_Manual Perfo. Direc

5/11/2018 _Manual Perfo. Direc - slidepdf.com

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CAPÍTULO 1 Perforación DireccionalLa introducciónLa Terminología de Perforación DireccionalLas Aplicaciones de Perforacion Direccional

Los Límites de Perforación DireccionalesConversiones de Rumbo, Azimth a CuadranteCalculo de una estación de Survey

CAPÍTULO 2Los métodos para Desviar un PozoLos Ensamblajes de FondoLos Ensamblajes para Construir Los Ensamblajes para Tumbar Los Ensamblajes para mantener.Jetting Tobereando.

Los Problemas de BHA comunesWhipstock “Cuchara”Motores de FondoEnsambles Direccionales. CAPÍTULO 3Los Motores de fondoLa Selección de motor Los componentesDump Sub AssemblyLa Sección de Poder Ensamble de TransmisiónEnsamble de AjusteSección de Baleros Sellado o Lubricado por LodoEl Funcionamiento del Motor Procedimientos de ensamble y Chequeo en superficieTorque reactivoInterpretación de fotos tomadas por single shot.

CAPÍTULO 4Ejercicios

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PERFORACION DIRECCIONALIntroducción En los días actuales de perforación, nadie se preocupó por la desviación del agujero. Elobjetivo era perforar a la mayor velocidad posible, completar y producir tanrápidamente como fuera posible. Mucho personal que perforaba asumía que los pozoseran rectos - otros simplemente no les importaban. Como consecuencia, se perforaron los pozos deliberadamente en alguna direccióndesconocida. 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 deldepósito modelado y la perforación de pozos múltiples de una sola locación, se hahecho muy importante dos aspectos, la posición real de la trayectoria del pozo durantesu perforación y la información la ubicación del los demás pozos para conocer suslimites, con el fin que no choquen entre si. El desarrollo de las habilidades y equipo necesario dirigir estos agujeros es la ciencia dePerforar Direccional. La Perforación Direccional es la ciencia de dirigir un agujero a lolargo de un camino predeterminado llamado trayectoria para obtener un objetivo

previamente designado.

Las Aplicaciones de la Perforación Direccional

Los Pozos Múltiples De Estructura Costa Afuera Uno de las aplicaciones más comunes de hoy en técnicas de perforación direccionaleses en perforación costanero. Muchos yacimientos de aceite y gas se sitúan más allá delalcance de tierra y los equipos de tierra. perforar un número grande de pozos verticalesde las plataformas individuales es impráctico y sería antieconómico. El acercamientoconvencional para un gran yacimiento petrolífero ha sido instalar una plataforma fija en

el lecho marino y perforar tantos como puedan perforarse, (sesenta pozos direccionales).La locación de estos pozos pueden espaciarse cuidadosamente para la recuperaciónóptima. Este tipo de desarrollo mejora la viabilidad económica de la cara industria costaafuera reduciendo el número de plataformas y simplificando el sistema de larecolección.

En un desarrollo convencional, los pozos no pueden perforarse hasta que la plataformatenga 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 puedereducirse considerablemente por la pre-perforación de algunos de los pozos a través deuna 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.

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Los Pozos de Alivio

Se usan las técnicas direccionales para perforar los pozos de alivio para "matar" los pozos arrancados o en descontrol.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 controllos 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.

Controlando Los Pozos Verticales

Se usan las técnicas direccionales para "enderezar los agujeros" curvos. en otrostérminos, cuando la desviación ocurre en un pozo qué se supone que es vertical, variosusan las técnicas para traer el pozo atrás a su vertical. Éste era uno de las primerasaplicaciones de perforación direccional.

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 agujerooriginal o para explorar la magnitud de la zona productora en un cierto sector de uncampo.

Locaciones Inaccesibles Se perforan a menudo los pozos direccionales porque la situación de la superficiedirectamente sobre el depósito es inaccesible, o debido a los obstáculos naturales oartificiales.Los ejemplos incluyen los depósitos bajo las ciudades, las montañas, los lagos, etc.,

Otras Aplicaciones

También se Perforan los pozos direccionales para evitar taladrar un pozo vertical através de una falla de formación inclinada que podría dañar la TR en el movimiento dedicha falla.También pueden usarse los Pozos direccionales para superar los problemas de domo desal 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 mantoacuífero pero bastante cerca de la costa, la manera más barata de aprovecharse deldepósito puede ser perforar los pozos direccionales de un equipo de la tierra en la costa.

