REGISTRO DE DETECCION HIDROCARBUROS
1
El Registro de deteccin de Hidrocarburos es una tcnica que se
aplica, prcticamente, en toda la industria petrolera a nivel
mundial utilizndose durante la perforacin de pozos petroleros,
principalmente de carcter exploratorio. En Mxico, se tienen datos
de su inicio de utilizacin a finales de la dcada de los
cuarenta.2
El Registro de Hidrocarburos proporciona evidencia fsica del
contenido de estos, en la formacin en el momento que se est
perforando y se establece sobre una base contina durante la
perforacin del pozo. El principio del mtodo se basa en que los
dientes de la barrena resquebrajan la formacin en pequeos cortes
dejando en libertad parte de los hidrocarburos contenidos en las
formaciones porosas y permeables. La porcin de los hidrocarburos
liberada, ya sean lquidos o gaseosos, es transportada a la
superficie por medio del lodo de perforacin, en tiempo de atraso
donde son detectados por el equipo que constituye una unidad
detectora de hidrocarburos.3
Unidad de registro detectora de hidrocarburos
4
La informacin que proporciona el Registro de Hidrocarburos solo
tiene un valor cualitativo, ya que los resultados obtenidos estn
sujetos a la intervencin de varios factores que influyen en
magnitud a las manifestaciones de gas y/o aceite. Algunos de estos
factores son:
Desgaste de la barrena El volumen de lodo empleado
intervalo Invasin del lodo y filtrado del mismo Influencia de la
columna hidrosttica en la magnitud de la manifestacin Variacin en
las lecturas causadas por derrumbe
para perforar el
5
Con esta tcnica, mediante la utilizacin de una unidad detectora
de hidrocarburos la cual est presurizada, computarizada e instalada
junto al equipo de perforacin cerca del rea de las temblorinas, es
posible obtener, a partir del lodo de perforacin y de los cortes de
roca recuperados as como, del mismo proceso de perforacin, la
siguiente informacin:
Gas total contenido en el lodo y su cromatografa Deteccin de gas
y/o aceite contenido en los cortes Deteccin de presencia de gas
sulfhdrico Variaciones en la velocidad de penetracin Decremento o
incremento del volumen de lodo en las presas6
Recuperacin de la muestra
La muestra se toma al tiempo de atraso aproximadamente a la
mitad del metro que va a ser analizado. Esta se toma en la
temblorina del equipo, en un recipiente metlico. La muestra se
lavar con diesel cuando se est perforando con lodo de emulsin
inversa y con agua cuando se est perforando con lodo base agua.
7
Registro de deteccin Hidrocarburos
8
Registro de Exponente D
9
Unidad de Registro de Hidrocarburos
Unidad detectora de hidrocarburos en una plataforma marina
10
Detector de CO2
Cromatgrafo convencional Cromatgrafo FID
Detector de gas
Detector de H2S
La unidad cuenta con sistemas modulares de monitoreo
11
GAS TOTAL EN LODO Y CROMATROGRAFIA
Este parmetro se obtiene en forma continua durante la perforacin
y representa el cmulo de los diferentes tipos de gas que se
incorporan al lodo. Es importante conocer esta informacin ya que
permite identificar intervalos con impregnacin de hidrocarburos y,
a la vez, prever posibles situaciones de descontrol en al pozo.
Mediante la cromatografa se realiza un diagnstico cualitativo y
cuantitativo del gas extrado del lodo de perforacin, proporcionando
un anlisis detallado de todos sus componentes (metano, etano,
propano, etc.). La deteccin de este gas se realiza en forma
continua obtenindose una evaluacin inmediata de su potencial de
hidrocarburos.12
DETECCION DE GAS Y/O ACEITE CONTENIDO EN CORTES
Mediante este anlisis, es posible identificar el aceite
contenido dentro del espacio poroso de los cortes de roca o ncleos
y que por razones de densidad del fluido de perforacin o baja
permeabilidad de la roca no se haya manifestado en la lectura de
gas en el lodo. Lo anterior se logra mediante la trituracin de la
muestra liberndose el gas contenido en la misma. Este parmetro es
importante ya que auxilia en la determinacin de cuerpos
potencialmente explotables mediante tcnicas de fracturamiento.
13
Indicios de hidrocarburos El reconocimiento y la evaluacin de
los hidrocarburos presentes en las muestras de canal es otra de las
responsabilidades mas importantes del gelogo. Debe estar
familiarizado con los diferentes mtodos de prueba y deteccin de
hidrocarburos y debe emplearlos frecuentemente durante el anlisis y
descripcin habitual de las muestras. Los recortes con Buena
porosidad siempre deben probarse para determinar la presencia de
hidrocarburos.
