Vídeo Demostrativo de Perforación Petrolera y Gas Direccional.
De acuerdo con la definición del glosario de términos de SLB, la perforación direccional se define como la desviación intencional de un pozo con respecto del trayecto que adoptaría naturalmente. Esta desviación se logra a través del uso de cuñas, configuraciones de arreglos de fondo de pozo (BHA), instrumentos para medir el trayecto del pozo a la superficie, motores de fondo, y componentes BHA y barrenas de perforación especiales, incluidos los sistemas rotativos direccionales, y las barrenas de perforación. El perforador de pozos también explota los parámetros de perforación, tales como el peso de la barrena y la velocidad rotativa, para desviar la barrena lejos del eje del pozo existente. En algunos casos, tales como en la perforación de formaciones de inclinación pronunciada o cuando existe una desviación impredecible en las operaciones de perforación convencionales, puede emplearse técnicas de perforación direccional para asegurar que el pozo se perfore verticalmente. Si bien este objetivo puede lograrse con muchas técnicas, el concepto en general es simple: direccionar la barrena de perforación en la dirección en la que se quiere perforar.
Motores Hidráulicos Tipo Turbina.
El motor pozo abajo es la herramienta deflectora que más se usa actualmente. Lo impulsa el lodo de perforación, que fluye por la sarta de perforación. El motor genera la fuerza de torsión pozo abajo lo que elimina la necesidad de dar rotación a la sarta. La primera variación del motor pozo abajo, que se conoce por el nombre de turbo barrena o motor tipo turbina es una recia unidad axial multietapa que ha demostrado ser muy eficiente y confiable, especialmente en formaciones semiduras a duras.
Consta de una sección multietapa de rotor y estator, una sección de cojinetes, un eje impulsor y un sub que hace girar la barrena. La primera etapa se compone de rotor y estator de configuración idéntica. El estator es fijo y desvía el flujo de lodo de perforación hacia el rotor, el cual va fijo en el eje impulsor. Lo importante es transmitir la acción rotatoria para hacer girar la barrena. La segunda variación del motor pozo abajo es el motor de desplazamiento positivo o “helicoidal”. Consta de un motor helicoidal de dos etapas, una válvula de descarga, un conjunto de biela y otro de cojinetes y eje. El motor helicoidal tiene una cavidad en espiral forrada de caucho (hule), provista de sección transversal elíptica que aloja un rotor sinosoidal de acero. Por consiguiente, el flujo descendente presurizado del lodo, entra entre la cavidad espiral y el rotor, el cual se desplaza y gira. La rotación energiza el eje impulsor y el efecto es fuerza de torsión que hace girar la barrena. Ambos tipos de motores pozo abajo se pueden usar con conjunto compuesto de barrena de calibre pleno, el motor pozo abajo, un sub curvo corriente o hidráulico, un tubo lastrabarrenas antimagnético y el conjunto corriente de perforación. El sub curvo se usa para impartir deflexión constante al conjunto. Su rosca superior es concéntrica con el eje de su cuerpo, y su rosca inferior es concéntrica con un eje inclinado de 1 a 3º con relación al eje de la rosca superior.
Se ha desarrollado también un sub hidráulico curvo que se puede fijar en posición para perforación vertical o soltar y reajustar para perforación direccional. Por las razones arriba anotadas, los motores pozo abajo tienen muchas ventajas sobre el guiasondas. Cuando la perforación a chorro se vuelve impráctica, permiten perforar pozos de calibre pleno desde el punto inicial de desviación a fin de eliminar viajes redondos innecesarios de la sarta. La orientación es también más precisa, ya que los motores pozo abajo producen una curva más suave y gradual en los tramos de incremento y disminución de ángulo. Las correcciones, en caso de que se necesiten, se hacen pozo abajo sin tener que sacar la sarta. Finalmente, los motores eliminan la necesidad de tandas de rectificación para eliminar puentes, patéperros, etc. ya que con la herramienta se puede circular y perforar hasta el fondo.
Ensamblaje típico de BHA con Motor de Fondo
Tipos de Perforación Direccional.
Tipo I. El pozo se planea de modo que la desviación inicial se obtenga a poca profundidad. El ángulo de inclinación se mantiene constante hasta llegar al objetivo. Esta configuración se usa principalmente para pozos de profundidad moderada, en regiones en las que la producción está en un solo intervalo y en las que no se requieren sartas intermedias de revestimiento. Se usa también para perforar pozos más profundos en los que se requiere mucho desplazamiento lateral.
Tipo II. Es el pozo de configuración en “S”. La desviación se inicia también cerca de la superficie. La inclinación se mantiene, lo mismo que en el Tipo I. hasta que se logra casi todo el desplazamiento lateral. Seguidamente se reduce el ángulo de desviación hasta volver el pozo a la vertical para llevar al objetivo. Esta configuración, que puede traer consigo algunos problemas, se usa principalmente para perforar pozos con intervalos productores múltiples, o en los que hay limitaciones impuestas por el tamaño y la localización del objetivo.
Tipo III. La desviación se comienza bien debajo de la superficie y el ángulo promedio de inclinación se mantiene hasta llegar al objetivo. Esta configuración es especialmente apropiada para situaciones tales como las de perforación de fallas o de domos salinos, o en cualquier situación en las que se requiera reperforar o reubicar la sección inferior del pozo.
Tipo Horizontal, Multilateral, y de Alcance extendido. La productividad de los pozos horizontales llega a ser mayor que la de uno vertical. Comunican una mayor área de la formación productora, atraviesan fracturas naturales, reducen las caídas de presión y retrasan los avances de los contactos agua-petróleo o gas-petróleo. En la Figura 1, se puede observar un esquemático de los 4 tipos de perforaciones direccionales mencionadas anteriormente.
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