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 losdepósitos 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 ytécnicas usadas.

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Los Pozos Multilaterales Dentro de la ciencia de perforar horizontal, el agujero perforado multilateralmente seesta convirtiendo rápidamente en una operación común. Se perforan los pozoshorizontalmente para sumar la profundidad y las perforaciones laterales para las varias

direcciones. Estos laterales permanecen esencialmente horizontales y se controla paraasegurar la exposición máxima de zona direccionalmente.

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Los Perfiles o Geometría de Pozos Direccionales

Para alcanzar las coordenadas de fondo requeridas hay varios perfiles o geometrías parautilizar según mas convenga:

1) Slant2) Tipo J “incrementa y mantiene”3) Tipo S4) El Alcance Extendido “ extended reach”5) Horizontal.

Estos perfiles pueden ser combinado también como sea necesario para alcanzar elobjetivo u objetivos

SlantPerforación especializada y equipos de perforación especiales son usados para estos

perfiles. El pozo es perforado desde superficie con una inclinación mayor que el 0º ymenor o igual a 45º . Este perfil es típicamente usado en los pozos poco profundos alintentar alcanzar un objetivo con un desplazamiento horizontal que es del 50% o másdel TVD.El modelo más común es la Estrella que ha permitido tantos como 27 pozos se taladrende una misma pera. Incrementa la economía en los recursos y la producción puede ser

bastante sustanciales.

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Tipo JÉste 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 mantienedicha 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.

Tipo SLa curva tipo S tiene una sección de construcción una para mantener y una de tumbar a0 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 deFormaciones severamente accidentadas o las formaciones molestas en un modo cercano

a la vertical

• Evita las regiones accidentales locales

El Alcance ExtendidoUna modificada o la geometría compleja, construye y sostiene típicamente unainclinación entre 60y 80 grados con un alcance que es entre 4 y 7 veces mayor que elTVD .Las situaciones más comunes para estos pozos es en el mar perforados desde una

plataforma central. Horizontal Un perfil que consiste en una sección de construccion a 90º + / - con una secciónhorizontal a través del mismo depósito o brecha productora.

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 pozosdel alcance extendido a mas de 10,000m de alcance horizontal; los pozos horizontalesmulti-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 cadaconfiguración 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 algunosde los factores considerada al planear un pozo direccional eso se discutirá más allá enuna sección más tarde:

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

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

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 utilizany la longitud de las mismas.

3.) El peso sobre la barrena también es una limitante para perforar el pozo es posibleno obtener el necesario debido a factores como son: el arrastre, diseño de laconfiguración de la herramienta, el fluido de perforación, el tipo y geometría delagujero 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 oderrumbes)

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, nuevasaplicaciones van surgiendo. Aunque el aceite y gas que se perforan continuarándominando el futuro de la industria direccional, las consideraciones medioambientales yeconómicas podrían forzar a otras industrias para considerar como alternativa las

perforaciones direccionales como tecnologías convencionales.

Terminología de Perforación Direccional Un glosario corto de los que más frecuentemente usamos, las condiciones para laPerforación Direccional están incluidos aquí y sólo se utiliza como una ayuda para el

entendimiento de la perforación direccional. Algunos del más importantes ynormalmente usados de las condiciones son:

El Objetivo (Target) El blanco u objetivo, Teóricamente, es el punto o puntos en el subsuelo hacia donde latrayectoria 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 oingeniero de la producción. Ellos definirán a menudo el limite del objetivo - es decir uncírculo con un radio especificado centrado sobre un punto en el subsuelo.

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El Desplazamiento al Objetivo

El desplazamiento al objetivo se define como la distancia horizontal desde la superficiede la locación hasta el centro del objetivo en una línea recta. Ésta también es la suma

direccional de Departure (desplazamiento al Este u Oeste) y la latitud (desplazamientoal 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.

La Profundidad Vertical Real

La Profundidad Vertical Real (TVD) es la profundidad del agujero a cualquier puntomedido en un plano vertical y normalmente es referenciado del plano horizontal delKelly bushing del equipo perforando.