14
Anlisis de la muestra Fluorescencia: se entiende por
fluorescencia la particular luminiscencia que presenta ciertas
sustancias que al ser afectadas por la luz ultravioleta, emiten
radiaciones de longitud de onda mayor, comprendida en el espectro
visible. La fluorescencia se determina colocando una muestra que se
sospeche tenga aceite, dentro de un fluoroscopio
Procedimiento: Se coloca la muestra en una porcelana y se le
agregan 2 gotas de acetona, posteriormente se mete la porcelana
dentro del fluoroscopio15
Los solventes mas comunes son el benceno, el ter y la acetona.
Estos reactivos dan resultados satisfactorios. El color de la
fluorescencia de los aceites crudos va desde el caf a travs del
verde, dorado, azul, amarillo, hasta el blanco. El aceite mas
pesado tiene una fluorescencia ms oscura. Aceites pesados (asfalto
y residual) no tienen fluorescencia residual, pero su fluorescencia
de separacin es caf claro a muy oscuro por la accin de disolucin en
el solvente.
16
DETECCION DE GAS Y/O ACEITE CONTENIDO EN CORTES
Asimismo, en los cortes y ncleos se analiza la fluorescencia la
cual se determina mediante la longitud de onda del espectro ptico
de los hidrocarburos observada al fluoroscopio y permite reconocer
la presencia y tipo de hidrocarburos de acuerdo con el color del
corte e intensidad del mismo as como, una cuantificacin inicial del
porcentaje de hidrocarburos en relacin a la muestra. A la vez, en
las rocas carbonatadas, mediante anlisis qumico se evala la
solubilidad o sea el porciento de carbonato de calcio presente en
las rocas, con el fin de clasificarlas en cuanto al contenido de
arcillas presentes, lo que permite tener antecedentes para
programas posteriores de estimulacin17
Anlisis de la muestra Solubilidad: Es el porcentaje de CaCo3 de
la muestra, es decir a mayor valor de solubilidad, ms pura la roca
en CaCo3. Procedimiento: Se determinara la solubilidad con la ayuda
de un calcmetro previamente calibrado. Calibracin: Se coloca un
gramo de CaCo3 dentro del vaso del calcmetro, se miden 10 ml de HCL
(10%) en una probeta, este se coloca dentro de un recipiente mas
pequeo y se introduce dentro del vaso del calcmetro. 18
Posteriormente se cierra hermticamente sin desbordar el HCl; se
ajusta el tornillo del manmetro en posicin de cerrado, se agita el
calcmetro con movimientos circulares, se notar un incremento en la
lectura del manmetro esa lectura estar en psi, siendo esta su 100%
de Caco3.
19
Para determinar la solubilidad de la muestra: Procedimiento: Se
coloca un gramo de muestra dentro del vaso del calcmetro
previamente seca y molida en el mortero, se miden 10 ml de HCL
(10%) en una probeta, este se coloca dentro del recipiente pequeo,
y se introduce dentro del vaso del calcmetro. Posteriormente se
cierra hermticamente sin desbordar el HCl; se ajusta el tornillo de
manmetro en posicin de cerrado, se agita el calcmetro con
movimientos circulares, se notar un incremento en la lectura del
manmetro, esa lectura es la que se tomar en cuenta.20
Para determinar la solubilidad de la muestra: Supongamos que el
100% de solubilidad con Caco3 nos dio 21 psi y la muestra arrojo un
resultado de 11 psi. Simplemente efectuamos una regla de 3 es
decir:
Si
21 100% 11 X X= 52.38% de solubilidad
21
Tabla de solubilidad:
22
DETECCION DE PRESENCIA DE GAS SULFHIDRICO La presencia de gas
sulfhdrico en el gas total provoca que este se manifieste como si
fuera un hidrocarburo ya que, a 400C, se inicia la disociacin de
sus componentes. Al separarse el azufre, este se adhiere al
filamento del detector volvindolo insensible. Su deteccin es de
gran importancia por ser un gas letal para el ser humano y, adems,
su alto grado de corrosin afecta considerablemente la tubera y
herramientas de perforacin. La unidad registradora de hidrocarburos
est equipada con alarmas sonoras y visibles calibradas a una
variacin de 10 ppm.23
DETECCIN DE H2S DETECCION DE PRESENCIA DE GAS SULFHIDRICO
Existen 4 sensores detectores de H2S, los cuales estn ubicados En
lugares estratgicos que son: 1.- Unidad de registro de
hidrocarburos 2.- Piso de perforacin 3.- Temblorina de salida de
lodo 4.- Presa de succin. Existen 2 alarmas de H2S, de las cuales
una es audible y visual y la otra solamente visual. Estn calibradas
para activarse en el rango mnimo de 10 ppm alarma en color mbar y
