PERFORACION DE POZOS DIRECCIONALES

PRESENTADO POR:

Laura Hernández Forero (2113567)

PRESENTADO A :

Geo. Juan David Badillo Requena

GEOLOGÍA ESTRUCTURAL Y DEL PETRÓLEO

ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

FACULTAD DE INGERNIERÍAS FISICOQUÍMICAS

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

SEPTIEMBRE 2 /2015

PERFORACIÓN EN POZOS DIRECCIONALES

Un pozo direccional o desviado es definido como un pozo perforado a cualquier

ángulo perforado a un ángulo menor a 90° desde la vertical. Estos se desvían

intencionalmente para cumplir con la prognosis geológica propuesta, sin embargo

algunos pozos son desviados debido a la rotación de la broca o por la tendencia

de desviación natural. Se han aplicado técnicas para controlar dicha desviación,

éstas han sido usadas desde 1920 en la costa pacífica de Estados Unidos:

Nuestro principal interés en direccionar un pozo es porque buscamos encontrar la

trayectoria más óptima de forma que no nos cause problemas y ubiquemos el

“target point”. En Geología el interés se centra alrededor de sus aplicaciones para

mapear superficies.

TERMINOLOGÍA GENERAL:

KOP: kick-off-point. Profundidad de la dsviación inicial desde la vertical

como una medida de profundidad.

Build rate: build angle: Es la tasa a la que el ángulo cambia durante la

desviación, se expresa en grados/100 pies perforados.

RAMP ANGLE: ángulo del hueco : ángulo dese la vertical que mantiene el

pozo

BHL: Bottom Hole Location: Coordenada vertical y horizontal al punto de

la profundidad total usualmente medido desde un lugar en la superficie.

DROP RATE: Rata a la que el ángulo cambia en grados/100 pies. Medido

en pozos con forma de “S”

VERTICAL POINT: La profundidad a la ual el pozo regresa a la medida

vertical como measured depth, MD o true vertical depth, TVD

APLICACIÓN DE LA PERFORACIÓN EN POZOS DIRRECCIONALES

Hay un sinnúmero de razones para perforar un pozo direccional. Algunas de ellas

son:

Perforación de pozos offshore desde

una única plataforma para proporcionar

economía en producción y facilidades

Múltiples pozos offshore desde islas

artificiales (Caso Chipirón, Arauca)

En onshore los pozos son

comúnmente desviados debido a la

inaccesibilidad en la locación en la

superficie

Aplicación de seguridad es un pozo de

alivio o pozo para matar cando ocurre

un blown out o reventón

Construcciones, ciudades, ríos y

montañas son obstrucción en la

superficie y se requiere perforar un

pozo desviado

Trampas estratigráficas, control de

fallas.

TIPOS COMUNES DE LA PERFORACIÓN DE POZOS DESVIADOS

Existen varios tipos de factores que influyen en el direccionamiento de pos los

cuales podemos clasificar en dos grandes grupos.

Los pozos en forma de L : son perforados verticalmente hasta cierta profundidad

y luego son desviados a un determinado ángulo el cal usualmente es mantenido

constante hasta laa profundiad total del pozo

Pozos de forma de S : El pozo empieza como un pozo vertical y se construyen a

un determinado ángulo mantiendo el ángulo a una profundidad diseñada y

entonces el ángulo es disminuido nuevamente frecuentemente regresando al

vertical

PLAN DE UN POZO DIRECCIONAL

Para realizar la planeación de un pozo direccional entran una gran cantidad de

datos que son necesarios analizar para su óptimo diseño. Los más importantes

que se debe tener en cuenta:

Profundidad desde la superficie al “target point”

Diámetro del target

Kick-off-point

Build rate

Localización de la plataforma

Diámetro del hueco

Profundidad total del pozo

Normalmente los pozos desviados son perforados con un ángulo de 2°/100 pies.

