Sistema de Elevación

Este sistema comprende aquellos elementos que permiten elevar, bajar y soportar grandes pesos requeridos, como por ejemplo la sarta de perforación y tuberías de revestimiento. Sus elementos son:

• Torre o Cabria de Perforación: Es una estructura grande que soporta mucho peso, tiene cuatro patas que bajan por las esquinas de la infraestructura o subestructura. Soporta el piso de la instalación y además provee un espacio debajo del piso para la instalación de válvulas especiales llamadas Impide reventones. Las capacidades de carga pueden variar desde 250,000 lbs hasta 1,500,000 lbs. La altura de la torre no influye en la capacidad de carga del taladro.
• Corona: Constituye la parte superior del taladro.
• Encuelladero: Constituye una plataforma de trabajo ubicada en la torre a una altura aproximada entre 80 y 90 pies, y permite que el encuellador coloque las parejas de tubería y portamechas mientras se realizan operaciones como cambio de mechas, bajada de revestidores, etc.
• Consola del Perforador: Constituye un accesorio que permite que el perforador tenga una visión general de todo lo que está ocurriendo en cada uno de los componentes del sistema.
• Malacate: Consiste en un cilindro alrededor del cual el cable de perforación se enrolla, permitiendo el movimiento de la sarta hacia arriba o hacia abajo, dependiendo del tipo de operación a realizar. Además, el malacate transmite la potencia para hacer girar la mesa rotatoria, los carretes auxiliares y sistemas de enrosque y desenrosque de tubería. Dentro de los accesorios encontrados en el malacate están: el sistema de frenos, constituido por un freno principal cuya función es parar el carrete y aguantarlo.
• Cable de Perforación: Está constituido de acero. Está hecho de alambres de acero y es bastante complejo. Ha sido diseñado para cargas pesadas, por lo cual debe ser seleccionado según el peso que tendrá que soportar. Deben llevarse estadísticas en taladro sobre el uso del cable de perforación.
• Bloque Viajero y Bloque Corona: El Bloque Corona está ubicado en la parte superior de la torre, constituido por una serie de poleas. El cable de perforación pasa a través de estas poleas y llega al Bloque Viajero, el cual está compuesto de un conjunto de poleas múltiples por dentro de las cuales pasa el cable de perforación y sube nuevamente hasta el Bloque Corona. Su función es la de proporcionar los medios de soporte para suspender las herramientas. Durante las operaciones de perforación se suspenden el Gancho, la Unión Giratoria, el Cuadrante, la Sarta de Perforación y la Mecha.
• Cuñas: Son piezas de metal ahusado y flexibles con dientes y otros dispositivos de agarre, empleadas para sostener la tubería en la mesa rotatoria alternativamente durante un viaje y evitar que se resbale hacia adentro del hoyo cuando se está conectando o desconectando la tubería.
• Llaves de Potencia: Comúnmente llamadas tenazas, se usan conjuntamente con las cuñas para hacer las conexiones de tubería y para realizar viajes. Permitiendo enroscar y desenroscar la tubería de perforación.
• Gancho: Es una herramienta localizada debajo del Bloque Viajero al cual se conectan equipos para soportar la sarta de perforación, se conecta a una barra cilíndrica llamada asa que soporta la Unión Giratoria.

Sistema de Rotación

Es aquel que hace girar la sarta de perforación y permite el avance de la mecha desde la superficie a la profundidad programada. Dentro de los componentes de este sistema se tienen:

