Republica Bolivariana de Venezuela

Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular Para La Educacin Superior

Universidad Nacional Experimental Rafael Maria Baralt

Perforacin - Profesor: Daniel Santiago

Los Puertos de Altagracia Estado Zulia

I N T R O D U C C I N A L A

P E R F O R A C I N

Realizado Por:

Callejas, Saulimar. 17.019.926

Graterol, Doilly. 18.341.745

Greglimar, Caguao. 18.866.759Guerrero, Elisa. 18.636.934

Hernndez, Dianora. 17.649.679

Lopz, Luis Miguel. 18.633.964Mendoza, Cindy. 17.619.459Mercado, Yaseudys. 17.010.907Paredes, Robert. 18.618.601Rincn, Ivonne. 18.795.387Rodrguez, Elio. 17.543.771

Los Puertos de Altagracia, Enero de 2008INTRODUCCION

El petrleo es parte de las fuentes primarias de energa, al igual que la biomasa y la energa solar. Las principales fuentes de energa del mundo industrial actual son los combustibles fsiles: el carbn, el petrleo y el gas. Esto se debe a la relativa facilidad con la que se obtienen, y el aprovechamiento que se tiene de ellos con tan slo un mnimo de procesamiento. Sin embargo, tienen la desventaja de que son recursos no renovables y que las emisiones atmosfricas que emiten por su combustin son contaminantes.

El petrleo como fuente energtica ha constituido una liga directa con el desarrollo social y econmico de la humanidad, adems de que las investigaciones hechas sobre las propiedades y aplicaciones del petrleo, estn relacionadas con la evolucin de la industria

La nica manera de saber realmente si hay petrleo en el sitio donde la investigacin geolgica propone que se podra localizar un depsito de hidrocarburos, es mediante la perforacin de un hueco o pozo. La profundidad necesaria del pozo vara con la zona y la estructura geolgica

El tiempo de perforacin de un pozo depender de la profundidad programada y las condiciones geolgicas del subsuelo y en promedio se estima entre dos a seis meses. Dicha perforacin se realiza por etapas, de tal manera que el tamao del pozo en la parte superior es ancho y en las partes inferiores cada vez ms angosto. Esto le da consistencia y evita derrumbes, para lo cual se van utilizando brocas y tubera de menor tamao en cada seccin. Adems, durante la perforacin es fundamental la circulacin permanente de un "lodo de perforacin", el cual da consistencia a las paredes del pozo, enfra la broca y saca a la superficie el material triturado. Ese lodo se inyecta por entre la tubera y la broca y asciende por el espacio anular que hay entre la tubera y las paredes del hueco. El material que obtiene sirve para tomar muestras y saber cul de las capas rocosas es la est atravesando y si hay indicios de hidrocarburos.

La extraccin, produccin o explotacin del petrleo se hace de acuerdo con las caractersticas propias de cada yacimiento. Para que un pozo produzca, se instala una tubera de revestimiento a la altura de las formaciones donde se encuentra el yacimiento. El petrleo fluye por esos orificios hacia el pozo y se extrae mediante una tubera de menor dimetro, conocida como "tubing" o "tubera de produccin". En caso de que el yacimiento tenga energa propia, generada por la presin subterrnea y por los elementos que acompaan al petrleo (por ejemplo gas y agua), ste saldr por s solo. En este caso se instala en la cabeza del pozo un equipo llamado "rbol de navidad", que consta de un conjunto de vlvulas para regular el paso del petrleo. Si no existe esa presin, se emplean otros mtodos de extraccin. El ms comn ha sido el "balancn", el cual, mediante un permanente balanceo, acciona una bomba En el fondo del pozo que succiona el petrleo hacia la superficie (IMP).

ESQUEMA Historia de la perforacin

Pozos en Venezuela y extranjero Venezolanos

Tipos de perforacin

Percusin

Rotacin

Rotacin

Sistema que pertenecen a la perforacin

Circulacin

Elevacin

Potencia

Seguridad

Sarta de perforacin

Top drive o kelly

Fases de la perforacin

Hoyo superficial

Hoyo intermedio

Hoyo de produccin

HISTORIA DE LA PERFORACIN

EL PETROLEO EN EL MUNDOEl petrleo representa por si un lquido combustible aceitoso. Se encuentra de diferentes colores, desde el blanco hasta el carmelita oscuro. Segn su composicin qumica el petrleo se compone de carbono e hidrogeno, es decir, en el petrleo existen aproximadamente un 86% de carbono y 13% de hidrogeno los cuales se encuentran en forma de combinaciones llamadas hidrocarburos. Adems de la combinacin qumica, en el petrleo se encuentran: el nitrgeno, azufre y otros tanto en combinaciones orgnicas como inorgnicas.

Las sociedades industriales modernas lo utilizan sobre todo para lograr un grado de movilidad por tierra, mar y aire impensable hace slo 100 aos. Adems, el petrleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, productos alimenticios, objetos de plstico, materiales de construccin, pinturas y textiles, y para generar electricidad.

Enlaactualidad,los distintos pases dependen del petrleo y sus productos; la estructura fsica y la forma de vida de las aglomeraciones perifricas que rodean las grandes ciudades son posibles gracias a un suministro de petrleo relativamente abundante y barato. Sin embargo, en los ltimos aos ha descendido la disponibilidad mundial de esta materia, y su costo relativo ha aumentado. Es probable que, a mediados del siglo XXI, el petrleo ya no se use comercialmente de forma habitual.

CARACTERSTICAS

Todoslostiposdepetrleo se componen de hidrocarburos, aunque tambin suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxgeno; el contenido de azufre vara entre un 0,1 y un 5%. El petrleo contiene elementos gaseosos, lquidos y slidos. La consistencia del petrleo vara desde un lquido tan poco viscoso como la gasolina hasta un lquido tan espeso que apenas fluye. Por lo general, hay pequeas cantidades de compuestos gaseosos disueltos en el lquido; cuando las cantidades de estos compuestos son mayores, el yacimiento de petrleo est asociado con un depsito de gas natural (vase Combustible gaseoso).

Existentresgrandescategoras de petrleo crudo: de tipo parafnico, de tipo asfltico y de base mixta. El petrleo parafnico est compuesto por molculas en las que el nmero de tomos de hidrgeno es siempre superior en dos unidades al doble del nmero de tomos de carbono. Las molculas caractersticas del petrleo asfltico son los naftenos, que contienen exactamente el doble de tomos de hidrgeno que de carbono. El petrleo de base mixta contiene hidrocarburos de ambos tipos. Vase tambin Asfalto; Nafta.

FORMACIN

Elpetrleoseformabajo la superficie terrestre por la descomposicin de organismos marinos. Los restos de animales minsculos que viven en el mar y, en menor medida, los de organismos terrestres arrastrados al mar por los ros o los de plantas que crecen en los fondos marinos se mezclan con las finas arenas y limos que caen al fondo en las cuencas marinas tranquilas. Estos depsitos, ricos en materiales orgnicos, se convierten en rocas generadoras de crudo. El proceso comenz hace muchos millones de aos, cuando surgieron los organismos vivos en grandes cantidades, y contina hasta el presente. Los sedimentos se van haciendo ms espesos y se hunden en el suelo marino bajo su propio peso. A medida que se van acumulando depsitos adicionales, la presin sobre los situados ms abajo se multiplica por varios miles, y la temperatura aumenta en varios cientos de grados. El cieno y la arena se endurecen y se convierten en esquistos y arenisca; los carbonatos precipitados y los restos de caparazones se convierten en caliza, y los tejidos blandos de los organismos muertos se transforman en petrleo y gas natural.

Unavezformadoelpetrleo, ste fluye hacia arriba a travs de la corteza terrestre porque su densidad es menor que la de las salmueras que saturan los intersticios de los esquistos, arenas y rocas de carbonato que constituyen dicha corteza. El petrleo y el gas natural ascienden a travs de los poros microscpicos de los sedimentos situados por encima. Con frecuencia acaban encontrando un esquisto impermeable o una capa de roca densa: el petrleo queda atrapado, formando un depsito. Sin embargo, una parte significativa del petrleo no se topa con rocas impermeables, sino que brota en la superficie terrestre o en el fondo del ocano. Entre los depsitos superficiales tambin figuran los lagos bituminosos y las filtraciones de gas natural

COMO YACEN EL PETROLEO, EL GAS Y EL AGUA EN LAS ENTRAAS DE LA TIERRAEl petrleo, el gas y el agua llenan los pequesimos vacos poros en las rocas sedimentarias. Estos poros se forman entre partculas de minerales que componente las rocas sedimentarias. Se ha demostrado que el volumen de los poros de la roca dependen del tamao, forma, disposicin reciproca y clasificacin de los granos de la misma.

Las rocas porosas y permeables parar el petrleo el gas y el agua se llaman colectoras las mejores colectoras se consideran las arenas muy permeable, las areniscas sueltas y las calizas cavernosas y agrietadas. Las arcillas las margas suaves la sal y el yeso son extremadamente poco permeables desde el punto de vista del desplazamiento libre del petrleo el gas y el agua. En las rocas que poseen poros conectados de gran tamao el petrleo, el gas y el agua pueden desplazarse libremente adems este desplazamiento se somete a las leyes de hidrosttica y se realiza fcilmente ajo la influencia de la fuerza de gravedad.HISTORIA DE LA PERFORACIN EN EL MUNDODesde la antigedad el petrleo apareca de forma natural en ciertas regiones terrestres como son los pases de Oriente Medio. Hace 6.000 aos los asirios y babilonios lo usaban para pegar ladrillos y piedras; los egipcios, para engrasar pieles; y las tribus precolombinas de Mxico pintaron esculturas con l.

En 1859 Edwin Drake perfor el primer pozo de petrleo en Pensilvania.

El 14 de septiembre de 1960 en Bagdad, (Iraq) se constituye la Organizacin de Pases Exportadores de Petrleo (OPEP).

Las principales empresas estatales son Aramco (Arabia Saudita), National Iranian Oil Company (Irn),PDVSA (Venezuela), China National Petroleum Corporation, Kuwait Petroleum Company, Sonatrach, Nigerian National Petroleum Corporation, Libya National Oil Co, Petrleos Mexicanos (PEMEX) (Mxico) y Abu Dhabi National Oil Co. En el caso de la mayor empresa rusa, lukoil, la propiedad gubernamental es parcial.