20 ppm alarma en color rojo y audible simultneamente a peticin del
cliente. En lugares estratgicos que son: 1.- Piso de perforacin 2.-
Presa de succin.24
DETECCIN DE H2S DETECCION DE PRESENCIA DE GAS SULFHIDRICO
25
DETECCIN DE H2S DETECCION DE PRESENCIA DE GAS SULFHIDRICO
26
DETECCIN DE H2S
SENSOR H2S
DETECTOR DE H2S27
VARIACIONES EN LA VELOCIDAD DE PENETRACION
La velocidad de penetracin se define como el tiempo en minutos
que tarda la barrena en perforar un metro y se reporta en
minutos/metro o en metro/hora. Llevar un control continuo de la
velocidad de penetracin es de gran importancia puesto que, al
perforarse una secuencia litolgica con las mismas condiciones de
perforacin, la variacin en la velocidad de penetracin es indicativa
de un cambio de porosidad y/o de la litologa penetrada. Determinar
con oportunidad una variacin en la velocidad de penetracin permite,
en su momento, tomar las precauciones necesarias ante la
posibilidad de un reventn (Blow out) o de una perdida de
fluido.28
VARIACIONES EN LA VELOCIDAD DE PENETRACION
Siendo la velocidad de penetracin una variable que depende tanto
de las condiciones de operacin como de las del subsuelo, se ve
afectada por diferentes causas, entre las cuales estn: Condiciones
de perforacin:
Condiciones del subsuelo:
Dimetro de la barrena Peso aplicado a la barrena Velocidad de
rotacin Condiciones del lodo Limpieza del fondo del agujero Tipo de
barrena Presin diferencial
Porosidad de la roca Dureza de la formacin Profundidad Presin de
la formacin
29
VARIACIONES EN LA VELOCIDAD DE PENETRACION
Asimismo, la velocidad de penetracin decrecer a mayor
profundidad por las siguientes causas:
Las
Debido al peso del lodo de perforacin que esmayor conforme se
profundiza el agujero.
formaciones se hacen mas consolidadas por la influencia de la
presin de sobrecarga, aumento en la temperatura de la formacin y
prdida de fluidos contenidos en los poros por el proceso de
compactacin.
30
VARIACIONES EN LA VELOCIDAD DE PENETRACION
La curva de velocidad de penetracin es la curva maestra del
Registro de Hidrocarburos, ya que sirve de base para
correlacionarla con otras curvas, adems de las aplicaciones
siguientes:
Indica formaciones suaves, porosas o de alta presin de formacin
Indica zonas fracturadas Indica cambios de formacin Es indicativa
para determinar la vida de la barrena Muestra zonas de baja
presin
31
32
VOLUMEN DE LODO DE PERFORACIN
Como todos los anteriores, este parmetro es muy importante por
su significado. El decremento en el volumen de lodo significa la
presencia de una zona de prdida de fluido la que, en caso de ser
total, puede originar la pegadura de la sarta de perforacin. El
incremento del volumen significa que se est teniendo ganancia de
fluido o sea, que se est incorporando al fluido (aceite, gas o
agua) procedente de la formacin lo que originar, en el caso de
hidrocarburo, un descontrol de pozo y, en el caso de agua, que se
descomponga el lodo de perforacin y se atrape la tubera de
perforacin.33
BIOXIDO DE CARBONO
La determinacin de este gas se realiza de manera cualitativa ya
que, en la mezcla de gases totales que se encuentran en el lodo, su
presencia provoca que la temperatura del filamento detector baje,
haciendo variar notablemente las lecturas de gas o anulndolas por
completo.
34
CLASIFICACION DE LAS MANIFESTACIONES DE GAS
Las caractersticas de las manifestaciones de gas, de acuerdo a
como son detectadas en la superficie en el lodo de perforacin, estn
ntimamente relacionadas con la barrena. Un cuidadoso anlisis
permite diferenciar cuatro tipos diferentes de gas:
Gas liberado Gas producido Gas recirculado Gas de
contaminacin
35
CLASIFICACION DE LAS MANIFESTACIONES DE GAS
Se define como gas recirculado o reciclado aquel que no se liber
completamente de las presas durante una manifestacin y es bombeado
nuevamente al pozo. En este caso, la manifestacin es menor a la
original y, a menudo, los hidrocarburos mas voltiles son liberados
a la atmsfera, dando como resultado una mayor proporcin de
hidrocarburos en la cromatografa. Para conocer la cantidad de gas
recirculado se determina el gas succin, que consiste en tomar un
litro de lodo en la presa de succin, agitarlo en la licuadora
durante 10 a 15 segundos y detectar el gas desprendido a 2.2 volts.