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 elaumento del ángulo. La selección de los puntos de inicio de la curva depende demuchos 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 dentrode los límites. Menos problemas se enfrentan cuando el ángulo del agujero está entre30 y 55 grados. Mientras mas profundo sea el KOP , será mayor la inclinaciónnecesaria para alcanzar el objetivo o hacer severidades mas agresivas. El KOP debeestar a tal una profundidad promedio dónde el ángulo máximo para construir sería40 grados y el mínimo preferido es 15 grados.

Grado de Construcción

El cambio en la inclinación por longitud moderada perforada (típicamente en º/100 ' uº/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 através de la camisa ajustadora del motor).

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 laconstrucción 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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La Tangente

Esta sección, también llamada la Sección del Sostenimiento, es una porción recta delagujero 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 completadocon éxito a inclinaciones de 80º, exponiendo mucho más área de superficie de depósitoy alcanzando los objetivos múltiples. Sin embargo, la inclinación orienta que arriba de65 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 laactualidad pueden ser superados gracias a las diferentes tecnologías pero debe optarse

por la alternativa mas económica.

Sección de Decremento

En los agujeros del tipo S, la sección donde la inclinación del agujero se induce para eldecremento del mismo y en algunos de los casos vertical a una proporción definida unaves logrado la perforación continua hasta alcanzar la profundidad total con lecturastomadas 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 delos problemas de la producción.

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 dedistancia entre los puntos del estudio, es decir cada junta de tubería.

La Proyección Horizontal (la Vista del Plan)

En muchos programas de pozo, la proyección horizontal es simplemente una línea rectadibujada de el centro del pozo en superficie al centro del objetivo. En plataformas demulti-pozos es necesario en ocasiones iniciar el pozo en diferentes direcciones paraevitar otros pozos. Una vez librado de los demás pozos se vuelve a apuntar a suobjetivo. 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 totalescalculado por las lecturas.

La Sección vertical

La Sección Vertical de un pozo es dependiente del azimuth de interés. Este es eldesplazamiento horizontal de la trayectoria del pozo proyectado 90 º al rumbo del plandeseado.

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Etiqueta el Siguiente Diagrama.

Utiliza las Siguientes Etiquetas.

• Profundidad Vertical Real (TVD)• Tangente• La Sección Vertical

• Sección Asegurada• Sección de Construcción• Punto de Construcción

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Etiqueta la Siguiente Proyección Horizontal.

Utiliza las Siguientes Etiquetas

• Latitudes• Departure• Cierre• Sección Vertical calculado sobre la dirección propuesta• Dirección Propuesta.

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Cuadrantes

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 figurasuperior 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 vaencabezada por N o S es decir:

N # E N # WS # ES # W

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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.

Ejemplo 1Angulo en el cuadrante I

Azimuth= 60º

Este es el único cazo de 0º a 90º en que tanto en azimuth y cuadrantes la cantidad degrados pasa directo solo se le adiciona las siglas N E es decir, nuestro rumbo encuadrante seria:

N 60 º E

Ejemplo 2Angulo en cuadrante II

Azimuth= 130

Realizamos un calculo para obtener el ángulo pegado al eje de interés en este caso elSur “S”, entonces tenemos que:

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

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N

S

EW

130 º

N

S

EW

60º



Ejemplo 3Angulo en el cuadrante III

Azimuth= 210 º

En este caso en que el azimuth cae dentro de nuestro tercer cuadrante la operación paraobtener nuestro ángulo de interés seria la siguiente:

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

Ejemplo 4Angulo en el cuadrante IV

Azimuth = 330 º

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

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330 º

N

S

EW

220 º

N

S

EW



Calculación de Surveys

Para iniciar este tema iniciaremos recordando las funciones trigonométricas básicas.