• Sarta de Perforación: Está compuesta de tubería de perforación y una tubería especial de paredes gruesas llamada Portamechas o Lastrabarrenas. El lodo circula a través de los portamechas al igual que a través de la tubería de perforación.
• Tubería de perforación: Constituye la mayor parte de la sarta de perforación, está soportada en la parte superior por el cuadrante, el cual le transmite la rotación a través de la mesa rotatoria.
• Portamechas o Lastrabarrenas: Son cuerpos de acero más pesados que la tubería de perforación y se utilizan en la parte más profunda del hoyo para darle peso a la mecha y permitir que esta avance y se perfore un hoyo lo más vertical posible, bajo el principio del péndulo.
• Mechas: La mecha es uno de los componentes del sistema de rotación de mayor importancia durante la perforación de un pozo. Mientras está en el fondo perforando, está ganando dinero. Para continuar su labor, la mecha debe desempeñarse adecuadamente, dependiendo su eficiencia de varios factores como: estado físico, el peso sobre la mecha y la velocidad de rotación aplicados sobre ella. Existen varios tipos de mechas y entre ellas están: de rodillos o conos, de diamantes naturales, diamantes sintéticos y de arrastre o fricción.
• Cuadrante o Junta Kelly: Es un tramo de la tubería de forma cuadrada, hexagonal o triangular, generalmente de 40 pies de largo, cuyo objetivo es transmitir el movimiento de rotación de la mesa rotatoria a la sarta de perforación.
• La Unión giratoria: Está conectada directamente a la válvula de seguridad y al cuadrante, permitiendo que la sarta de perforación gire. Además de sostener la sarta, sirve de conducto para que el lodo de perforación circule.
• La Mesa Rotatoria: Es una maquinaria sumamente fuerte y resistente que hace girar el cuadrante y a la sarta de perforación. Cuando la perforación avanza, la mesa rotatoria gira hacia la derecha; luego, cuando se extrae la tubería del hoyo, la mesa sostiene la sarta de perforación con las cuñas durante los intervalos cuando la tubería no está suspendida del gancho. Cuando la mecha llega al fondo del hoyo, la mesa rotatoria vuelve a girar variando su velocidad entre 40 a 200 RPM.

Sistema de Seguridad

El evento menos deseado durante la perforación de un pozo son las arremetidas y los reventones.

La arremetida es la intrusión de hidrocarburos (gas o petróleo) o agua salada, una vez que se pierden los controles primarios conformados por el mantenimiento óptimo de las condiciones del fluido de perforación. Para solucionar en parte estos problemas, se tienen en los taladros, equipos especiales que permiten cerrar el pozo y evitar que el fluido invasor salga a superficie. Estos equipos son:

• (BOP) Válvulas Impide-reventones: Dentro de las funciones principales de este equipo están: permitir un sello del hoyo cuando ocurra una arremetida, mantener suficiente contrapresión en el hoyo, prevenir que siga la entrada de fluidos desde la formación al pozo, mientras se está realizando la restauración del pozo a sus condiciones normales.
• Los Preventores de Reventones son equipos que se utilizan para cerrar el pozo y permitir que la cuadrilla controle un cabeceo o arremetida antes de que ocurra un reventón. Existen dos tipos básicos de preventores: anular y de ariete.
• Los Preventores Anulares poseen un elemento de goma que sella al cuadrante, la sarta de perforación, la portamechas o al hoyo mismo si no existiere sarta en el hoyo.
• Los Preventores de Ariete consisten de grandes válvulas de acero (arietes) que tienen elementos de goma que sirven de sello. Existe un tipo de preventor de ariete que se conoce como Preventor de Ariete de Tubería porque cierra la tubería de perforación más no puede sellar el hoyo abierto.

Clasificación de Trampas

• Según Clapp: Estructuras anticlinales, sinclinales, homoclinales, domos, discordancias, arenas lenticulares, grietas, estructuras falladas.
• Según Heray: Trampas de deformación, trampas diagenéticas.
• Según Wilson: Reservorios cerrados por deformación de los estratos, reservorios cerrados debido a una variación a la porosidad de la roca, reservorios cerrados debido a una combinación de plegamiento y variación de porosidad.
• Según Wilham: Trampa por permeabilidad, trampa por intrusión, trampa por acuñamiento, trampa convexa.
• Según Sanders: Estructurales, estratigráficos, combinadas.

Deformación de la Corteza Terrestre

Desde el tiempo en que se originaron las rocas, estas han sido perturbadas por fuerzas que actúan en el interior de la litosfera, ocasionando cambios de volumen o de forma, es decir, una deformación.

La mayor parte de la formación de la corteza se produce a lo largo de los bordes de placas. Cuando las placas interaccionan a lo largo de sus bordes, las fuerzas tectónicas deforman las unidades de roca. La deformación puede ocurrir por esfuerzo compresivo, los cuales acortan el cuerpo rocoso, o por esfuerzos tensionales que tienden a arrancar o separar la unidad rocosa.

En los entornos próximos a la superficie se produce cizallamiento cuando una roca relativamente frágil se rompe. Por el contrario, las rocas localizadas a grandes profundidades están a temperaturas y presiones elevadas y se comportan de manera dúctil durante la deformación, esto quiere decir que la roca tiene capacidad para fluir y doblarse en pliegues, sin fracturarse cuando es sometida a cizallamiento.

Los procesos de deformación se generan a grandes escalas, desde los pliegues más grandes hasta la fractura más pequeña, esto se conoce como estructura rocosa.