Dicha lectura se asienta en el registro en el metro que corresponde
una vez transcurrido el tiempo de bajada del lodo.36
CLASIFICACION DE LAS MANIFESTACIONES DE GAS
Se define como gas de contaminacin aquel que se introduce
artificialmente en el sistema de lodos de perforacin y que,
proviene de una fuente diferente a la formacin. Las operaciones de
perforacin requieren, en ocasiones, de agregar diversas formas de
aceite para producir lubricacin adicional a la tubera. En los lodos
de emulsin inversa se utiliza diesel. Aunque el diesel en su estado
natural no contiene hidrocarburos voltiles y por lo tanto no afecta
al equipo de deteccin de gas, frecuentemente es transportado en
pipas que anteriormente pudieron estar cargadas con crudos voltiles
y, por consecuencia, pueden tener algunos gases.
37
Tiempo de bajada Standpipe Swivel Kelly
Sarta perf. TP DC Bna
Objetivo
Tiempo de atraso - Espacio anular - Lnea de flote -
Temblorinas38
39
40
TIEMPO DE ATRASO Se entiende como tiempo de atraso el
tiempo que los cortes tardan en salir del fondo del pozo a la
superficie por el espacio anular.El tener buen control de dicho
tiempo es primordial en un pozo petrolero ya que, el correcto
control en la coleccin de las muestras, permitir tener mejor apoyo
en los estudios geolgicos que se derivan de las mismas y que son
indispensables para conocer la edad de las rocas, su porosidad, su
permeabilidad, su ambiente de depsito, etc.41
TIEMPO DE ATRASO
Existen diferentes maneras de conocer el tiempo de atraso,
algunas de ellas prcticas, como son:
Poniendo un pedazo papel celofn en la Colocandoentrada del lodo
y tomando el tiempo que tarda en salir a la temblorina
Matemticamente Emboladas de atraso
un bache de gas en la entrada del lodo y este se detectar a su
salida
42
ESTADO MECANICO DEL POZO
T.R. 9 , 32.3 lb/ft A 2350 m
Prof. De fondo 3500 m
43
HIDRULICA BSICA Formula para determinar el gasto en galones por
embolada en una bomba triplex de simple accin, considerando un 90 %
de eficienciaT.R. 9 , 32.3 lb/ft 2350 m
DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA (G)
G = D2 x L x 0.0102 x E en donde: G = Desplazamiento de la bomba
D = Dimetro del pistn L = Longitud de carrera 0.0102 = Factor E =
Eficiencia de la bomba Entonces: G = 62 x 12 x 0.0102 x 0.90 =
3.9657 gals/emboladaProf. 3500 m
44
HIDRULICA BSICA Formula para determinar el gasto en litros por
embolada en una bomba triplex de simple accin, considerando un 90 %
de eficienciaDESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA (G)T.R. 9 , 32.3 lb/ft 2350
m
Prof. 3500 m
G = D2 x L x 0.0386 x E en donde: G = Desplazamiento de la bomba
D = Dimetro del pistn L = Longitud de carrera 0.0386 = Factor E =
Eficiencia de la bomba Entonces: G = 62 x 12 x 0.0386 x 0.90 =
15.00786 Lts/embolada
45
VA1
VOLUMEN ANULAR VA = 0.5067 (D2- d2) L en donde: VA = Volumen
Anular D2 = Dimetro Mayor d2 = Dimetro Menor L = Longitud de la
Seccin Entonces: VA1 = 0.5067 [(9.001)2 (4)2] (2350) VA1 =
77,419.86 LTS
T.R. 9 , 32.3 lb/ft D int. 9.001 2350 m
Prof. 3500 m
46
VA1
VOLUMEN ANULAR
T.R. 9 , 32.3 lb/ft D int. 9.001 2350 m VA2
VA2 = 0.5067 [(8.5)2 (4)2] (880.08) VA2 = 25083.93 LTS
Prof. 3500 m
Barrena PDC 8
47
VA1
VOLUMEN ANULAR
T.R. 9 , 32.3 lb/ft D int. 9.001 2350 m VA2
VA3
VA3 = 0.5067 [(8.5)2 (5)2] (166.4) = 3,983.87 LTS
Prof. 3500 m
Barrena PDC 8
48
VA1
VOLUMEN ANULAR
T.R. 9 , 32.3 lb/ft D int. 9.001 2350 m VA2
VA3
VA4 = 0.5067 [(8.5)2 (6.5)2] (99.52) = 1,512.80 LTSVA4
Prof. 3500 m
Barrena PDC 8
49
VA1
VOLUMEN ANULAR VAt = = VA1+VA2+VA3+VA4
T.R. 9 , 32.3 lb/ft D int. 9.001 2350 m VA2
VAt = = 108,000.46 LtsVA3
VA4
Prof. 3500 m
Barrena PDC 8
50
VA1
EMBOLADAS DE ATRASO EA = VA/G en donde: VA = Volumen Anular G =
Gasto de la bomba Entonces: EA = 108,000.46 Lts/ 15.00786
lts/embolada EA = 7,196 emboladas
T.R. 9 , 32.3 lb/ft D int. 9.001 2350 m VA2
VA3
VA4
Prof. 3500 m
Barrena PDC 8
51
VA1
TIEMPO DE ATRASO TA = EA/E.P.M en donde: EA = Emboladas de
Atraso E.P.M = Emboladas por Minuto Entonces: TA = 7,196 emboladas
/ 120 emboladas/minuto TA = 60 minutos
T.R. 9 , 32.3 lb/ft D int. 9.001 2350 m VA2
VA3
VA4
Prof. 3500 m
Barrena PDC 8
52
TIEMPO DE BAJADA
tarda bajar el lodo, de superficie hasta el fondo del pozo por
el interior de la sarta de perforacin.El tener buen control de
dicho tiempo es primordial en un pozo exploratorio ya que ayuda
para la colocacin de baches de lodo, obturante, en la cementacin
etc.