La industria petrolera clasifica el petrleo crudo segn su lugar de origen (p.e. "West Texas Intermediate" o "Brent") y tambin relacionndolo con su gravedad API American Petroleum Institute)("ligero", "medio", "pesado", "extrapesado"); los refinadores tambin lo clasifican como "dulce", que significa que contiene relativamente poco azufre, o "cido", que contiene mayores cantidades de azufre y, por lo tanto, se necesitarn ms operaciones de refinamiento para cumplir las especificaciones actuales de los productos refinados.Debido a la importancia fundamental para la industria manufacturera y el transporte, el incremento del precio del petrleo puede ser responsable de grandes variaciones en las economas locales y provoca un fuerte impacto en la economa global.

Crudos de referencia:

Brent Blend, compuesto de 15 crudos procedentes de campos de extraccin en los sistemas Brent y Ninian de los campos del Mar del Norte, este crudo se almacena y carga en la terminal de las Islas Shetland . La produccin de crudo de Europa, frica y Oriente Medio sigue la tendencia marcada por los precios de este crudo.

West Texas Intermediate (WTI) para el crudo estadounidense.

Dubai se usa como referencia para la produccin del crudo de la regin Asia-Pacfico.

Tapis (de Malasia), usado como referencia para el crudo ligero del Lejano Oriente.

Minas (de Indonesia), usado como referencia para el crudo pesado del Lejano Oriente.

Pases productores

Cesta OPEP:

Arabia Ligero de Arabia Saudita

Bonny Ligero de Nigeria

Fateh de Dubai

Istmo de Mxico (no-OPEP)

Minas de Indonesia

Saharan Blend de Argelia

Ta Juana Ligero de Venezuela

La OPEP intenta mantener los precios de su Cesta entre unos lmites superior e inferior, subiendo o bajando su produccin. Esto crea una importante base de trabajo para los analistas de mercados. La Cesta OPEP, es ms pesada que los crudo Brent y WTI.

Si la extraccin contina al mismo ritmo que en el 2002, salvo que se encontrasen nuevos yacimientos, las reservas mundiales duraran aproximadamente 42 aos. Se calcula que quedan unas 143.000 billones de toneladas.

Hay entre 6,8 y 7,2 barriles de petrleo por tonelada, en dependencia de la densidad del petrleo. Por tanto, las reservas de crudo se calculan entre 970 y 1003 billn billones de barriles de petrleo.

Sin embargo, el lmite de las reservas podra estar ms cercano an si se tienen en cuenta modelos de previsin con un consumo creciente como ha venido siendo norma a lo largo de todo el siglo pasado. Los nuevos descubrimientos de yacimientos se han reducido drsticamente en las ltimas dcadas haciendo insostenible por mucho tiempo los elevados niveles de extraccin actuales, sin incluir la futura demanda de los consumidores asiticos. Por otra parte la mayora de las principales reservas mundiales han entrado en declive y solo las de oriente medio mantienen un crecimiento sostenido. Se espera que incluso esos yacimientos entren en declive hacia el 2010 lo que provocara que toda la produccin mundial disminuyera irremediablemente conduciendo a la mayor crisis energtica que haya sufrido el mundo industrializado.

Segn la Teora del pico de Hubbert, actualizada con datos recientes por la Asociacin para el estudio del pico del petrleo, el inicio de dicho declive debera empezar el 2007.

Existen otros tipos de reservas de hidrocarburos, conocidos como bitumenes, el cual es petrleo extrapesado, las ms conocidas son las reservas de bitumen de las Arenas de Athasca en Canad, y la faja petrolfera del Orinoco en Venezuela. Segn clculos de la estatal venezolana PDVSA, la unin de estas reservas no convencionales con reservas convencionales le da a Venezuela el primer puesto como el pas con mayores reservas de hidrocarburos en el planeta.

Principales Estatales Petroleras de Amrica LatinaPetrleos Mexicanos (PEMEX) es una paraestatal mexicana, creada en 1938, que cuenta con un monopolio constitucional para la explotacin de los recursos energticos (principalmente petrleo y gas) en territorio mexicano, aunque tambin cuenta con diversas operaciones en el extranjero. PEMEX es la nica empresa que puede explotar el petrleo en Mxico. Es la mayor empresa de petrleo de toda Amrica Latina Esta empresa acta bajo la supervisin de un consejo de administracin, cuyo presidente es el Secretario de Energa, actualmente la Dra. Georgina Kessel Martnez. El Director General de PEMEX (el cual es el encargado de las operaciones diarias) es Jess Reyes Heroles Gonzlez Garza.Petrleos de Venezuela Sociedad Annima (PDVSA) es una empresa estatal que se dedica a la explotacin, produccin, refinacin, petroqumica, mercadeo y transporte del petrleo venezolano. Fue creada el 1 de enero de 1976. PDVSA es la segunda empresa ms grande de Amrica Latina, despus de Pemex en Mxico, catalogada en 2005 como la tercera empresa petrolera a nivel mundial y clasificada por la revista internacional Fortune como la empresa nmero 35 entre las 500 ms grandes del mundo.[1] Petrleos de Venezuela est de tercera en el ranking de las 50 empresas petroleras del mundo, slo superada por Saudi Aramco, de Arabia Saudita, y por ExxonMobil, de Estados Unidos. Entre sus mayores activos internacionales estn las refineras Citgo en los Estados Unidos de Amrica de la cual es propietaria en un 100%, la Ruhr Oil en Alemania, la cual posee en un 50%, y la Nynas, en Suecia, en la cual es propietaria equitativamente con una empresa petrolera de Finlandia.

Petrobras es una empresa integrada de energa de origen brasileo. De naturaleza semi-pblica [1][2] con participacin nacional y extranjera privada [3][4]. Petrobras opera en forma activa en el mercado internacional de petrleo como as tambin a travs del intercambio de una importante diversidad de productos relacionados con la industria hidrocarburfera. Entre otras cosas, Petrobrs se destaca por utilizar alta tecnologa en operaciones de exploracin y produccin de petrleo en aguas abiertas (off shore) contando con el rcord de la planta de produccin de crudo ms profunda del mundo.

Petroecuador (Empresa Estatal Petrleos del Ecuador) es una empresa estatal ecuatoriana, creada el 26 de septiembre de 1989, encarga de la explotacin de hidrocarburos. El Estado directamente por medio de Petroecuador o por contratos de asociacin con terceros asume la exploracin y explotacin de los yacimientos de hidrocarburos en el territorio nacional y mar territorial.

Ecopetrol S.A. es una Sociedad Pblica por acciones, del estado colombiano, dedicada a explorar, producir, transportar, refinar y comercializar hidrocarburos. Con utilidades promedio en los ltimos 5 aos superiores a los 1.2 billones de pesos anuales y exportaciones en el mismo perodo por ms de 1.981 millones de dlares, es la cuarta petrolera estatal ms grande de Amrica Latina.

Enarsa (acrnimo de Energa Argentina S.A.) es una empresa pblica argentina dedicada a la exploracin, explotacin, destilacin y venta del petrleo y sus productos derivados, as como la comercializacin de gas natural y electricidad. La titularidad de la empresa est repartida en un 53% perteneciente al Estado nacional, un 12% en manos de las provincias y el resto a comerciarse en la bolsa de comercio. Enarsa cuenta entre sus activos el monopolio legal sobre de la exploracin y explotacin de la plataforma submarina del Mar Argentino.

HISTORIA DE LA PERFORACION EN VENEZUELA.

La perforacin en Venezuela se puede dividir en dos periodos principales: pre- nacionalizacin y post nacionalizacin.

Periodo Pre Nacionalizacin:

Este periodo comprende los aos 1878 a 1975, inclusive, cuando el rgimen de exploracin/exportacin petrolera preponderante se fundamento en el otorgamiento de concesiones por el estado. Individualmente, tanto venezolanos como extranjeros obtuvieron concesin pero mayoritariamente fueron empresas extranjeras las que en diversas oportunidades comprobaron el potencial petrolfero del pas.

La perforacin de pozos petrolferos en Venezuela comenz en 1878, en la concesin de 100 hectreas otorgadas a Don Manuel Antonio Pulido en su propia hacienda la Alquitrana, ubicada a 15 kilmetros de Rubio estado Tchira, all se utilizo el sistema de perforacin a percusin y se perforaron pozos hasta 27 metros, y varios resultaron productores posteriormente (1912-1913), una de las empresas asfalteras radicadas en el pas la New York Bermdez Company, comenz a perforar en sus concesiones que abarcaban el lago de asfalto del Guanoco, estado sucre y encontr petrleo sumamente pesado en el pozo bebabui-1. Uno de los pozos produjo 900 barriles de petrleo diarios a la profundidad de 189 metros.

La perforacin del Zumaque-1 en 1914, descubri al campo Mene Grande el sistema a percusin se utilizo en el occidente de Venezuela hasta 1920 llegando a lograr pozos de 1925 metros. En 1922 el pozo Barrosos-2 descubri el campo La Rosa estado Zulia que le dio categora internacional a Venezuela como gran productor de petrleo. Este pozo produjo por un reventn y estuvo fluyendo sin control durante 10 das a razn de 100 mil barriles diarios.

En el oriente de Venezuela se usaron los equipos de percusin hasta 1928, ao en el que se descubri el campo Quiriquire, estado Monagas utilizando por primera vez un equipo rotatorio. Despus de este periodo inicial toda la perforacin en Venezuela se ha hecho con el sistema de perforacin rotatoria.En general, la cantidad de pozos ha variado de acuerdo a diferentes periodos de auge o de recesin, dependiendo de la oferta y demanda de hidrocarburos en los mercados mundiales. Hasta 1929 hubo un aumento progresivo de pozos terminados por ao, llegando hasta 615 pozos ese ao. Este esfuerzo inicial de perforacin se concentro en los campos costaneros del lago de Maracaibo distrito Bolvar, estado Zulia. A mediados de 1929 por motivos de la depresin econmica mundial disminuyo la actividad de perforacin. No obstante los varios intervalos de recesin de corta duracin, las operaciones de perforacin fueron aumentando progresivamente hasta 1957, cuando terminaron 1813 pozos. De 1957 a 1960 hubo una reduccin drstica en las actividades de exploracin debido a la sobreproduccin mundial de petrleo.

En la dcada del 60 en Venezuela ocurrieron una serie de acontecimientos que afectaron directamente a la industria petrolera entre los cuales se destacan: el gobierno venezolano opto por la poltica de No ms Concesiones a las empresas petroleras extranjeras y esto disminuyo la perforacin de pozos exploratorios; se redujeron las inversiones y la perforacin de pozos de desarrollo se cre la empresa estatal petrolera CVP; se aprobaron contratos de servicio de empresas extranjeras con la CVP y el ministerio de minas e hidrocarburos aprob varias resoluciones concerniente al mercado de los hidrocarburos a las operaciones petroleras e informaciones sobre las actividades. En la dcada del 70 se aprueban se establecen valores mnimos para los hidrocarburos exportados; se aprueban las ley sobre bienes afectos a reversin en las concesiones de hidrocarburos, ley que reserva al estado la industria del gas natral, ley que reserva el estado de explotacin del mercado interno de los productos derivados de hidrocarburos, normas que regulan el registro de exportadores de hidrocarburos y sus derivados, ley orgnica que reserva al estado la industria y el comercio de los hidrocarburos y el 30 de agosto de 1975 por decreto N1.123 se crea la empresa estatal (CASA MATRIZ) Petrleos de Venezuela S.A.

