta situación se presenta típicamente cuando:La mecha anterior dejo partes, herramientas del taladro que caen en el hoyo, partes del BHA, cuando la mecha trabaja sobre chatarra se presenta torque errático y se reduce la ROP. Puede causar debilitamiento y daño a los cortadores

LC: CONO PERDIDOCondición de mecha cuando un cono o conos no están presentes en el ensamblaje de la pierna, como no existe un código IADC para una pierna partida se utiliza LC para indicar la pérdida de un ensamblaje de la pierna,


8080

LN: CHORRO PERDIDOEsta característica describe una mecha que pierde uno ó más chorros. Esta condición causa una disminución de la presión que obliga a sacar la mecha del hoyo. Reduce la eficiencia de limpieza, causando tasas de penetración más bajas de lo normal. La mecha se puede “embolar” con el nuevo patrón de flujo. Puede ser causado por instalación inadecuada o tipo de boquilla equivocada. La vibración puede aflojar y hacer perder una boquilla.

LT: DIENTES/CORTADORES PERDIDOSEsta característica describe la estructura cortadora que pierde uno o más cortadores /dientes , los dientes /cortadores perdidos causan daños por desperdicios, a veces los dientes perdidos van precedidos por insertos rotos.


8181

OC: DESGASTE FUERA DE CENTROEsta característica de desgaste ocurre cuando el centro geométrico de la mecha y el centro geométrico del hoyo no coinciden, esto resulta en un hoyo sobredimensionado, el desgaste fuera del centro puede reconocerse en la mecha por desgaste en la carcaza de los conos entre las filas de los cortadores, mayor desgaste del calibre en un cono y por una rata de penetración menor a la normal.

PB: CONOS TRANCADOSUna condición en la cual uno o más conos de la mecha han sido mecánicamente forzados hacia un calibre menor al original en algún punto durante su corrida.


8282

PN: CHORROS TAPADOSUna característica donde uno o más chorros son obstruidos. Un chorro tapado conlleva a una hidráulica reducida , forzando a un viaje fuera del hoyo debido a una excesiva presión de bomba. Puede ser causado por: mecha muy densa, diseño hidráulico pobre, alto WOB, tasa de flujo baja, sólidos en el lodo, orificio del chorro muy pequeño.

RG: CALIBRE REDONDEADOEl calibre redondeado es una condición en donde el extremo exterior del inserto del calibre se ha redondeado de tal manera que no está cortando al calibre nominal. El calibre redondeado se debe a la erosión del lodo de perforación con alto contenido de sólidos.


8383

DAÑO EN LA FALDILLA DE LA PIERNAUna condición en donde ocurren daños por desgaste,

erosión o desperdicios, en el área de la faldilla

SS: DESGASTE AUTOAFILADOEsta es una característica de desgaste que ocurre

cuando los cortadores se desgastan de tal manera que mantienen una forma de cresta afilada


8484

TR: MECHA CAMINANDO ( Repetición de huella)Esta característica ocurre cuando los dientes se engranan en un solo patrón (huella) en el fondo. El desgaste de los cortadores se observa en los flancos de rotación y arrastre. El desgaste de la carcaza del cono será entre los dientes/insertos de la fila.

WO: MECHA LAVADAEsto puede ocurrir en cualquier momento durante la corrida de la mecha. Si la soldadura de la mecha es porosa no está cerrada, entonces la mecha comenzará a lavarse tan pronto comience la circulación, normalmente, las soldaduras están cerradas pero se agrietan durante la corrida debido a impactos con el fondo del hoyo o rebordes en conexiones, cuando ocurre una grieta, se establece el lavado rápidamente.


8585

WT: CORTADORES DESGASTADOSSon una condición que describe la reducción en el tamaño del cortador debido a

la acción de la perforación. Los cortadores presentan desgaste.


86868686

FACILITADOR:ING. ORLANDO GORDON R.

FACILITADOR:ING. ORLANDO GORDON R.

FEBRERO 2011FEBRERO 2011

Documents

CURSO - MECHAS DE PERFORACION FINAL 9-02-2011