Se entiende como tiempo de bajada el tiempo que
53
EMBOLADAS DE BAJADA EB = Vol. int. / G en donde: Vol. int. =
Volumen interior Lts G = Desplazamiento de la bomba Lts/Emb
Prof. 3500 m
54
EMBOLADAS DE BAJADAV int 1
Vol. int. = (D.I)2 *0.5067*PROF Entonces: Vol. int1 =
(3.34)2*0.5067*3234.08m Vol. int1 = 18,280.775 LtsV int 2
Vol. int2 = (3.0)2*0.5067*166.4m Vol. int2 = 758.83 Lts Vol.
int3 = (2.75)2*0.5067*99.52m Vol. int3 = 381.35 Lts55
V int 13
Prof. 3500 m
Vol. int. = Vol. Int1 + Vol. Int2 + Vol. Int3V int 1
Vol. int. = 19,420.955 Lts G = 15.00786 Lts/emboladaV int 2
EB = 19420.855 Lts/15.00786 Lts/emboladaV int 13
EB = 1294 emboladasProf. 3500 m
56
TIEMPO DE BAJADAV int 1
TB = EB/ EPM (emboladas/minuto)
TB = 1294 EB/ 120 EPMV int 2
TB = 10.78 min.V int 13
Prof. 3500 m
57
CORTE DE NCLEOS CONVENCIONALES
Es esencial el gelogo de pozo para la determinacin del punto de
corte de los ncleos convencionales. Adems de realizar los anlisis a
las esquirlas para un reporte de campo, se marca y se etiqueta cada
metro recuperado. Los cortes de ncleo convencional es el nico mtodo
para realizar mediciones directas de las propiedades de la roca y
de los fluidos contenidos en ella. A partir del anlisis de los
ncleos, se tiene un conjunto de datos muy valiosos. Toma de
informacin de: a) Litologa b) Porosidad c) Permeabilidad d)
Saturacin de aceite, gas y agua e) Interfaces Aceite-Agua,
Gas-Aceite f) Rumbo y echados de las capas58
NCLEOSMarcado de Ncleo
59
NCLEOSReporte de Ncleo
60
NCLEOSNcleos de Fondo
61
PRESIN DE POROEs la presin generada por fluidos, tales como:
gas, aceite, agua o mezcla de ellos que quedan atrapados dentro de
los espacios porosos de las formaciones al irse compactando los
estratos en forma rpida y que se detectan al perforar el pozo, la
cual es ejercida en toda direccin; y puede ser: Presin Normal.-
Presin hidrosttica ejercida por una columna de agua ( 80 000 ppm de
NaCl. ) desde la superficie hasta la profundidad de la formacin en
estudio. Por lo cual es de 0.465 psi/pie (1.07 gr/cm ). Presin
Anormal.- Se define como aquella presin mayor a la presin
hidrosttica del fluido de formacin; se caracteriza por apartarse de
la tendencia normal, por lo tanto, se pueden tener presiones
anormales altas y bajas, siendo las primeras ms frecuentes.62
Presin de formacin. La presin de formacin es aquella a la que se
le encuentran confinados los fluidos dentro de la formacin, tambin
se le conoce como presin de poro. Las presiones de formacin o de
poro que se encuentran en un pozo pueden ser normales, anormales
(altas) o subnormales (bajas). Generalmente, los pozos con presin
normal no crean problemas para su planeacin. Las densidades del
lodo requeridas para perforar estos pozos varan entre 1.02 y 1.14
gr/cm. Los pozos con presiones subnormales pueden requerir TRs
adicionales para cubrir las zonas dbiles o de baja presin cuyo
origen pueden ser: factores geolgicos, tcnicos o yacimientos
depresionados para
su explotacin.
63
Presin hidrosttica. Es la ejercida por el peso de una columna de
fluido sobre una unidad de rea. No importa cul sea el rea de la
seccin de la columna y se expresa de la siguiente manera.
D x Profundidad Ph = 10
D
P
La presin hidrosttica es afectada por: Contenido de slidos.
Gases disueltos.