Matemáticas Básicas – Asignaciones

1. Define lo Siguiente:Sin θ =

Cos θ =

Sin φ =

Cos φ =

Tan θ =

Tan φ =

A2 + B2 =

2.A = 3 and B = 4

Encuentra:C =

φ =

θ =

3.A = 1 y B = 1

Encuentra:C =

φ =

θ =

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C

B

A

θ

φ

C

B

A

θ

φ

C

B

A

θ

φ



4.C = 120 y B = 75

Encuentra:A =

φ =

θ =

5. C = 100 y φ = 65°

Encuentra:A =

Β =

θ =

6. A = 50 and θ = 50°

Encuentra:B =

C =

φ =

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

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

Calculo de Survey

Ahora con ayuda de las funciones trigonométricas arriba señaladas y de una hoja decalculo nos propondremos a calcular una estación de Survey completa.

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C

B

A

θ

φ

C

B

A

θ

φ

C

B

A

θ

φ



T4 * C oA v eA zA v eI n cC LA zn c

C h a ni nT V D

A v e r a g

eA z i m u t

h

A v e r a g e

I n c l i n a t i

o n

C o u r s eL e n g t h

A z i m u th

c l i n a t io n

u r

t h

765432

P r o p o sD i r e:r a g en g l eS u r v e yC a l c u l a t i o nS h e e t

T4 * C oA v e

A zA v eI n cC LA zn c

C h a ni nT V D

A v e r a g

eA z i m u t

h

A v e r a g e

I n c l i n a t i

o n

C o u r s eL e n g t h

A z i m u th

c l i n a t io n

u r

t h

765432

P r o p o sD i r e:r a g en g l eS u r v e yC a l c u l a t i o nS h e e t

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Paso # 4Calcula la longitud de curso de la estación, esta se logra restando la profundidad a laque estuvo la barrena la conexión anterior a la profundidad actual a la que se encuentrala barrena, esto es.1218.50 – 1209 = 9.5

Paso # 5Calcula la inclinación promedio entre ambas estaciones, esto se obtiene sumando lasinclinaciones de ambas y dividiéndolas entre 2.(78.6 + 72.09 )/2 = 75.34

Paso # 6Calcula el azimuth promedio entre ambas estacones, sumando los dos azimuth ydividiéndolas entre 2.(96.03 + 96.33) / 2 = 96.18

Paso # 7Calculo para el incremento en TVD, este se obtiene partiendo de que tenemos nuestrosección de profundidad perforada y debe ser llevada al plano vertical utilizando lainclinación promedio obtenida como ángulo.

ΔTVD = 9.5 Cos 75.34= 2.40

Paso # 8Calcula la profundidad Vertical a esa profundidad perforada sumando a la profundidadvertical de la estación pasada el incremento obtenido en el paso anterior.

TVD = 1175.12 + 2.40 = 1177.40

Paso # 9Calcular la cantidad desplazada en esta estación, para esto utilizaremos funcionestrigonométricas 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

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9.5ΔTVD

75.34

9.52.40 75.34

Desp.



Paso # 10Una ves que conocemos nuestro desplazamiento ahora haremos cálculos en el planohorizontal para conocer el movimiento generado a través de coordenadas, primerocalcularemos el cambio o incremento en Latitud utilizando nuestro azimuth promedioentre estaciones y la distancia desplazada calculada en el paso anterior.

Para obtener el cambio en latitud utilizamos valores trigonometricos complementariosesto es:

Utilizando los datos calculados de la figura de arriba calcularemos el cambio en Latitudes decir. Movimiento en el eje N-S.

A= Δ Latitud = 9.19 Cos 83.82 = .99 m

Paso # 11Calcular 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

Paso # 12Calculo 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

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B

A

83.82º

9.19 m

96.18º

9.19 m

96.18º



Paso # 13Calculo 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 # 14Calculo de la dirección del cierre. Utilizando nuestras coordenadas obtenidas en los

pasos 11 y 13 calcularemos nuestra dirección de cierre

Tan ß = 102.29 / -6.94ß = 86.11º

Por lo tanto la dirección del cierre es:

ө = 86.11º- 180º = 93.89º

Paso # 15Utilizando el teorema de Pitágoras obtendremos el valor del Cierre

A² + B² = C²

C = √ A² + B²

C = √ (-6.94) ² + (102.29) ² = 102.53

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ө

ß C

102.29

- 6.94



Paso # 16Calculo de la sección vertical, en este paso necesitamos utilizar la dirección del cierre yla magnitud del cierre calculados en los pasos 14 y 15 para que sean proyectados haciael rumbo del programa que en este caso es 88º

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

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5.89º

88º

93.89 º

102.53



LOS MÉTODOS DE DESVIAR UN POZO

Hay varios métodos de desviar un pozo. Desviando nosotros queremos decir cambiandola 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 Cuchara4. Motores de Fondo - más común

Las sartas estabilizadas son el método mas barato para desviar un pozo y debe usarsesiempre que sea posible. Desgraciadamente, la respuesta exacta de estas sartas es muydifícil predecir y los cambios izquierdo o el paso a la derecha es casi imposible decontrolar. Cuando la exactitud del curso es necesario normalmente el último método quese utiliza.