Como consecuencia del desencadenamiento de estos hechos las empresas concesionarias restringieron sus actividades a las de una industria petrolera esencialmente extractiva y predomino la poltica de contraccin de inversiones y de gastos, y de mantenimiento esencial de platas y equipos. La actividad de perforacin exploracin y de desarrollo se redujo sustancialmente.

Periodo Post Nacionalizacin:

El periodo de post nacionalizacin comprende el lapso transcurrido desde el momento de la nacionalizacin de la industria petrolera desde el 1 de enero de 1976, en adelante. Las actividades de perforacin se incrementan con la exploracin de nuevas areas costa fuera y en la faja petrolfera del Orinoco.; y la reactivacin de la perforacin de pozos de desarrollo en los yacimientos tradicionales as para 1982 se lleg a terminar 1156 pozos (225 pozos exploratorios y 931 pozos de desarrollo).

Uno de los aspectos ms importantes de este periodo lo constituyo el fortalecimiento de la capacidad de perforacin con taladros propios. Las filiales operadoras adquirieron 73 nuevos taladros mediante lo cual han logrado grandes ahorros para la industria al reducir su dependa de los taladros contratados.

Para fines de 1986 de los 153 taladros existentes en el pas el 46% eran propios 80 de estos taladros se utilizan en perforacin y el resto de actividades de reacondicionamiento, reparacin y servicios de pozos. Es importante destacar que los taladros construidos para trabajar en el lago de Maracaibo fueron diseados por la industria petrolera venezolana. En muchos aspectos la tecnologa desarrollada en el lago de Maracaibo a sido precursora de la tecnologa para las operaciones costa afuera que hoy se realizan mundialmente. La actividad de explotacin que se llevo a cabo costa fuera durante 1978 se efectu en la Ensenada de la Vela, estado Falcn, donde se perforaron 14 pozos a profundidades entre 2370 y 3650 metros. Adicionalmente, en 1979, se comenz la exploracin de las nuevas reas de la plataforma continental que incluyo las cuencas de Carupano (20 pozos), el golfo de Paria (4 pozos), del Delta Costa Afuera (5 pozos), del golfo Triste (4 pozos) y la cuenca de cariaco (12 pozos). Estas actividades concluyeron en septiembre de 1983 despus de un total de 72 pozos, de los cuales se probaron 70 luego de alcanzar el objetivo programado. Algunos de estos pozos alcanzaron profundidades de hasta 5800 metros.

La actividad exploratoria ms resaltante en tierra se desarrollo en la faja petrolfera del Orinoco y cubri un rea de unos 50mil kilmetros cuadrados. Entre los aos 1980y 1983 se perforaron en la faja 667 pozos exploratorios, en su mayora a profundidades de 900 metros y 1500 metros. Este esfuerzo hizo posible cuantificar las reservas de la faja petrolfera del Orinoco, estimadas en 1,2 millones de millones barriles de petrleos en sitio.

TIPOS DE POZOS

Despus que los gelogos y geofsicos han encontrado lo que aparenta ser un sitio favorable para una acumulacin de petrleo, se procede a perforar un pozo.

El pozo es una excavacin que se realiza en la tierra para buscar la vena de petrleo, consiste en un hoyo profundo que en la prctica y en el mejor de los casos conduce hasta el yacimiento del cual se extraer el hidrocarburo.

Esta actividad la ha practicado el ser humano desde tiempos muy remotos en muchas partes del mundo, para obtener agua dulce, salmuera y hasta petrleo y gas mucho antes de establecer la industria petrolera.

Los pozos se caracterizan dependiendo de la funcin que desarrollen y el estado en que se encuentren pueden ser:Pozos de exploracin. Despus del anlisis de los datos geolgicos y de las prospecciones geofsicas se perforan pozos de exploracin, en tierra firme o en el mar. Los pozos de este tipo que se perforan en zonas donde no se haba encontrado antes petrleo ni gas se denominan pozos experimentales o de cateo. Los pozos donde se encuentra petrleo o gas reciben el nombre de pozos de descubrimiento. Otros pozos de exploracin, conocidos como pozos de delimitacin o de valoracin, se perforan para determinar los lmites de un yacimiento despus del descubrimiento, o para buscar nuevas formaciones que contengan petrleo o gas, situadas cerca o debajo de las que ya se sabe que contienen el producto. A un pozo donde no se encuentra petrleo ni gas, o slo en cantidades demasiado escasas para una produccin econmica, se le llama pozo seco.

Pozos de desarrollo. Despus de un descubrimiento se determina de forma aproximada la extensin del yacimiento mediante una serie de pozos de delimitacin o de valoracin. Acto seguido se perforan pozos de desarrollo para producir gas y petrleo, cuyo nmero depende de la definicin esperada del nuevo yacimiento, tanto en tamao como en productividad. Debido a la incertidumbre acerca de la forma o el confinamiento de los yacimientos, algunos pozos de desarrollo pueden resultar pozos secos. A veces, la perforacin y la produccin se realizan simultneamente.

Pozos de geopresin y geotrmicos. Son pozos que producen agua a una presin (7.000 psi) y una temperatura (149 C) extremadamente elevadas, la cual puede contener hidrocarburos. El agua se convierte en una nube de vapor caliente y gases que se expande rpidamente al ser liberada a la atmsfera debido a una fuga o una rotura.

Pozos mermados o casi agotados. Son los que producen menos de diez barriles de petrleo diarios en un yacimiento.

Pozos de mltiples zonas. Cuando se descubren mltiples formaciones productivas al perforar un solo pozo, puede introducirse una columna de tubos en un mismo pozo para cada una de las formaciones. El petrleo y el gas de cada formacin se dirigen a su respectiva tubera y se aslan de los dems mediante obturadores, que sellan los espacios anulares entre la columna de tubos y el revestimiento. Son los denominados pozos de mltiples zonas.

Pozos de inyeccin. Bombean aire, agua, gas o productos qumicos a los yacimientos de los campos de produccin, ya sea para mantener la presin o para desplazar el petrleo hacia pozos de produccin mediante fuerza hidrulica o un aumento de la presin.

Pozos de servicio. Son los que se utilizan para operaciones de pesca de tubos o accesorios y operaciones con cable de acero, colocacin de obturadores o tapones, o retirada y rehabilitacin. Asimismo se perforan para la evacuacin subterrnea del agua salada que se separa del crudo y el gas.

CLASIFICACIN DE LAS POZOS

El Pozo Vertical

La mayora de los pozos se consideran rectos, pero considerarlos as es ignorar la tendencia de estos a desviarse de la vertical. En muchas regiones petroleras del mundo, reglamentos gubernamentales exigen que el pozo sea perforado siguiendo la ms exacta verticalidad que se pueda. Cualquier descarro de este procedimiento obliga a que se obtenga un permiso especial de la agencia legislativa del gobierno.

Un pozo vertical parejo facilita bajar tubera de revestimiento ms grande con mnimo espacio y permite la posibilidad de utilizar una tubera de revestimiento extra en una etapa posterior en las operaciones de construccin de pozos. Un pozo que no mantiene la verticalidad puede eliminar esta opcin. Un beneficio aun mayor es que la perforacin vertical de alta calidad brinda la oportunidad de minimizar el tamao del pozo desde el comienzo.

Un pozo pequeo es tpicamente ms rpido de perforar y representa menos costos tanto para la eliminacin de recortes como en materia de tabulares y cemento.

Muchos operadores minimizan la huella de las operaciones de perforacin en la superficie perforando varios pozos direccionales desde una localizacin de superficie a localizaciones de fondos de pozos ampliamente espaciadas. En estas operaciones, la perforacin vertical, es una tcnica esencial para evitar colisiones en las secciones superiores del pozo perforadas desde plantillas de plataformas marinas y localizaciones de perforacin en tierra firme.

La perforacin vertical de las secciones superiores de los pozos es tambin critica para el xito de las operaciones de perforacin de de largo alcance. La tortuosidad excesiva en la parte superior del pozo causa un mayor esfuerzo de torsin y arrastre en las secciones subsiguientes del pozo, lo que puede conducir al desgaste de la sarta de perforacin y la tubera de revestimiento. La tortuosidad tambin aumenta el potencial de problemas de perforacin, tales como una pobre limpieza del pozo, atascamiento/deslizamiento e incapacidad para alcanzar la profundidad planeada debido al esfuerzo de torsin de arrastre. Un pozo parejo y en calibre generalmente genera registro de pozos superiores que simplifica la evaluacin de la perforacin.

En el pasado, se bajaban simples arreglos de pndulo para mantener bajos los ngulos de inclinacin del pozo, pero su eficacia era limitada en las formaciones duras o con inclinacin pronunciada. Las bajadas de correccin para volver el pozo a la verticalidad resultan costosas y no evita que el problema volviera a ocurrir. A fin de responder a la necesidad de pozos rectos y verticales, se dispone en la actualidad de un sistema rotativo y direccional para los casos de perforacin vertical, su continua rotacin minimiza el riesgo de atascamiento mecnico, y la carencia de componentes estacionarios de fondo de pozo, elimina el efecto de anclaje de una parte no rotativa.

La herramienta es programada desde la superficie para buscar y mantener automticamente la verticalidad en el pozo sin ninguna interaccin desde la superficie. Los sensores, determina si la inclinacin esta cambiando a lo largo y por cuanto. Su han ocurrido cambios, la herramienta determina automticamente la direccin necesaria para volver a la orientacin vertical, utilizando almohadillas que empujan activamente contra la pared superior del pozo.

En una gran proporcin los pozos son perforados desde una localizacin directamente sobre el reservorio objetivo. Entonces con el fin de perforar un pozo exitosamente, el pozo debera ser perforado verticalmente, o casi verticalmente. En la practica existen factores que hacen muy difcil mantener perfectamente vertical un pozo. Un pequeo ngulo de apartamiento es aceptable, pero obviamente, entre ms se aparte un pozo de su trayectoria planeada, ms probable es que no llegue a la zona prevista en el objetivo. Esto es un error cuya correccin costara mucho tiempo y dinero pues el pozo requerir el uso de costosas herramientas de fondo para dirigirlo nuevamente a su curso debido, o bien tendr que ser re-perforado con el fin de llegar ala objetivo.