APresin Hidrosttica
64
Resumiendo, las presiones de formacin pueden ser:Sobrecarga.- Es
el peso de la columna de la roca ms los fluidos contenidos en el
espacio poroso que soporta una formacin a una determinada
profundidad.
Subnormales.- Cuando son menores a la normal, es decir a la
presin hidrosttica de la columna de fluidos de formacin extendida
hasta la superficie. Normales.- Cuando son iguales a la presin
hidrosttica ejercida por una columna de fluidos de formacin
extendida hasta la superficie. El gradiente de presin normal es
igual a 1.07 gr/cm (8.91 lb/gal) en zonas costa fuera y 1.00 gr/cm
(8.33 lb/gal) en reas terrestres. Anormales.- Cuando son mayores a
la presin hidrosttica.65
CONCEPTOS FUNDAMENTALES0
gradiente de sobrecargaDE A N RG I CA E ES RE D PR OB SIN IN C S
E PR RMA FO
gradiente Normal gradiente Subnormalt I/f PS
1000 3280
gradiente Anormal
2000 6560 Profundidad en metros y piesANORM AL
3000 9840
O BN SU
RM
AL
NO RM AL
0.4 65 PS I / ft
4000 13120 200 2845 400 5690 600 8530 800 11380
Presin estimada de la Formacin en psi y Kg/cm2
66
Exponente D y Dc El exponente D evala la perforabilidad de una
formacin dada: a medida que disminuye la porosidad con la
profundidad la perforacin se har mas difcil generando un incremento
en el exponente D. Por lo tanto es posible establecer una Tendencia
Normal de Compactacin con la profundidad y los cambios en la presin
diferencial se indicaran por una disminucin en el Exponente D. La
presin diferencial es la relacin entre la presin de poro y la
presin Hidrosttica a una profundidad dada. Un cambio en la densidad
del lodo alterara la presin hidrosttica y en consecuencia cambiara
la presin diferencial lo cual afectara al exponente D de la misma
forma que lo hara un incremento en la presin de poro. Entonces el
exponente D debe corregirse en funcin de los cambios en la densidad
del lodo de manera que solo refleje cambios en la presin de la
formacinExponente D = [ LOG ( 0.30488 X RPM X ROP ) / ( LOG (
37.8788 X (Db/Pb ) ) ]
Donde: RPM = revoluciones de la rotaria ROP = velocidad de
penetracin Db = dimetro de la barrena Pb = peso sobre la barrena d1
= gradiente de presin normal para el rea. d2 = densidad del lodo
que se esta utilizando.67
Limitantes: Solo funciona en secciones amplias de lutita limpia.
El Exponente D no funciona en calizas Solo funciona para barrenas
tricnicas. Con las barrenas PDC se incrementa la perforabilidad de
la roca dando valores de alta presin donde no existe. En
perforaciones con motor de fondo los clculos no son
representativos. En pozos direccionales el peso sobre la barrena no
es el mismo que se registra en superficie. Una excesiva acumulacin
de recortes en el anular produce una baja transferencia de peso a
la barrena.68
PARAMETROS DE PERFORACION
En ocasiones y previa estipulacin en el contrato, en la Unidad
Registradora de Hidrocarburos se obtienen parmetros de perforacin
en tiempo real. Lo anterior se logra mediante un sistema de cmputo.
La informacin permite determinar y optimizar, con mayor precisin,
la hidrulica del pozo, economa de la barrena, densidad del lodo,
asentamiento de tuberas de revestimiento, etc. El conocimiento e
interpretacin de estos parmetros permite la prevencin y control de
brotes evitando con esto, prdidas de vidas humanas, econmicas, de
tiempo.69
PARAMETROS DE PERFORACION
Los parmetros monitoreados son, entre otros:
Profundidad total Profundidad de la barrena Velocidad de
penetracin Carga en el gancho Peso sobre barrena Presin de bomba
Torque de la rotaria Revoluciones de la rotaria
salida salida
Emboladas totales Gasto de la bomba Gas total Flujo de salida
Volumen total en presas Temperatura de entrada Conductividad
y
de entrada y
70
INTERPRETACION DEL REGISTRO DE HIDROCARBUROS
En la descripcin del mtodo se han mencionado los factores mas
importantes que afectan y, hasta que punto, controlan la magnitud
de las manifestaciones de hidrocarburos, mencionndose que no hay
relacin entre los valores registrados y el volumen de gas y/o
aceite que contienen. Sin embargo, haciendo una interpretacin
apropiada del registro, es posible determinar si una formacin tiene
las caractersticas necesarias para producir hidrocarburos en
cantidad comercial.
