Perforación Direccional: Fundamentos y Aplicaciones
La perforación direccional se realiza con el objetivo de alcanzar zonas de interés desviando la verticalidad del pozo. Esta técnica se lleva a cabo mediante herramientas que permiten el desvío de la sarta de perforación. Los pozos horizontales son perforados con los mismos equipos que se utilizan para pozos verticales.
Objetivos de la Perforación Direccional
Elaborar un programa para perforar un pozo aplicando un método y seleccionando las herramientas de acuerdo con el problema establecido.
Usos de la Perforación Direccional
- Locación inaccesible
- Desviación
- Perforación de fallas
- Perforar domos salinos
- Perforación desde onshore hacia offshore
- Perforación desde un mismo pozo
- Perforación horizontal
- Pozos de alivio
- Control de desviación en pozos verticales
- Perforación de arenas múltiples
- Desarrollo múltiple de un yacimiento
Ventajas y Desventajas de la Perforación Direccional
Ventajas
- Más producción por pozo
- Mayor producción acumulada por yacimiento
- Fortalece la capacidad competitiva de la empresa en el mercado
- Aumenta los ingresos con menos inversiones de costos y gastos de operaciones
- Reducción del área de locación
- Penetración vertical del estrato, pero la capacidad productiva del pozo depende del espesor
Desventajas
- Mayor planificación previa
- Monitoreo y control constante de la dirección de orientación
- Mayor monitoreo de la litología de la zona monitoreada
- Costo más elevado respecto a un pozo vertical
Trayectoria de Dirección del Pozo
En la planificación de un pozo direccional, se deben tener claros ciertos conocimientos de la trayectoria de la dirección que se quiere que el pozo tenga. Considerando que los mapas usados son planos, pero la tierra es un esferoide y siempre habrá un error.
Conceptos Clave
Azimut
Es el ángulo entre el norte de referencia y la proyección de la trayectoria del pozo sobre un plano horizontal. Se toma desde el norte magnético en sentido horario. Para la medición se requieren las lecturas del magnetómetro y el acelerómetro (se utiliza para medir el campo gravitacional).
Punto de Arranque
Es la profundidad del pozo en la cual se coloca la herramienta de deflexión inicial y se comienza el desvío del mismo.
Declinación Magnética
Es el ángulo entre el norte verdadero y el norte magnético partiendo desde el norte verdadero siguiendo las agujas del reloj. Esta se suma al azimut magnético.
Campo Magnético
El campo magnético terrestre tiene intensidad y dirección específica para cada sitio. Este puede variar por la interferencia con la sarta de perforación, varianza magnética o por el campo de corteza. A estos se les atribuye el 85% de los errores de los registros magnéticos.
Profundidad Vertical (TVD)
Es la distancia vertical de cualquier punto dado del pozo al piso de la cabria.
Profundidad Medida (MD)
Es la profundidad en el Pozo Direccional, que se hace con la medición de la sarta (Tubería de Perforación), mide la longitud del Hoyo.
Objetivo
Es el punto fijo del subsuelo en una formación que debe ser penetrada con el hoyo desviado.
Tolerancia del Objetivo
La máxima distancia en la cual el objetivo puede ser errado.
Motores de Fondo
Los motores de fondo son herramientas que convierten la energía hidráulica del flujo de lodo en energía mecánica que permite la rotación del trépano sin necesidad de transmitir esta rotación desde la superficie.
Métodos de Perforación
Sliding
Perforación sin rotación de superficie donde el DHM promociona toda la rotación al trépano. Usado para la construcción del tramo direccional del pozo.
Rotary
Perforación con rotación de superficie más la rotación transmitida por el DHM. Usado para la construcción del tramo tangente del pozo.
Tipos de DHM
Desplazamiento Positivo (PDM)
- Válvula de descarga: Permite que el lodo llene el interior de la sarta de perforación durante los viajes y las vacíe mientras realizamos alguna conexión o sacamos la tubería fuera del pozo.
- Sección de potencia (rotor/estator): La fuerza del fluido causa el movimiento rotatorio de la transmisión dentro del estator.
- Sección ajustable (bent housing): Permite graduar la curvatura del motor de fondo para cualquier aplicación deseada.
- Sección de transmisión: Transmite velocidad rotacional y el torque hacia la sección giratoria y de este al trepano.
- Sección de rodamientos y giratoria: Permite la rotación del trepano sin la necesidad de rotación de la sarta.
Turbinas de Perforación
Convierte la energía hidráulica proveniente del lodo en energía mecánica rotativa para que sea entregada a la mecha de perforación. La velocidad de rotación en el fondo es entre 600 y 1500 rpm. La rotación del trepano es independiente de la rotación de la turbina.