Las consideraciones en la formacin como dureza, estructura y buzamiento o inclinacin, son factores obvios para que un pozo se salga de su curso.

Causas comunes de desviacin

Litologa Inter. Estratificada/ Perforabilidad

La litologa Inter. Estratificada (con capas alternadas de formaciones duras y blandas) hace difcil mantener el ngulo del pozo pues tienen diferentes perforabilidades, ocasionando que la broca se deflecte de su curso, en forma parecida cuando la luz reflecta diferente en agua que en aire.

Adems aparecen problemas asociados con litologas alternantes es la aparicin de cambios abruptos en el dimetro del hueco, pues se hace pequeo en formaciones duras y se desgasta en formaciones dbiles.

Buzamiento de la Formacin (Dip)

El buzamiento de la formacin (el ngulo al cual la formacin se separa de la horizontal) puede ocasionar un pozo a desviarse. En formaciones con un grado alto de buzamiento, los planos de asentamiento de las placas proporcionan un ngulo natural y fcil para ser seguido por la broca, tendiendo as a desviarse hacia abajo por el plano de buzamiento.

En formaciones menos profundas la broca tiende a seguir la inclinacin hacia arriba del plano de buzamiento.

Fallas

La perforacin a travs de fallas (una fractura en la formacin donde un lado de la fractura se desplaza hacia arriba, o hacia abajo, o lateralmente en posicin relativa a la roca al otro lado de dicha fractura) puede ocasionar que un pozo se desve de la vertical.

Esto puede resultar en que rocas de diferente perforabilidad queden yuxtapuestas, o desde el plano de falla algn material fallado pueda hacer reflectar la broca de su curso original.

Malas prcticas de perforacin

El excesivo peso en la broca acenta la tendencia de la broca a salirse de curso. Aplicar mas peso en la broca compensar el usar una broca inadecuada, una broca gastada o empacada, en trminos de mantener la rata de penetracin, pero el incremento en el peso puede causar que la broca se salga de su curso, como resultado que la sarta se arquee y re-direccione la sarta.

Si hay demasiado espacio entre drillcollars de dimetro delgado comparado con la pared del pozo hace posible que la sarta se mueva lateralmente. Estos movimientos pueden ser evitados usando estabilizadores y herramientas de dimetro adecuado, que estabilicen la sarta y la mantengan centralizada.

Si el BHA (ensamblaje de fondo) no esta estabilizado, la broca se reflectar ms fcilmente, creando entonces un hueco desviado. Mientras menos rgido sea el ensamblaje de fondo, el peso excesivo ocasionar el doblamiento de la tubera, deflectando la broca.

Rotar la sarta fuera del fondo durante perodos largos, tambin puede ocasionar desviacin, pues se crearn secciones con el dimetro agrandando, permitiendo que la broca tome otro camino.

Pozo Inclinado

Generalmente se perforan pozos para que sean verticales, pero algunas veces es necesario o ventajoso perforar un pozo a un ngulo fuera de la vertical. Este tipo de perforacin se refiere a la desviacin intencional de la direccin de excavacin.

Algunas de las razones por las cuales se perforan, a propsito este tipo de pozo son:

Fallando Objetivo ( Missed Target)

Si se ha de fallar en llegar a cierto objetivo con la trayectoria que se esta llevando, la perforacin direccional sirve para re- direccionar el pozo hacia la formacin productiva.

Pozo de trayectoria lateral (sidetracking) y enderezamiento (straightening)

La perforacin direccional puede realizarse como una operacin remedial, ya sea para dirigir el pozo por una trayectoria lateral para evitar un obstculo (tubera y herramientas abandonadas y cementadas y el pozo taponado) desviando el pozo a un lado de la obstruccin, o de llevar al pozo nuevamente a la vertical enderezando las secciones desviadas.

Buzamiento estructural (structural dip)

Si la estructura de la formacin y su buzamiento van hacer muy difcil mantener vertical un pozo, puede ser mucho mas rpido y barato situara el taladro tendiendo en cuenta la desviacin que el pozo ha de tomar y permitirle orientarse naturalmente hacia el objetivo. El pozo puede ser orientado o diseccionado en las ltimas etapas para hacer mas precisa su llegada al objetivo.

Perforacin a travs de una falla (fault drilling)

La perforacin direccional puede ser usada para reflectar la trayectoria de un pozo y eliminar el peligro de perforar un pozo vertical a travs de una falla abruptamente inclinada la cual podra torcer y cortar el revestimiento.

Para entrar en una formacin en un punto particular o a un ngulo determinado

La perforacin direccional hace posible penetrar una formacin en un punto o ngulo particular, en forma que se pueda llegar a la mxima productividad del reservorio.

Para llegar a una localizacin inaccesible.

Se puede situar al taladro fuera del objetivo, para llegar posteriormente con perforacin direccional, y as llegar a una localizacin sobre una formacin productora de otra manera inaccesible (como debajo de una poblacin, terreno montaoso o pantanoso, o cundo no se permite le acceso).

Para perforar un yacimiento que esta bajo el agua

Cuando una formacin productiva queda bajo el agua, la perforacin direccional permite que el pozo se perfore se perfore desde una superficie en tierra hacia el objetivo bajo el agua. Aunque la perforacin direccional es costosa, lo es menos que la perforacin costa afuera.

Perforacin costa afuera

La perforacin direccional se usa comnmente en perforacin costa afuera porque se pueden perforar varios pozos desde la misma plataforma. Esto simplifica las tcnicas de produccin y recoleccin, dos factores importantes que intervienen en la factibilidad econmica y en los programas de perforacin costa afuera. Ejemplo de esto son los pozos que se encuentran ubicados debajo del Ocano Pacifico.

Para perforar a travs de un domo salino

La perforacin direccional se usa para resolver los problemas de perforar un pozo a travs de un domo salino y llegar a una formacin productora la cual frecuentemente yace bajo la capa selladora inferior del domo.

Pozos de alivio

Los pozos de alivio fueron la primera aplicacin de la perforacin direccional. Estos pozos de alivio se perforan hacia un pozo cercano que esta fuera de control, haciendo posible que el pozo fuera de control pueda ser controlado por medio de inyeccin por el pozo de alivio.

Mtodos de clculo de la desviacin

Existen dos mtodos, radio de curvatura y curvatura mnima, que son adaptados como los ms precisos y son los ms usados en toda la industria.

Ambos asumen una curva suave, o arco, se produce entre los puntos sucesivos donde se ha tomado el registro y ambos requieren el uso de una computadora para ser aplicados eficientemente en el pozo.

Radio de curvatura

El mtodo del radio de curvatura asume que la trayectoria del pozo entre puntos sucesivos donde se ha tomado es un segmento esfrico.

La dimensin exacta de la esfera es determinada por los vectores direccionales, en los puntos donde se ha tomado el registro, y la distancia entre los mismos.

Este mtodo, al igual que el mtodo de la curvatura mnima, estn sujetos a errores entre mayor sea la distancia entre los puntos y si hay ocurrencia de patas de perro entre los puntos.

Curvatura mnima

Para un intervalo dado, el mtodo de curvatura mnima toma los valores de inclinacin (I) y de direccin (A). a partir de estos puntos, este mtodo produce un arco de curvatura mnima para determinar la trayectoria entre dichos puntos.

El arco circular se define por un factor (RF) determinado por el valor de la pata de perro (DL) y es el resultado de minimizar la curvatura total dentro de las limitaciones impuestas por los puntos donde se ha tomado el registro.

Terminologa de la perforacin direccional

Angulo de revestimientoEs el ngulo del cambio de inclinacin, expresado en grados sobre una distancia dada (ej.: 2/100pies)

AzimutLa direccin del pozo ala profundidad del registro, expresada en grados (0-359) medidos en direccin horaria a partir del Norte verdadero.

Ubicacin del fondo del pozo (Bottom hole location)Es la profundidad vertical verdadera y el valor de acercamiento (Closure) a profundidad total.

Seccin de levantamiento (Build Section)Es el intervalo donde se hace el ngulo deseado para el pozo.

Acercamiento (Closure)Es la distancia horizontal ms la direccin hasta un punto especfico del pozo (3000ft N60E).

Seccin de Angulo constante (Constant Angle Section)Es el intervalo donde se mantiene constante el ngulo deseado para el pozo.

Curso (Course Length)Es la distancia medida entre dos puntos registrados sucesivos.

DeclinacinLa diferencia entre le Norte verdadero y el Norte magntico.

Apartamiento (Departure)La distancia horizontal que se ha desviado el pozo de la vertical.

Orientacin (Drift Direction)Es la direccin del pozo, relativa al punto de referencia respecto al Norte.

InclinacinEs el ngulo, en grados, al cual el pozo se desva de la vertical.

Punto de Kick- Off; (Kick off Point)Es donde comienza el hueco desviado, donde se aparta a un nuevo rumbo.

Profundidad medida (measured depth)Es la longitud del pozo medida a lo largo de su trayectoria.

Objetivo (target)El punto donde se planea penetrar la formacin productiva.

Profundidad total (total depth)La mxima profundidad definida alcanzada por el pozo.

Profundidad vertical verdaderaLa profundidad del pozo medida perpendicularmente desde la superficie donde esta la cabeza del pozo. En los pozos direccionales la profundidad vertical verdadera siempre ser menor que la profundidad medida.

Cabeza del pozo (Wellhead)El punto normal de referencia para el apartamiento y la direccin.

Perfiles de pozos

Existen tres perfiles principales que pueden ser previstos para la trayectoria de un pozo. Note que en caso de correccin de curso, podra haber muchas variaciones del perfil previsto.

Perfil de deflexin superficial

El perfil de deflexin superficial esta caracterizado por una deflexin superficial inicial. Cuando se logra la inclinacin y el azimut deseados, se reviste el pozo para proteger la seccin de levantamiento. Se mantiene l ngulo del pozo con el fin de llegar al objetivo.

Este perfil es usado principalmente para perforacin a profundidad moderada donde no se necesita revestimiento intermedio. Tambin se usa para perforar pozos ms profundos que requieren in gran desplazamiento lateral. La mayora de los pozos direccionales se planean con este perfil.

Perfil de curva en S

El perfil de curva en S se caracteriza tambin por una deflexin inicial a una profundidad superficial con un revestimiento aislando la seccion de levantamiento. El ngulo de perforacin se mantiene hasta que se ha perforado la mayor parte del desplazamiento lateral deseado. El ngulo del hueco se reduce o se regresa a la regresa a la vertical con el fin de llegar al objetivo.