71
INTERPRETACION DEL REGISTRO DE HIDROCARBUROS Cada una de las
curvas del registro presenta un perfil cualitativo de los cambios
de caractersticas de las formaciones penetradas por la barrena,
siendo las principales curvas: almacenadora y la profundidad de los
cambios litolgicos. cambios de formacin. formacin
Columna litolgica.- Se interpreta el tipo de roca potencialmente
Velocidad de perforacin.- Permite interpretar porosidad y Gas en el
lodo.- Se interpreta permeabilidad y/o presin de Gas en los
cortes.- Se interpreta saturacin de gas y porosidad Fluorescencia.-
Se interpreta saturacin de aceite y porosidad Conductividad.-
Permite interpretar saturacin de aceite, aguasalada y agua
dulce.
72
INTERPRETACION DEL REGISTRO DE HIDROCARBUROS
Para interpretar el registro hay que considerar lo siguiente:
Que haya un aumento en el porcentaje del tipo de roca conocida como
potencialmente almacenadora Si lo anterior se puede correlacionar
con un incremento en la velocidad de penetracin y/o con las
lecturas de gas detectadas, se deduce que la roca es porosa y
contiene hidrocarburos. Si las lecturas de gas en el lodo superan
la las de gas en cortes, es evidencia de permeabilidad y/o presin
de formacin Un aumento en el porcentaje de muestra con
fluorescencia o cambio de color de la misma, que correlacione con
los puntos anteriores, indica saturacin de aceite Si
correlacionando con lo anterior, se observa disminucin en la
conductividad, es confirmacin de saturacin de hidrocarburos.73
SERVICIO DE TELEMEDICIN DE PARAMETROS EN TIEMPO REAL, TRANSMISIN
Y VISUALIZACIN
74
Generacin del Tiempo Real, Transmisin y Monitoreo
RemotoREDES
Web Server Rig 2 Web
(INTERNET) e INTRANET
Telepuerto Comsat en la Cd de Mxico
Centro de Visualizacin
n usuarios remotos
Satelite Satmex 5
75
IMPORTANCIA Y ALCANCE DE LA INTREPRETACIN DE LOS PARMETROS DE
PERFORACIN EN TIEMPO REAL
Objetivo:Contar con una herramienta que nos permita identificar
y evaluar los problemas que se puedan generar en la perforacin de
un pozo, con la ayuda de la interpretacin oportuna de los parmetros
de perforacin, por medio de los datos generados en tiempo real en
pozo, tanto de manera grfica y numrica tales como: profundidad
total del agujero, profundidad de la barrena, TVD, carga en gancho,
peso de la barrena, RPM, flujo, torque, presin de bomba, gasto,
EPM, densidades y temperaturas del lodo, volmenes de presas, ROP,
gas, entre otros, que nos ayudan a tomar la mejor decisin y evitar
tiempos perdidos que a su vez generan costos.76
Instalacin de Sensores y Mantenimiento de Equipo
77
Instalacin de Sensores y Mantenimiento de Equipo
78
Carga en gancho: Es un sensor que nos permite detectar pesos
anormales en la sarta de perforacin. La interpretacin correcta de
la presencia de arrastre y prdida de peso, nos puede ayudar a
evitar una pegadura de la herramienta, dejar un pez o una pegadura
por presin diferencial, derrumbe o mal acarreo del recorte o cierre
del agujero. Peso de la barrena: Es til para la interpretacin de
los cambios litolgicos, adems que de est forma se lleva el control
del peso que se tiene que aplicar considerando las especificaciones
nominales de acuerdo al tipo y clase de ellas. El buen uso nos
permite optimizar tiempos y un desgaste inapropiado de la barrena,
evitando con esto perdidas de avance en la perforacin. Presin de
Bomba: Es un sensor muy til para la deteccin de perdidas de fluido
de perforacin, atrapamiento y ruptura de la tubera de perforacin.
Ocasionando estos problemas aumentos y decrementos en la presin de
la tubera de perforacin sin variar gasto.79
Rotaria: Es un sensor muy til para la interpretacin de la
presencia de una pegadura, que a su vez nos puede ayudar a evitar
un atrapamiento de la sarta y pescado, ya sea por derrumbe, mal
acarreo del recorte o cierre del agujero. Se observara con la
disminucin drstica o el paro total de la rotaria.
Torque: Este sensor tiene una correlacin directa e inversa con
respecto a la Rotaria, es decir, cuando la rotaria disminuye a
causa de un atrapamiento o pegadura, el torque aumente su amperaje.
Una buena interpretacin en este sensor, nos puede evitar una
pegadura, que a su vez nos puede ayudar a evitar un atrapamiento de
la sarta y pescado, ya sea por derrumbe, mal acarreo del recorte o
cierre del agujero.