HERRAMIENTAS DIRECCIONALES USADAS PARA MEDICIONES

Es necesario conocer la definición de survey para poder hablar sobre estas

herramientas, para esto se tomará el significado del diccionario de Schlumberger.

Survey: Un conjunto de datos medidos y registrados con referencia a un área

particular de la superficie de la Tierra, como un estudio sísmico.

Las herramientas que son usadas para realizar el direccionamiento de los pozos

son dos:

Survey magnético: Es un término genérico usado para describir varios

métodos de survey que usan un compás magnético para la dirección y

entonces pueden ser corridos dentro de un drill collar no magnético para

anular los efectos

Survey No Magnético: Algunas veces se refiere a un indicador de drift. Es

usualmente corrido en un pozo vertical o casi vertical donde la información

de la formación no se requiere. Esta herramienta normalmente consiste de

un cascarón o un barril, un indicador de movimiento, un temporizador , un

punzador y un disco de papel impreso. La unidad es corrida con un wire-line

o bajada con una broca. Cuando el sensor de movimiento determina que la

herramienta no baja más el temporizador es activado y el

Punzador se deja caer libremente y punza un hueco en el disco del papel

que es marcado en grados el pozo punzado indica que el pozo en un

ángulo de inclinación de “X” grados.

EJERCICIO PROPUESTO

La Escuela de Ingeniería de Petróleos está licitando para realizar un pozo infill en el Campo escuela Colorado el cual tiene como fin reducir el espaciamiento y aumentar la producción. Del crudo de sabe que posee una gravedad API de 22 y un índice de productividad (J=0,4). Se le ha pedido a los alumnos que cursan la materia Geología Estructural que diseñen la trayectoria óptima del pozo de forma que la escuela obtenga la mayor rentabilidad posible, esto se hace obteniendo el mayor índice de producción (caudal máximo). Para las posibles inclinaciones se tiene una MD.

Realizamos los cálculos respectivos.

Cálculo de la gravedad específica del crudo conocido el API

Obtenemos la densidad del crudo a partir de la gravedad específica

calculada.

𝐴𝑃𝐼 = 141,5

𝐺𝐸− 131,5 𝐺𝐸 =

141,5

131,5 + 𝐴𝑃𝐼

𝐺𝐸 = 141,5

131,5 + 22= 0,92 GE=

𝜌𝑂

62,4

Teniendo los posibles ángulos, las MD respectivas para cada uno de ellos,

la densidad, calculamos la True Vertical Depth (TVD) con la fórmula con

ayuda de la MD y los diferentes ángulos de inclinación.

Calculamos la Presión del yacimiento (Py) con la fórmula

0,052*densidad*altura.

Calculamos el caudal máximo esperado en cada caso como función del

índice de productividad J=0,4 ((Py-Pwf) donde Presión de fonfo de pozo

(Pwf=0), donde vamos a obtener el mayor caudal.

Graficamos entonces Py Vs Q para obtener los puntos en cada caso que

nos ayudarán a seleccionar cuál de los ángulos es el más óptimo.

𝜌𝑂 = 0,92 ∗ 62,4 = 57,4 𝑙𝑏𝑚

𝑓𝑡3

De aquí podemos concluir que el mejor ángulo para obtener la mayor rentabilidad para la EIP sería perforando con un ángulo de 70°

0

20

40

60

80

100

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

CURVA SCREENING Q Vs ANGULO

CONCLUSIONES

Necesarios para la perforación de estructuras complejas

Más costosos que los pozos no desviados, mayor tecnología

El ángulo de inclinación es clave para la estabilidad del pozo.

BIBLIOGRAFÍA

TEARPOCK, Daniel & Bischke, Richard. Applied Subsurface Geological

Mapping With Structural Methods. 2 Ed. Laurence G. Walker, editor. New

Jersey.

BUCHANAN. Andrew & Finn, Carol A. Geomagnetic Referencing – The

Real Time Compass for Directional Drillers. Denver, Colorado, USA. Paper

Schlumberger.