Perfil de deflexin aguda

El perfil de deflexin aguda se caracteriza por una deflexin inicial mucho ms abajo del revestimiento de superficie, luego se mantiene el ngulo con el fin de llegar al objetivo.

Etapas de la Perforacin con Desviacin

Se consideran cuatro etapas principales en la perforacin de un pozo direccional. Kick off: Este es el punto al cual el pozo se aparta de la vertical. Esto se consigue por medio de varia tcnicas de desviacin como el uso de boquillas desviadoras, cucharas (whipstoks), motores y substitutos angulados (bent subs)

Seccin de levantamiento: Despus de Kick off, la inclinacin del pozo se aumenta hasta el ngulo deseado de deflexin. Esto generalmente se consigue mediante el uso de motores y de substitutos angulares (bent subs). Es muy importante que se eviten los cambios severos del ngulo y la creacin de patas de perro.

Seccin de ngulo constante: Una vez que se ha conseguido el ngulo de deflexin deseado en la seccin de levantamiento, se debe mantener la trayectoria para llevar el pozo al objetivo.

Disminucin del ngulo: esto puede requerirse si el pozo se esta dirigiendo por encima del objetivo. Se puede reducir el ngulo variando al posicin de los estabilizadores (pndulo) y la rigidez de la sarta, permitiendo al efecto del pndulo reducir el ngulo. Reducir el peso en la broca tambin ayuda a reducir el ngulo.

Malos efectos de la desviacin

Hay muchos malos efectos por la desviacin de un pozo. Esto se agrava si el pozo cambia de direccin y si resulta curvas cerradas, algunos de los efectos mas serios del hoyo desviado pueden ser los siguientes:1. Aumento del esfuerzo de torsin: los hoyos torcidos incrementan el esfuerzo torsional requerido para hacer girar la tubera de perforacin y la barrena. El aumento de friccin de la tubera contra la pared del ngulo dificulta ms el control de peso sobre la barrena.

2. Tensin de fatiga: los hoyos torcidos acrecientan enormemente el esfuerzo de fatiga de la sarta de perforacin y de esto resulta una perforacin mayor de fallas de la tubera.

3. Desgaste de la sarta de perforacin: las tuberas y las uniones se desgastan ms rpidamente por el aumento de la friccin contra el lado del hoyo.

4. Problemas de revestimiento: a veces, cuando se baja la tubera de revestimiento en un hoyo torcido, se puede fatigar hasta el piento de ruptura o quedarse atascada en el fondo del pozo.

5. Trabajos de pesca: los hoyos torcidos pueden, en ciertas ocasiones dificultar los trabajos de pesca. Se sabe de casos en que la tubera se encorv en o debajo de zonas torcidas, obligando a desviar el hoyo por ser imposible rescatar el pescado.

6. Patas de perro: de las condiciones torcidas de un pozo, las patas de perro son las peores. Ninguna operacin que se ejecute en el ngulo de un pozo ser fcil en la presencia de patas de perro, por ejemplo la tubera de perforacin esta sujeta a fatiga en dos puntos.

7. Costo de produccin: los hoyos torcidos pueden afectar el costo de produccin de muchas maneras. Una de ellas es el espantajo de varillas de succin desgastadas y de tubera ranurada. El costo de materiales y de las operaciones de pesca es enorme.

Pozo Horizontal

Estos pozos son perforados de manera direccional, paralelos a los planos de estratificacin de un yacimiento o hasta alcanzar 90 grados de desviacin con respecto a la vertical, llegando a una profundidad y direccin establecidas en las cuales se encuentra ubicado el yacimiento objetivo. Son pozos perforados paralelos a la seccin productora, es decir son perforados paralelos al buzamiento de la arena. La definicin abarca, tambin aquellos pozos que poseen un ngulo de desviacin menor de 86, con respecto a la vertical.

Este tipo de pozos se caracteriza por tener una seccin lateral de longitud variable, que puede ir de unos cientos de pies a varios miles; la direccin de la parte horizontal depende de la seccin del yacimiento y del rea a ser drenada. El objetivo de esta aplicacin es incrementar el factor de recobro y por consiguiente obtener una mayor produccin, reducir los problemas de arenamiento y de conificacin de agua o gas, producir en zonas cuyo espesor sea reducido y donde la perforacin vertical resulte econmicamente poco rentable.

La perforacin horizontal resulta adecuada para nuevas locaciones o, en algunos casos, se puede utilizar en pozos viejos creando un pozo de reentrada o re-entry, el cual es perforado a partir de pozos verticales o direccionales ya existentes; en ellos se abre una ventana en el revestidor para desviar la mecha y perforar la seccin horizontal. Adicionalmente, puede ser perforado uno o mltiples hoyos a partir de un solo pozo vertical, los cuales se denominan pozos multilaterales.

Hay varias razones para perforar horizontalmente a travs de un reservorio, principalmente debido a las caractersticas de la formacin y con el fin de maximizar la produccin de un pozo.

Una perforacin horizontal permite: La produccin de formaciones muy delgadas, la cual es muy poca econmica en pozos verticales. Un pozo horizontal tendr un rea de contacto mayor con el reservorio, as incrementa el indice de productividad.

Produccin de reservorios donde la permeabilidad vertical excede la permeabilidad horizontal.

Proporciona mayor informacin sobre el reservorio y sobre la formacin.

Penetra fracturas verticales.

Incrementa la produccin en reservorios de baja presin.

Limita la contaminacin por fluidos no deseados al mantener el pozo dentro de la zona de aceite, sobre el contacto agua/aceite.

Retarda la aparicin de gas o agua pues un pozo horizontal crea un menor gradiente de presin al estar produciendo.

Reduce el nmero de pozos necesarios para explotar un reservorio. Varios pozos horizontales pueden ser perforados desde un solo pozo vertical, en vez de un gran nmero de pozos verticales necesarios para explotar adecuadamente le misma rea del reservorio.

Clasificacin de los pozos Horizontales

Los pozos horizontales pueden estar caracterizados por la rata de levantamiento en la seccin de levantamiento, la cual es la longitud resultante en la seccin de levantamiento (la distancia horizontal en la cual el pozo es llevado de la trayectoria vertical a la horizontal), o bien segn la longitud de la seccin horizontal (alcance).

El siguiente diagrama ilustra el concepto de pozos de radios cortos, medios y largos.

Dentro de esta categora tambin se encuentra los pozos de radio ultra corto, cuyo radio varia de 1 a 3 pies. En consecuencia, el ngulo de levantamiento se encuentra entre 45 y 60 grados por cada pie.

Las longitudes de las secciones horizontales son de aproximadamente 100 a 200 pies. Se utiliza agua a alta presin y una herramienta de deflexin para perfora pozos con radio ultracorto, ello permite pasar de la seccin vertical a la posicin horizontal.

Un pozo de radio corto tiene una curvatura de 20 a 40 pies. Sus ngulos de levantamiento son, en consecuencia, muy grandes, alcanzando de 2 a 5 grados por cada pie. Las secciones horizontales varan de 300 a 800 pies de longitud. La desviacin y profundidad limitada requerida para estos pozos lo hacen muy tiles en formaciones con litologa completa.

Los pozos de radio medio tienen una curvatura que oscila de 300 y 800 pies, y ngulos de levantamiento entre 8 y 35 grados por cada 100 pies, por lo que requieren de equipos de perforacin articulada especializado, pueden ser registrados y entubados.

En pozos de radio largo se utilizan equipos de perforacin estndar para alcanzar ngulos de levantamiento de 2 a 6 grados por cada 100 pies. Su radio de curvatura oscila entre 1000 y 3000 pies. El dimetro de los pozos es de la misma longitud que en los pozos verticales. La configuracin de la seccin horizontal llega a tener longitudes que pueden ir desde los 4000 hasta los 6000 pies, inclusive se han llegado a perforar secciones de hasta 8500 pies.

Consideraciones en la perforacin Horizontal

Efectos del Radio: Los pozos con radio corto y mediano obviamente requieren un desplazamiento horizontal ms corto y por lo tanto son perforados ms rpidamente que los pozos de radio largo, sin embargo dad su incapacidad de rotar la sarta sin exceder los lmites de resistencia mecnica de la tubera, restringen la capacidad del perfil del pozo y tiene un impacto mayor en el diseo de la sarta de fondo, en las propiedades de lodo y en la hidrulica.

Diseo de la sarta de perforacin invertida

Las principales consideraciones son:

Transmitir peso a la broca.

Reducir torque y arrastre

No exceder los lmites de esfuerzo mecnico que puedan hacer fallar la tubera.

El perfil invertido de la sarta inversa maximiza el peso en la seccin vertical, y minimiza el peso en la seccin horizontal, as reduciendo el torque y el arrastre y poder seguir transmitiendo el peso ala broca.

Fatiga en la tubera de perforacin

Las solicitaciones de torque y arrastre en la tubera durante la perforacin horizontal son mayores que cuando se perfora un pozo vertical. Alguno de los factores a considerar son: Mayores cargas torsionales.

Altas fuerzas tensionales en la seccin de levantamiento.

Rotacin fuera de fondo de forma que la tubera en la seccion de levantamiento (HWDP) estn en tensin y no en compresin.

Severidad de las patas de perro

Limpieza de hueco

En las secciones horizontales los cortes de la perforacin tienden naturalmente a caer a la cara inferior del pozo, formando acumulaciones que restringen el movimiento de tubera, aumentando el arrastre, lo cual puede llevar a una pega de tubera.

Para evitar esto se toman en cuenta varias precauciones.

Velocidades anulares altas, que produzcan flujo turbulento en la seccin horizontal (las bombas del taladro deben ser capaces de suministrar altas ratas de flujo que permitan esto)

Eficiente equipo de superficie que mantenga al mnimo al contenido de slidos en el lodo.

Circular exhaustivamente antes de sacar tubera.

Revestimiento y cementacin

Las principales consideraciones con respecto al revestimiento ya a la cementacin son:

Se reduce las posibilidades para rotar y reciprocar el revestimiento. Las patas de perro severas y arrastre alto pueden impedir que se baje un revestimiento. Se necesita una centralizacin efectiva del revestimiento para lograr una buena adherencia anular y para evitar canalizacin del cemento. Se corre el riesgo de mal desplazamiento del lodo, lo cual podra contaminar el cemento. Consideraciones respecto a la formacin

Durante la perforacin horizontal las principales consideraciones respecto a la formacin son:

El efecto adverso en la direccin del pozo (si causa desviacin no deseada) causada por diferentes perforabilidades, buzamientos, entre otras.

La estabilidad del hueco en formaciones frgiles e inconsolidadas que pueden caer dentro del hueco.