Gasto: Es til para darle seguimiento a la eficiencia de acarreo
del recorte, ya que una deficiencia de este, podra repercutir en
una pegadura o hasta el atrapamiento de la sarta.80
Emboladas: Es til para darle seguimiento a la eficiencia de
acarreo, para llevar un control en la recuperacin correcta de las
muestras, colocacin de baches a profundidades deseadas y llevar un
control en los ciclos de circulacin. Flujo: Este sensor nos permite
detectar aportes de fluidos de formacin, prdidas parciales y
totales de circulacin y algo muy importante, nos puede alertar de
un posible descontrol del pozo por una manifestacin de gas;
observndose de la siguiente forma: la disminucin del porcentaje nos
indicara la prdida del fluido parcial o total y el aumento del
porcentaje nos indicara la manifestacin o brote. Volmen Total: Este
volmen nos permite saber si gana o pierde el pozo en cuanto a su
fluido, para la interpretacin correcta hay que llevar un control de
ganancia/prdida tanto perforando como efectuando viajes de
reconocimiento. En una manifestacin de gas o fluido nos aumenta el
volmen, en una prdida parcial o total nos disminuye el
volmen.81
Densidad del Lodo (entrada y salida): Es un parmetro muy til
para determinar alguna variacin de la densidad una con respecto a
la otra, que nos ayuda a determinar cuando el lodo a sido afectado
por la incorporacin no inducida de algn compuesto lquido o gaseoso,
el cual se refleja en la densidad de salida.
Temperatura del Lodo (entrada y salida): Este es otro parmetro
muy importante, el cual se relaciona con las propiedades fsicas del
lodo de perforacin, donde su variacin nos permite utilizarla, como
una herramienta de algn cambio en las propiedades fsicas del lodo,
ya sea por la incorporacin inducida o no inducida del algn
compuesto lquido y/o gaseoso, en el caso de un aporte de gas o agua
la temperatura de salida disminuir.
A continuacin se mencionan algunos de los ejemplos ms
importantes, as como la correlacin de los parmetros de 82
perforacin que se involucran.
Flujo del 52% bajo a 37%
Presin de 1650 a 1450 psi.
Velocidad de Perforacin De 9.5 bajo a 7 min/m
Se observa primero con un quiebre en la velocidad de perforacin,
indicndonos un cambio en las propiedades fsicas de la roca,
enseguida una disminucin en la presin de bombeo indicativo de
presentarse una prdida de fluido y posteriormente se observa una
disminucin del flujo de salida, parmetro que nos confirma la prdida
de fluido y finalmente una disminucin del lodo en los niveles de
presas.
83
Flujo se incrementa de 38 a 50%
El gas se incrementa de 7 a 124 unidades
Se registr manifestacin No. 1, en el intervalo de 2745 a 2748 m,
con 124 unidades mximas de gas, como se muestra en la curva del
gas, misma que tambin afect la curva del flujo de retorno
incrementndose de 38 a 50 %.
84
Intent levantar sarta Increment Torque de 300 a 420 amps.
Increment Presin de Bomba de 1800 a 2515 psi.
Se observ un intent de atrapamiento de sarta, como se registr
con el increment del Torque de 300 a 420 amps y de la Presin de
Bomba de 1800 a 2515 psi. Posteriormente liber sarta, como se
observa en la curva de posicin del Top Drive (Block Heigh) el cual
se ve reflejado al ser levantado, as como el torque y la presin de
bomba, con lecturas normales.
85
Gasto de 210 gpm Presin de bomba De 1850 a 1500 psi
Flujo disminuye de 12 a 2 %
Perfora con constante perdida de fluido, sin alcanzar una
circulacin normal, la cual generalmente tiene una variacin de 10 a
15 % en flujo de retorno. Al perforar el metro 2905, se observ
prdida de circulacin, registrando solo el 2 % en el flujo de
retorno, de la misma forma se disminuye la presin de bomba as como
el volumen total.
86
Observ tensin al rotar sarta, sin xito, registrando aumento del
torque, sin poder rotar, quedando sarta atrapada y tensionada. Se
prosigui a liberar sarta, tensionndola con 360 toneladas, liberando
misma.
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88
EN FORMA NUMRICA
89
EN FORMA NUMRICA.
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PERFORA
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PERFORA NORMAL
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PERFORA Y REGISTRA GAS CONEXIN
93
PERFORA Y REGISTRA GAS CONEXIN
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LEVANTA BARRENA.
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BAJAN BARRENA Y LLENAN T.P
Conclusiones:Monitoreo continuo de comportamiento de parmetros
de perforacin. Muestra grfica y numrica de los parmetros en tiempo
real. Es configurable por parmetros, pistas, y curvas. Programa
Drilling View
Como se observ en los ejemplos anteriores, cada parmetro de
perforacin, est ligado a otro, el cual nos ayuda a efectuar un
diagnostico eficaz de la operacin que est sucediendo en el
pozo.
96
REGISTRO DE HIDROCARBUROS ES: Monitoreo continuo perforacin de
parmetros de
Registro de hidrocarburos Transmisin satelital Control
Geolgico
97