ENSAMBLE DE FONDO

Antes de la invención del (MWD) las herramientas y de los motores, las sartasestabilizadas fueron (BHA) fueron utilizadas para desviar el agujero. Un ensamble defondo es conformado por barrena, el estabilizador, escariadores, Drill Collars, subs yherramientas especiales. Algo mas sencillo que se corre en el agujero para perforar, laconforma una barrena, Drill Collars y tuberías de perforación y es a menudo la masusada. El uso de este ensamble limita la perforación direccional y normalmente esutilizado 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 losefectos que genera estas herramientas. La tendencia de desviación es el resultado de ladeflexión 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 esfectosobre la desviación. Cuando el peso se aplica a la barrena, el drill collar se flexionará yel 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 noestá en la dirección del eje del agujero pero está en la dirección del drill collar. Cuando

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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.

Figura 4-1 Efecto de peso sobre la barrena

Bajo las condiciones dinámicas, el relativo lado-cortante de la barrena y estabilizadoresse complica el calculo de la tendencia a la que se desvia. La relación entre la barrena yestabilizador 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 tipode diseño de sarta.

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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

Ensambles para construcción

El ensamble de construcción utiliza un estabilizador como fulcro o palanca y coaccionafuerzas laterales sobre la barrena. La magnitud de esa fuerza es una función deldistancie del momento al punto de acción. Un aumento en el peso en la barrenaincrementa la flexión del Drill Collar e incrementara el grado de construcción.

Figura: Ensamble de Construcción.

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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 60pies del momento o palanca. El estabilizador produce un efecto delpéndulo; de ahí su nombre. El propósito del estabilizador es prevenirdrill collar se recargue sobre alguna de las pared y cause un punto dela tangencia en la barrena y estabilizador.

Figura: Ensamble de Decrementar.

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Ensambles para Mantener

Mantener la inclinación en un agujero es mucho más difícil queconstruirlo o dejarlo caer. La mayoría las configuraciones deensambles tienen tendencias a construir o tumbar. Así como tambiénla mayor parte de las secciones rectas de los pozos tiene tendenciasa construir o tumbar. A continuación se muestran las configuracionesmas comunes para las sarta que mantienen una inclinación.

Figura: Ensamble de Mantener.

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DEFLECCION POR TOBERA

El método de desviación de un pozo por medio de Tobera (JETTING) era el métodomas 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 lahabilidad de otras herramientas de perforación direccional limitan su uso.Una formación conveniente para toberear debe seleccionarse cuidadosamente. Debehaber 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 paraerosionar la formación y así desviar el agujero mientras los dos conos proporcionan elmecanismo para perforar. Otras barrenas de desviación de tri-cono están disponiblescon una tobera fluida agrandada para el mismo efecto. Esto permite bombear unacantidad mayor de fluido a través de la tobera durante la operación del la erosión através de la barrena.

Desviar usando bien el método tobera, La sarta se baja al fondo del agujero, y la toberade 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 dela tobera grande representa la cara de la herramienta y se orienta en la direccióndeseada. El máximo gasto de la circulación se usa mientras chorreando (jetting). Lavelocidad 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 aaproximadamente 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 delestabilizador 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. Ladesviación 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 laoperación.

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WHIPSTOCK “CUCHARA”

La cuchara para abrir-agujero recuperable es una herramienta de perforación direccionalvieja que es raramente usada en las desviaciones para abrir-agujero hoy. La cuchara sefija a un BHA flexible que incluye una pequeña barrena. Un BHA típico sería comosigue:

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 laherramienta se saca ligeramente fuera de-fondo y la cara cóncava de la cuchara esorientada en la dirección deseada. La herramienta se orienta entonces en la dirección yes 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 serecupera 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 perforaciónnormal.