Las sales reactivas pueden causar problemas significativos en pozos horizontales (las practicas convencionales para tratar estos problemas como lodos de lata densidad, lodo con valores de filtrado bajo, lodos base de aceite, uso de Top Drive, sirven para minimizar este problema )

El buzamiento de la formacin y su resistencia pueden hacer variar la trayectoria del pozo.5. Mtodos de perforacin de pozos

La perforacin de un pozo en tierra o mar consiste en la penetracin de las diversas capas de roca hasta llegar al yacimiento, y asi ponerlo en contacto con la superficie. Este yacimiento contenido de hidrocarburos, ser explotado de manera comercial y en forma racional.

Una misma perforacin puede atravesar varios yacimientos, por lo que es conveniente valorar cada uno de ellos para definir cuales deben ser aprovechados a la hora de terminar el pozo.

La perforacin de pozos profundos requiere mtodos y tecnologas apropiadas, personal habilitado y equipamiento adecuado.

Como consecuencia de la propia naturaleza de los trabajos, las inversiones y riesgos tanto operacionales como financieros, son mayores. En la perforacin de los pozos el xito de los trabajos depende de una serie de factores de orden tcnico y geolgico, encabezados por la eleccin del mtodo de perforacin adoptado. No debe olvidarse que un pozo es una obra de ingeniera geolgica y no un hoyo a travs del cual sern explotados los hidrocarburos ya sea petrleo o gas.

Aceptado este principio, todas las precauciones deben ser tomadas para que el pozo sea tcnicamente bien construido, convirtindose en una obra econmicamente rentable.

Dentro de los diferentes requisitos se destacan: la ubicacin, el proyecto y la seleccin del mtodo de perforacin, a los cuales el ingeniero debe estar atento y proveerse de todos los datos disponibles para definirlos con el mayor margen de seguridad posible.

Una vez determinado el sitio y el proyecto del pozo, el ingeniero deber indicar el mtodo de perforacin a adoptarse. La eleccin del mtodo envuelve factores de orden tcnico y econmico y depende tambin del tipo de pozo que se va a perforar y cuales son sus finalidades.

Existen mtodos mecanizados y manuales para perforar pozos, pero todos se basan en dos modalidades: percusin y rotacin. As mismo, se emplea una combinacin de ambas modalidades.

Perforacin a Percusin

Este sistema fue implementado por primera vez en la antigua China, la cual perforaba hace 1000 aos, pozos de hasta 900 m de profundidad para explotar sal. Con un hierro pesado de la forma de una pera golpearon constantemente las rocas a perforar. Un poco de agua en el fondo del pozo se mezclaba con el polvo de roca y se extraa con baldes de tubo.

El mtodo se basa en la cada libre de un peso en sucesin de golpes rtmicos dados contra el fondo del pozo.

La industria petrolera comenz en 1859 utilizando el mtodo de perforacin a percusin, llamado tambin a cable. Se identific con estos dos nombres porque para desmenuzar las formaciones se utiliz una barra de configuracin, dimetro y peso adecuado, sobre la cual se enrosca una seccin adicional metlica fuerte para darle ms peso, rigidez y estabilidad.

Por encima de esta pieza se enrosca un percutor eslabonado para hacer efectivo el momento de impacto (altura x peso) de la barra contra la roca. Al tope del percutor va conectado el cable de perforacin. Las herramientas se hacen subir una cierta distancia para luego dejarlas caer libremente y violentamente sobre el fondo del hoyo. Esta accin repetitiva desmenuza la roca y ahonda el hoyo.

Maquinaria

Las funciones que tienen que cumplir la mquina son:

1. Percusin. Se consigue por la repeticin del ciclo de elevacin y subsiguiente cada libre de una sarta de herramientas compuesta de distinta forma.

2. Extraccin de detritus o limpieza de sondeo. Se hace con la cuchara de vlvula y es preciso un mecanismo que permita, de forma rpida, su descenso al fondo del sondeo y su elevacin a la superficie.

3. Manejo de tubera y herramientas. Se emplea para ello un aparejo de ms o menos guarnes, segn la importancia de los pesos que haya que manejar.

Herramientas

a. Trpano. Es la herramienta de perforar propiamente dicha y, por tanto, la ms importante de todas. Las funciones ms importantes que cumple el trpano son: penetrar, triturar, escariar y mezclar. El carcter de la formacin que se perfora determina cul de estas misiones es ms importantes as por ejemplo en terrenos calizos duros la misin ms importante es penetrar en terrenos blandos sera mezclar.

b. Barrn. Es una barra cilndrica de acero forjado que lleva en su parte inferior una rosca hembra para recibir la rosca macho del trpano, y en su parte superior una rosca macho que conecta con la tijera o montera en su caso. La misin del barrn es proveer a la sarta de herramientas con el peso necesario para la perforacin y tambin como gua para el movimiento alternativo de la sarta.

c. Tijera o destrabador. No es una herramienta imprescindible, va encima del barrn. Formada por dos eslabones que permiten un cierto juego longitudinal del orden de 10 a 20 cm. Se utiliza para desatrancar la herramienta cuando sta queda atascada en la perforacin.

d. Montera. Remata la sarta de herramientas y sirve para hacer la unin con el cable. El cable se une a un buln cilndrico alojado en el interior de la montera, permitiendo as el giro de la sarta de herramientas alrededor de su eje longitudinal, con lo que se consigue que la perforacin sea cilndrica y no aplastada.

e. Mstil o Torre: Generalmente son de tipo telescpica y viene en dos tramos de 36 pies cuando esta extendida y 22 pies cuando est recogida, con sus respectivos dispositivos de extensin. El largo de la torre est en funcin con la sarta de perforacin.

f. Motor: Para poder accionar todo el equipo de perforacin se necesita un motor ya sea a combustin interna o con energa elctrica como en el caso de algunos equipos soviticos.

COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACIN A PERCUSIN

Ventajas de la perforacin a percusin:

-. El uso de la perforacin a percusin fue dominante hasta la primera dcada del siglo XX, cuando se estren el sistema de perforacin rotatoria.

-. til en formaciones someras muy duras.

-. Se obtenan con esta, muestras de rocas representativas, para el estudio geolgico.

-. No perjudica las caractersticas de la roca expuesta en la pared del hoyo, ya que no se utiliza lodo de perforacin.

-. Fue utilizado provechosa-mente por la industria, por mas de setenta aos-. Econmico.

Desventajas de la perforacin a percusin

-. En formaciones duras la perforacin es lenta.

-.En formaciones blandas la efectividad de la barra disminuye considerablemente.-. La circularidad del hoyo no es uniforme por la falta de control sobre el giro de la barra al caer al fon-do.-. El material desmenuzado en el fondo disminuye la efectividad de la barra, a pesar de que la fuerza con que la barra golpea el fondo es poderosa, produciendo as la reduccin del avance de la perforacin.-. En si la desventaja mas importante es que no es posible controlar la presin de formacin, debido a que como se perfora en seco, el mtodo no ofrece sostn para la pared del hoyo pudiendo ocasionar arremetidas o reventones es decir el movimiento de los fluidos de forma indiscriminada hacia el hoyo y posiblemente hacia la superficie, cargado de excesiva presin. -. No es efectiva la limpieza del hoyo, ya que los ripios se vuelven polvillo en vez de perforar el pozo.Perforacin Rotatoria

La perforacin rotatoria se utiliz por primera vez en 1901, en el campo de Spindletop, cerca de Beaumont, Texas, descubierto por el capitn Anthony F. Lucas, pionero de la industria como explorador y sobresaliente ingeniero de minas y de petrleos. Este nuevo mtodo de perforar trajo innovaciones que difieren radicalmente del sistema de perforacin a percusin, que por tantos aos haba servido a la industria.

Antecedentes y caractersticas.

El mecanismo que actualmente se emplea en la realizacin de un pozo petrolero es el de la perforacin rotatoria pero este no surgi tal y como lo conocemos ahora, necesito del paso de muchos aos para llegar al estado actual, adems de que se han desarrollado diferentes tecnologas que probablemente en un futuro lleguen a desplazar a la perforacin rotatoria como el mecanismo ms usado. Dentro de las actividades mas importantes que se desarrollaron y los periodos de tiempo que ocuparon, en el avance de la tecnologa de la perforacin, se encuentran los siguientes:

Periodo de origen (1888-1928).

-. La mquina de vapor es la energa mas utilizada.

-. El equipo rudimentario constaba de torres de madera.

-. Surge el principio de la perforacin rotatoria

-. Surgen las primeras barrenas de conos por la empresa Sharp & Hughes en 1908.

-. Se desarrollan los diseos de Tuberas de Revestimiento (TR) y las Cementaciones por la empresa Halliburton en 1904.

-. Se utilizan las primeras bombas de lodos en 1910.

-. Se establecen los fluidos de perforacin por la National Lead Co. En 1914.

-. Se perfora el pozo La Pez No. 1 en Mxico en el ao de 1904.

Periodo de Desarrollo (1928-1948).

-. Se comienza a utilizar equipos de perforacin con mayor potencia.

-. Se desarrollan diseos de barrenas mas efectivos.

-. En 1935 se fabrican las primeras barrenas con carburo de tungsteno en Alemania.

-. Se llevan a cabo prcticas de cementaciones mejoradas.

-. Surge el uso de la bentonita en los fluidos de perforacin en el ao de 1935.

-. Aparecen los fluidos especiales.

Periodo Cientfico (1948-1968).

-. En EUA se alcanza el logro principal al incrementar la perforacin hasta los 31,000 pies en el ao de 1974.

-. Se llevan a cabo diferentes investigaciones con respecto a la perforacin de pozos.

-. Se introduce la hidrulica de la perforacin en las operaciones de la industria petrolera.

-. Existe un amplio mejoramiento en las barrenas que se utilizan.

-. Aparece por primera vez la perforacin automatizada.

-. Se comienza aplicar la tecnologa de los fluidos de perforacin.

-. Surgen las primeras turbinas en las operaciones de perforacin.

Periodo de Automatizacin (1968-1995).

-. Se va incrementando la profundidad alcanzada y la velocidad de penetracin en las operaciones.

-. Se comienzan a utilizar los motores de fondo.

-. La automatizacin del equipo y el manejo de los fluidos de perforacin se hacen cada ves mas usuales.

-. Se emplea el uso del control de las diferentes variables que existen en la perforacin.

-. La perforacin empieza a ser planeada.

-. Surgen los polmeros que se incorporan a los fluidos de perforacin, as como los nuevos productos qumicos, aditivos, etc.

-. Las computadoras se introducen en las operaciones de perforacin como resultado del avance tecnolgico.

Periodo de Perforacin no Convencional (1995-Actual).

-. Perforacin con Tubera Flexible (Coiled Tubing). Esta operacin nos permite perforar un pozo rpido seguro y al bajo costo, ya que la tubera flexible no necesita de conexiones por ser continua, maneja menor volumen de fluidos y acero que las tuberas de revestimiento. Asimismo evitan pegaduras ya que se tiene circulacin continua. Sus componentes son: unidad de bombeo, unidad de potencia, carrete y tubera flexible, cabina de control y cabeza inyectora. Adems de que se emplea para perforar pozos, se puede utilizar para: limpiezas, inducciones, estimulaciones, cementaciones, pescas, terminaciones, etc.

Unidad de Tubera Flexible (Coiled Tubing)El nuevo equipo de perforacin fue recibido con cierto recelo por las viejas cuadrillas de perforacin a percusin. Pero a la larga se impuso y, hasta hoy, no obstante los adelantos en sus componentes y nuevas tcnicas de perforacin, el principio bsico de su funcionamiento es el mismo. Las innovaciones ms marcadas fue-ron: el sistema de izaje, el sistema de circulacin del fluido de perforacin y los elementos componentes de la sarta de perforacin.

Seleccin del rea para perforar

El rea escogida para perforar es producto de los estudios geolgicos y/o geofsicos hechos anticipadamente. La intencin primor-dial de estos estudios es evaluar las excelentes, buenas, regulares o negativas perspectivas de las condiciones geolgicas del subsuelo para emprender o no con el taladro la verificacin de nuevos campos petrolferos comerciales.

Los otros casos generales son que el rea escogida pueda estar dentro de un rea probada y se desee investigar la posibilidad de yacimientos superiores o perforar ms profundo para explorar y verificar la existencia de nuevos yacimientos. Tambin se da el caso de que el rea de inters est fuera del rea pro-bada y sea aconsejable proponer pozos de avanzada, que si tienen xito, extienden el rea de produccin conocida.

Mecanismo

El sistema rotativo de perforacin, combina el efecto cortante provocado por un peso sobre una broca, trcano o trepano que gira, con el de un fluido en circulacin continua que remueve los detritos cortados llevndolos hasta la superficie.

El sentido de la rotacin debe ser el mismo usado para la unin o enrosque de las piezas que constituyen la sarta de perforacin. Todas las brocas, trpanos o trconos, son diseados para cortar, triturar o voltear las distintas formaciones que pueden encontrarse a su paso. Estas herramientas son diseadas para cada tipo de formacin.

El trabajo de perforacin se realiza mediante la ayuda del lodo de perforacin el cual desempea las siguientes funciones: evita el calentamiento de las herramientas durante la operacin, dndole lubricacin a la mecha, transporta en suspensin el material resultante de la perforacin hacia la superficie y finalmente formar una pelcula protectora en las paredes del pozo para de esta manera impedir el desmoronamiento o el derrumbe del pozo.

La tecnologa de perforacin rotativa alcanz en los ltimos veinte aos progresos considerables gracias principalmente a su desarrollo en la industria del petrleo.

Los fabricantes perfeccionaron equipamientos cuyos rendimientos y diseo resultan en desempeos eficaces, apoyados por el notable desarrollo de nuevos productos para los fluidos de perforacin.

Este tipo de perforacin se basa en el principio de circulacin directa, que consiste en que el fluido de perforacin es inyectado en el pozo a travs de la parte interna de la columna de perforacin, saliendo a travs de los orificios localizados en la parte inferior de la broca. Por la accin de una Bomba de Lodo el material cortado es transportado a la superficie donde es separado por una zaranda vibratoria, retornando la parte de fluido reacondicionada al pozo, repitindose el circuito.

Una de las acciones importantes que se puede tomar en este tipo de perforacin es la toma de muestras:

Con la vlvula, manejada convenientemente, se pueden tomar muestras representativas del terreno que se est perforando. Para conseguir que la muestra sea del terreno que se est perforando, sin mezcla de los terrenos superiores, y sobre todo en zonas de arena y grava, se debe hacer bajar la tubera hasta el fondo de la perforacin y se usa el trpano para mezclar completamente el material que hay por debajo de la zapata de la tubera. Durante ese proceso de mezcla, las partes ms finas ocupan la parte superior y las gruesas la inferior, no hay que limitarse a tomar una cucharada, sino varias y mezclarlas, cuarteando despus las veces que sea necesario.

Componentes del taladro de perforacin rotatoria

La planta de fuerza motriz.

El sistema de izaje.

El sistema rotatorio.

La sarta de perforacin.

El sistema de circulacin de fluidos de perforacin.

Foto 2. Detalles de instalacin de una sonda rotativa mostrando:

1- Barras de perforacin colocadas sobre caballetes o base de apoyo (drill pipe);

2- Barra cuadrada (Kelly), uniendo el cabezal (3) y la mesa rotatoria (no se observa);

3- Cabezal;

4- Tubo de conduccin del fluido desde el pozo hasta los reservorios (donde se realizar el reacondicionamiento del fluido).

COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACIN ROTATORIOVENTAJAS

-. Capacidad de perforar a grandes profundidades.

-. Bajos costos por pie perforado.

-. Control de las presiones de formacin (Anormales, Subnormales).

-. Capaz de perforar formaciones muy duras. DESVENTAJAS

-. Inevitable el dao al yacimiento.

Perforacin Rotopercutante

La perforacin rotopercutante, o por rotacin y percusin, es un mtodo combinado en el que una barrena rotativa utiliza un lquido hidrulico circulante para accionar un mecanismo tipo martillo, creando as una serie de rpidos golpes de percusin que permiten que la barrena perfore y simultneamente triture la tierra.

Esquema de funcionamiento:

-. Utiliza un martillo de fondo, accionado por la inyeccin de aire comprimido.

-. Sometido al mismo tiempo a un efecto de giro transmitido por el varillaje desde la superficie.

-. El aire asciende por el espacio anular del sondeo arrastrando los destritus de perforacin, al mismo tiempo que ejerce una accin de lubrificado del mecanismo.

Elementos de la perforacin a Rotopercusin:

-. La mquina y los elementos empleados son similares a los de la perforacin a rotacin.

-. Elementos diferenciadores: uso del martillo de fondo, tipo de boca y empleo de aire comprimido como fluido de circulacin.

-. Martillo de fondo: unido al elemento de corte o boca y le confiere un efecto de golpeteo a modo de martillo neumtico.

-. Control sobre la perforacin: presin de inyeccin (efecto directo sobre la percusin, y sobre la eliminacin de los destritos).

Desventajas:

-. Limitacin en los dimetros de perforacin.

-. No adecuada en terrenos sueltos o poco consolidados.

-. Con mucho agua pueden aparecer serias dificultades.

-. Colmatacin sobre las formaciones atravesadas.

Equipo para la perforacin de Pozos.

Existen varios tipos de equipos de perforacin, donde el ambiente de trabajo, desempea un papel importante. Se clasifican en dos amplias categoras, los que trabajan en tierra y los que trabajan en mar adentro. Algunos expertos han creado una tercer categora, denominada: equipos que trabajan en aguas continentales, capaces de perforar en lagos, pantanos y estuarios, pero de alguna manera estos equipos entran con los que trabajan en mar adentro, y por lo tanto solo se describen los equipos de perforacin terrestres y los marinos.

Equipo Terrestre.

Equipo Marino.

Equipo en Aguas Continentales.Equipos TerrestresLos equipos terrestres son muy parecidos aunque varan en ciertos detalles como su tamao o su capacidad para trasladarse de un lugar a otro. El tamao determina la profundidad a la que se puede perforar. Los rangos de profundidad de los pozos donde existen o pueden existir yacimientos de petrleo o gas, van de miles de pies a decenas de miles de pies. Los equipos terrestres se clasifican por su tamao en: trabajo ligero, trabajo regular, trabajo pesado y trabajo muy pesado.

Los equipos pueden perforar pozos menos profundos que su limite inferior, pero econmicamente pueden salirse del margen previsto, pero nunca un pozo deber exceder su lmite mximo de profundidad, ya que pondra en riesgo tanto al pozo como la seguridad del equipo y del personal que labora en la operacin, puesto que no pueden sostener grandes pesos para perforar pozos ms profundos. Por ejemplo: Un equipo de trabajo regular puede perforar a una profundidad de 2,500 pies (750 metros), aunque un equipo de trabajo ligero tambin lo puede realizar.

La portabilidad es una parte caracterstica de los equipos de perforacin terrestres. Un equipo puede perforar un pozo en un lugar, ser desensamblado, llevado a otro sitio y ser armado para perforar otro pozo, esta caracterstica influye en gran aspecto en el valor de la profundidad que se puede alcanzar con el equipo.

Movilidad de un Equipo Terrestre.

Equipos MarinosEquipos Mviles MarinosA los equipos de perforacin usados con frecuencia en la perforacin marina se les denomina Unidad Mvil de Perforacin Marina (MODU, por sus iniciales en ingles, Mobile Offshore Drilling Unit). Las primeras unidades, eran simples plataformas terrestres llevadas dentro de aguas poco profundas y fijadas a una estructura para perforar en el agua, las cuales fueron evolucionando hasta llegar a las plataformas que conocemos actualmente.

Una MODU es porttil, perforan un pozo en un sitio mar adentro y despus se mueven para perforar en otro lugar. Se pueden clasificar a su vez como equipos flotantes o soportados en el fondo. Cuando los equipos flotantes perforan, trabajan encima o escasamente debajo de la superficie, estos equipos incluyen a los semisumergibles y a los barcos perforadores. Ellos son capaces de perforar en aguas profundas.

Las MODUs que tienen contacto con el piso marino, son llamadas Soportadas en el fondo, estas incluyen a los sumergibles y a las autoelevables (jackups). Las unidades sumergibles se dividen a su vez en barcazas piloteadas, tipo botella, barcazas en tierra y de tipo rtico. Generalmente las unidades soportadas en el fondo perforan en aguas menos profundas que las flotantes.

-. UNIDADES SOPORTADAS EN EL FONDO.

Los sumergibles y las autoelevables tienen contacto con el piso marino mientras se encuentran perforando. La parte ligera de la estructura sumergible descansa sobre el suelo marino. En el caso de las autoelevables, solo las patas hidrulicas tienen contacto con el fondo marino.

Sumergibles.

La MODU sumergible flota en la superficie del mar cuando se mueve desde un sitio a otro. Cuando llega al sitio en el cual se va a perforar, los miembros de la tripulacin por medio de un mecanismo, sumergen la parte baja del equipo hasta tener contacto con el fondo. Con la base del equipo en contacto con el fondo marino el aire, olas y corrientes tienen pequeos efectos sobre el equipo.