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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 opcionesno 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 ladesviación debido a su rendimiento del torque bajo. La rotación de un turbodrill sederiva del la interacción del fluido de perforación y las fases múltiples de las aletas de laturbina. El rpm se relaciona directamente a la velocidad del flujo y torque. Unadesventaja del turbodrill es que la eficacia es más baja que el motor del desplazamiento

positivo.Por consiguiente, requiere más caballos de fuerza en la superficie. Muchos equipos notienen suficientes caballos de fuerza hidráulica para ejecutar un turbodrill. Lashidráulicas siempre deben ser verificada prioritariamente para ejecutar un turbodrill. ElPrincipio del motor de fondo actual aventaja al turbodrill. Esta herramienta haencontrado una gran aplicación en la perforación direccional e incluso en el agujerovertical. El plan básico y componentes de un motor del desplazamiento positivo serándiscutido en la siguiente sección

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LOS MOTORES DE FONDO

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 lasiguiente figura y el diseño de la herramienta son totalmente diferentes. Las turbinasfueron muy utilizadas hace algunos años pero últimamente el PDM es el mecanismo de

batalla principal para taladrar un pozo direccional.

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Figura. Tipos de Motores.

La Selección de motor

Cuatro configuraciones de motores de fondo proporcionan un ancho rango develocidades de la barrena y de rendimientos del torque requerido, satisfaciendo unamultitud de aplicaciones para perforar.Éstas las configuraciones incluyen: La Velocidad Alta / Torque Bajo

La Velocidad Media / Torque Medio

La Velocidad Baja / Torque Alto

La Velocidad Baja / Torque Alto - el Vestido Redujo.

El motor de alta velocidad utiliza una configuración 1:2 lóbulo para producir altasvelocidades y los rendimientos del torque bajos. Ellos son las opciones populares al

perforar con una barrena de diamante, un barrena triconica perforando en formacionessuaves y en aplicaciones direccionales donde están usándose las orientaciones del tirosencillo “single shot”.

El motor de velocidad media utiliza una configuración 4:5 lóbulo la cual genera unavelocidad media y una eficiencia media de torque. Ellos normalmente se usan en los

pozos direccionales y horizontales más convencionales, con barrena de diamante y enaplicaciones cortando núcleos, así como para desviar.

El motor de baja velocidad utiliza una configuración de 7:8 lóbulo para producir lasvelocidades bajas y los rendimientos de torque altos. Ellos se usan en pozos

direccionales y horizontales, formaciones con media a alta dureza y Barrenas PDC para perforar.

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Estos motores pueden ser modificados también para ampliar la gama de utilizacióncomo por ejemplo

El dispositivo de reductor de velocidad por engranaje “gear reduced” en conjunto con

un motor 1:2 lóbulo sección de poder de alta velocidad. Este sistema reduce lavelocidad del rendimiento del 1:2 por un factor de tres, y aumenta el torque delrendimiento por un el factor de tres. El resultado es un motor con los rendimientos de laactuación similares a uno de velocidad baja, pero con algunos beneficios significantes.El 1:2 lóbulos es más eficaz en convertir el poder hidráulico al poder mecánico que unode multi-lóbulo y también mantiene la velocidad de la barrena consistente cuando el

peso es aplicado. Este motor puede usarse en los pozos direccionales y horizontales,Formaciones duras y utilizaciones de barrenas PDC.

Algunas otras selecciones de motor también están disponibles incluso un tándem ymotores modificados el motor. Estas variaciones se describen debajo.

Motor Tándem – Es un motor de dos secciones de poder unidas para una mayor capacidad de torque.

Motor Modificado - La sección de valeros ha sido modificado para proporcionar características de perforación (ie. Cambiar la distancia de la barrena a la sección deflexion, etc.).

Los componentes

Todos taladrando los motores consisten en cinco asambleas mayores:

1. Ensamble de drenar “Dump Sub”2. Sección de Poder 3. Ensamble de transmisión4. Ensamble de Ajuste5. Valeros sellados o lubricados por lodo

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 ydrena cuando viaja hacia afuera del agujero.Cuando las bombas están encendidas, la válvula cierra automáticamente y dirige todo elflujo a través del motor.En caso de que no sea necesaria por perforar con gas o aire como en el caso de BajoBalance se le colocarían a este ensamble plugs o tapones ciegos en los orificios dedrenaje esto permite ajustar el motor según las necesidades.

La Sección de Poder

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La sección de poder del motor de fondo es la parte que convierte el desplazamientohidráulico proporcionado por la bomba en el poder mecánico para mover la barrena.La sección de poder se comprende de dos componentes; el stator y el rotor. El stator consiste en un tubo de acero que contiene en el centro un tubo helicoidal de hule o gomaespecial el cual tiene una figura lobular a través del centro. El rotor es una pieza de

acero helicoidal con figura lobular y va dentro del estator. Cuando el rotor se instala en el stator, la combinación de las formas helicoidales, y laconfiguración de los lóbulos sella las cavidades entre los dos componentes. Al pasar elfluido forzado a través de la sección de poder, la presión generada en las cavidadescausa que el rotor gire dentro del estator. Así es como el motor es accionado.

Es el modelo de los lóbulos y la longitud de la hélice darán las características adesarrollar por la sección de poder. Por la naturaleza del diseño, el stator siempre tieneun más lóbulos que el rotor. Las ilustraciones en Figura de abajo muestra un 1:2 lóbulo,un 4:5 lóbulo y un 7:8 lóbulo. Generalmente, cuando la proporción del lóbulo se

aumenta, la velocidad de rotación disminuye.

Ensamble de Transmisión

Debido a la naturaleza de la sección de poder, hay una rotación excéntrica del rotor dentro del stator. Este ensamble convierte este movimiento a una rotacióncompletamente concéntrica mediante una articulación o junta de paso diseñada parasoportar altos valores de torque generada por la sección de poder

Ensamble de Ajuste La mayoría de los motores actuales están diseñados con piezas de flexión ajustable,

puede ponerse del cero a tres grados en los incrementos variantes en el equipo de perforación, según sea necesario usar en direccional, horizontal y pozos del re-entrada.También, para minimizar el desgaste a los componentes ajustables, normalmente se

colocan las almohadillas de desgaste sobre y debajo de la curvatura ajustable.

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Sección de Valeros Sellados o Lubricados por Lodo Esta sección esta compuesta por balines y cojinetes los cuales transmiten las cargasaxiales 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 suuso mínimo, como no es lubricado por lodo el 100 % del flujo va hacia la barrena ymaximiza la eficiencia de la hidráulica incrementando asi la limpieza del agujero, elrango de penetración y alarga la vida de la barrena.

Con los valeros lubricados por lodo normalmente se desvían 4% a 10% del flujo dellodo, esto para enfriar y lubricar los valeros.

En la siguiente figura mostraremos los ensambles arriba mencionados:

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IDENTIFICACION DE MOTORES COMMANDER

Existe una nomenclatura para la identificación del funcionamiento de los motorescommander basado en un código alfanumérico como se muestra en la parte de abajo

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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 sufuncionamiento

A: Air Drilling Motor “Motor para perforar con aire” B: Modified Bearing Section “Seccion de Valeros Modificados”

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

Los 2 últimos números señalan la el numero de estaciones a lo largo de la sección de poder, es decir: 2.8 estaciones

A continuación mostraremos algunas cartas tal como se muestran en el manual

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Calculo para Diseño de un PozoCalculo manual para el diseño de un pozo de curva constante, utilizando ecuaciones

simples de campo.Partiremos del conocimiento de las siguientes ecuaciones en combinación con funcionestrigonométricas :

Severidad = 1718.873/ Radio de Curvatura

ΔTVD = Rc * ( Sen I2 – Sen I1 )

Δ VS = Rc * ( Cos I1 – Cos I2 )

Δ MD = 2 * ∏ * Rc (( I2 – I1)/ 360)

Ejemplo 1

Si tenemos los siguientes datos:

Inicio de KOP = 620 mInc. Máxima = 57.98ºTVD Final = 1800Severidad máxima = 2.5

Calcular:Profundidad desarrollada finalDesplazamiento al final de la curvaTVD al final de la curva.Desplazamiento al final del pozo

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ΔMD2

ΔMD1

57.98º

1800 m

ΔVS1

620 m

ΔTVD1

ΔTVD2

Δ VS 2



Severidad = 1718.873/ Radio de Curvatura “ Rc”

2.5 = 1718.873/ Rc

Rc = 1718.873 / 2.5 = 687.55

ΔTVD1 = Rc * ( Sen I2 – Sen I1 )ΔTVD1= 687.55 * ( Sen 57.98 – Sen 0)

= 582.95 m

Δ VS 1 = Rc * ( Cos I1 – Cos I2 )Δ VS 1 = 687.55 * ( Cos 0 – Cos 57.98)

= 323 m

Δ MD 1 = 2 * ∏ * Rc (( I2 – I1)/ 360)Δ MD 1 = 2 * 3.1416 * 687.55 * ( 57.98/360 )

= 695.76 m

ΔTVD2 = 1800 – (620 + 582.95)= 597.05 m

Tang. 57.98 = Δ VS 2 / 597.05Δ VS 2 = 597.05 Tang. 57.98ºΔ VS 2 = 954.74 m

Δ MD 2 = √ y² + x²= √ ( 954.74²) + ( 597.05²)= 1126.05 m

VS TOTAL = 323.00 + 954.74 = 1277.74 m

MD TOTAL = 620 + 695.76 + 1126.05 = 2437.81 m

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Lecturas de Single Shot

En este espacio hablaremos de la interpretación de las lecturas obtenidas comúnmente

llamadas fotos del single shot.En el single shot existen varios tipos de compases o brújulas que se imprimen en la película insertada en el mismo, a continuación mostraremos algunos tipos

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Ahora explicaremos con algunos ejemplos como se interpretan estos:

Comenzaremos con la inclinación, esta es indicada por la intersección de las líneasdentro del circulo pequeño, esta cruz intercepta uno de los círculos concéntricosimpresos en la película en este caso se utilizo un compás de 0 a 5º y la cruz nos indica

que el pozo tiene una inclinación de 3.5º

Para obtener el rumbo del pozo necesitamos trazar una línea que va desde el centro de la película atravesando por el centro de la cruz hasta la circunferencia de la película dondenos indica el rumbo en forma de cuadrante en este caso la línea trazada apunta hacia elS 80º E.

La otra línea expresa la orientación de lacara de la herramienta es usada para orientar lasherramientas de deflexión

En la siguiente toma se utilizo un compas de 0 a 12º y se lee de la misma manera que el

anterior.

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Esta línea determina la orientación delacara de la herramienta es usada paraorientar las herramientas de deflexión



De la misma manera obtenemos los datos:Inclinación: 9º

Rumbo: S 35º ECara de la Herramienta: N 45º W

Utilizando un compás de 0 a 20º tenemos que:

Inclinación: 15ºRumbo: N 40º ECara de la Hta.: S 82.5º WAquí tenemos otro tipo de compás que realiza impresiones de diferente forma pero quearroja los mismos datos.

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Cara de herramientaS 55º W

Angulo Medido38.75º

Rumbo MedidoS 85.75º W



Sección de Ejercicios

1

r sin φ =

r cos φ =

Sqrt (x2 + y2) =

r y φ son ___________ coordinas.

x & y Son ____ ______ coordinadas.

Si tu tienes x & y, como encuentras r & φ ?

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:




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φr r

y

xr



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

33 º60 º345 º

237 º138 º360 º270 º110 º180 º90.2 º

N32.5WS57E

N87 E

S55W N73.4WS1.05W

N0.5W

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4 Calcula las siguientes estaciones:

C h ai n

T V

A v e r a

e

A z i m u

h

A v e r a g e

I n c l i n a t io n

C o u r s e

L e n g t h

A z i m u t

h

n c l i n a t i

o n

a s u r e

p t h

765432

P r o p oD i r:e r a g en g l eS u r v e yC a l c u l a t i oS h e e t

C h ai n

T V

A v e r a

e

A z i m u

h

A v e r a g e

I n c l i n a t io n

C o u r s e

L e n g t h

A z i m u t

h

n c l i n a t i

o n

a s u r e

p t h

765432

P r o p oD i r:e r a g en g l eS u r v e yC a l c u l a t i oS h e e t

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Documents

_Manual Perfo. Direc