Este tipo de unidad es utilizada en aguas poco profundas tales como ros y bahas usualmente en tirantes de agua hasta 50 m.

Barcazas piloteadas sumergibles.

La primer MODU fue una barcaza, perforando su primer pozo en 1949 en la Costa del golfo de Louisiana en 18 pies (5.5 metros) de columna de agua. Esta estaba piloteada y consista en una cubierta y postes de acero (columnas), soportando el equipo de perforacin en cubierta. En la actualidad, las barcazas piloteadas son virtualmente obsoletas, debido a que nuevos y mejores diseos las han reemplazado.

Barcaza.

Sumergibles Tipo Botella.

En 1954, la perforacin se movi a profundidades ms all de las capacidades de las barcazas piloteadas sumergibles, las cuales eran de 30 pies (9 metros).Arquitectos navales disearon los Sumergibles Tipo Botella, los cuales tienen cuatro cilindros altos de acero (botellas) en cada esquina de la estructura. La cubierta principal esta colocada a travs de varios soportes de acero, donde se encuentra el equipo y otros dispositivos (sobre la cubierta principal). Cuando se inundan las botellas, provocan que el equipo se sumerja al fondo marino.

Tipo Botella.A principios de los 60s las grandes unidades Tipo Botella tuvieron su auge perforando en aguas profundas de 150 pies (45 metros).

Actualmente han sido desplazadas por las autoelevables, que son menos costosos para su construccin que los Tipo Botella y pueden perforar en aguas ms profundas. Lejos de desechar completamente estos equipos, se han hecho algunas modificaciones para que puedan perforar como semisumergibles los cuales an estn en uso.

Sumergibles tipo rtico.

Son un tipo especial de equipos sumergibles, ya que en el mar rtico, donde los depsitos de petrleo se encuentran bajo ocanos poco profundos, se considera que las autoelevables y las barcazas convencionales, no son convenientes, puesto que durante el invierno se forman pedazos masivos de hielo, llamados tmpanos o icebergs que se mueven por corrientes de agua en la superficie del mar. Estos bloques de hielo en movimiento ejercen una tremenda fuerza sobre los objetos con los cuales tienen contacto. La fuerza de stos es tan grande que es capaz de destruir las piernas de las autoelevables o el casco de un barco.

Los sumergibles tipo rtico tienen cascos reforzados, algunos de ellos con concreto sobre el cual ha sido colocado el equipo de perforacin. Cuando el mar esta libre de hielo en el corto periodo de verano, los barcos perforadores remolcan al sumergible al sitio de perforacin. La tripulacin sumerge el casco hasta el fondo del mar y comienzan a perforar. En breve cuando se forman los tmpanos de hielo y se comienzan a mover el fuerte casco del sumergible tipo rtico desva los tmpanos permitiendo que las actividades continen.

Casco de Concreto.Barcazas en tierra.

La barcaza en tierra tiene un casco, una base horizontal y otra lateral semejante a una caja de acero. El equipo de perforacin y otros dispositivos se encuentran en la cubierta. Las barcazas en tierra son capaces de perforar en pantanos, bahas o en aguas poco profundas. Por definicin las barcazas no son autopropulsadas, ya que no tienen la energa para moverse de un sitio a otro. Por lo tanto es necesario que barcos remolquen dicha barcaza hasta el sitio de perforacin. Cuando se esta moviendo la barcaza flota en la superficie hasta que se encuentra posicionada, la barcaza es inundada hasta descansar en el fondo. Desde que se utilizan para perforar en pantanos la gente les nombra barcazas pantanosas.

Barcaza para aguas Continentales.Autoelevables (Jackups).

Es una MODU ampliamente utilizada. La cubierta o barcaza flota cuando es remolcada a la localizacin a perforar (izquierda). Los ms modernos tienen tres piernas con una cubierta en forma triangular (derecha) aunque algunos poseen cuatro o ms piernas con una cubierta rectangular.

Las piernas de las autoelevables pueden ser columnas cilndricas semejantes a los pilares o pueden ser estructuras parecidas a un mstil o a una torre de perforacin.

Remolcando una Autoelevable.

Autoelevable Triangular.

UNIDADES FLOTANTES.

Los equipos flotantes marinos incluyen semisumergibles y barcos perforadores. El diseo de los semisumergibles le permiten ser ms estables que los barcos perforadores. Por otra parte los barcos perforadores pueden cargar equipos ms grandes y pueden trabajar en aguas remotas.

Semisumergibles.

Los equipos semisumergibles tienen dos o ms pontones sobre los cuales flotan. Un pontn es una seccin rectangular de acero, largo, relativamente estrecho y hueco. Cuando un semisumergible se mueve los pontones contienen demasiado aire para que el equipo flote sobre la superficie. En muchos casos se sujetan barcos remolque a dicho equipo para moverlo hasta el sitio de la perforacin. De cualquier forma algunos semisumergibles son autopropulsados por unidades empotradas que pueden conducir al equipo hasta donde se requiera.

Plataforma Semisumergible.Los semisumergibles deben su nombre al hecho de que al perforar no tienen contacto con el fondo marino. Un equipo semisumergible ofrece una plataforma perforadora ms estable que un barco perforador el cual opera mientras flota en la superficie del mar.

En la seleccin de las unidades semisumergibles es necesario considerar lo siguiente:

-. Tirante de agua.

-. Profundidad de perforacin requerida.

-. Criterio ambiental.

-. Caractersticas de movimiento.

-. La capacidad de los consumibles.

-. Movilidad.

Barcos perforadores.

Un barco perforador es tambin un equipo de perforacin flotante. Son muy mviles ya que son auto propulsados y poseen cascos aerodinmicos, como un barco normal. Por tal motivo se puede escoger a un barco perforador para realizar pozos en localizaciones remotas convirtindose en la principal opcin. Se puede mover a velocidades razonablemente altas con bajo consumo de energa. La forma y capacidad de la cubierta la permite cargar una gran cantidad de equipo y material para perforar, por lo que no es muy frecuente su reabastecimiento.

Utilizan anclas que les permitan situarse en las estacin a perforar, pero cuando perforan en aguas profundas requieren de posicionamiento dinmico controlado por una computadora conectada a sofisticados censores electrnicos. Una vez iniciada las actividades de perforacin, el perforador le indica a la computadora la posicin que se debe guardar mientras se perfora. Este sistema resiste las

corrientes, el oleaje as como la fuerza del viento.

Barco Perforador.

Equipos Fijos MarinosA estos equipos se les denomina comnmente Plataformas Marinas, la estructura de una plataforma puede ser muy pequea para un solo pozo en aguas poco profundas o tan grandes como para varias docenas en pozos. En aguas profundas se necesitan de cuartos habitacionales, facilidades para comunicarse, instalaciones de transporte como helipuerto, etc. Las plataformas se fijan permanente donde la vida productiva de los pozos va a ser amplia.

Plataforma Fija.En el diseo de una plataforma costa fuera se necesita conocer los siguientes requerimientos:

-. El tamao mas adecuado de la plataforma para operaciones futuras.

-. Que la estructura sea capaz de soportar las cargas del equipo en operacin y de todo el equipo auxiliar que se necesite.

-. Que los mtodos de construccin, tanto de fabricacin como de instalacin, sean prcticos.

-. Que el costo sea razonable.

Existen varios tipos de plataformas fijas como son:

-. Plataformas de concreto asentadas por gravedad.

-. Plataformas de piernas tensionadas.

-. Plataformas de perforacin a travs de las piernas.

-. Plataformas de torre retenida.

Partes de la estructura de una Plataforma Fija.Taladro de Perforacin

Es la herramienta utilizada por el ingeniero para taladra un conducto a travs del cual se pueda recuperar el petrleo entrampado en el suelo.

Sistema De Levantamiento

Junta Kelly Cabria Mesa Rotatoria Sistemas de Polea Bloque Viajero y Bloque de Corona Malacate Cable de Perforacin Subestructura Gancho Elevadores y Cuas Llaves de Esfuerzos Consola de Perforacin Encuelladero Rampa

Durante cada etapa de la perforacin, y para las subsecuentes tareas complementarias de esas etapas para introducir en el hoyo la sarta de tubos que reviste la pared del hoyo, la funcin del sistema izaje es esencial. Meter en el hoyo, sostener en el hoyo o extraer de l tan pesadas cargas de tubos, requiere de un sistema de izaje robusto, con suficiente potencia, aplicacin de velocidades adecuadas, freno eficaz y mandos seguros que garanticen la realizacin de las operaciones sin riesgos para el personal y el equipo. Los componentes principales del sistema de izaje son:

El Malacate

Ubicado entre las dos patas traseras de la cabria, sirve de centro de distribucin de potencia para el sistema de izaje y el sistema rotatorio. Su funcionamiento est a cargo del perforador, quien es el jefe inmediato de la cuadrilla de perforacin.

El malacate consiste del carrete principal, de dimetro y longitud proporcionales segn el modelo y especificaciones generales. El carrete sirve para devanar y mantener arrollados cientos de metros de cable de perforacin. Por medio de adecuadas cadenas de transmisin, acoplamientos, embragues y mandos, la potencia que le transmite la planta de fuerza motriz puede ser aplicada al carrete principal o a los ejes que accionan los carretes auxiliares, utilizados para enroscar y desenroscar la tubera de perforacin y las de revestimiento o para manejar tubos, herramientas pesadas u otros implementos que sean necesarios llevar al piso del taladro. De igual manera, la fuerza motriz puede ser dirigida y aplicada a la rotacin de la sarta de perforacin

La transmisin de fuerza la hace el malacate por medio de la disponibilidad de una serie de bajas y altas velocidades, que el perforador puede seleccionar segn la magnitud de la carga que representa la tubera en un momento dado y tambin la ventaja mecnica de izaje representada por el nmero de cables que enlazan el conjunto de poleas fijas en la cornisa de la cabria con las poleas del bloque viajero.

El malacate es una mquina cuyas dimensiones de longitud, ancho y altura varan, naturalmente, segn su potencia. Su peso puede ser desde 4,5 hasta 35,5 toneladas, de acuerdo con la capacidad de perforacin del taladro

El Cable de Perforacin

El cable de perforacin, que se devana y desenrolla del carrete del malacate, en laza los otros componentes del sistema de izaje como son el cuadernal de poleas fijas ubicado en la cornisa de la cabria y el cuadernal del bloque viajero. El cable de perforacin consta generalmente de seis ramales torcidos. Cada ramal est formado a su vez por seis o nueve hebras exteriores torcidas tambin que recubren otra capa de hebras que envuelven el centro del ramal. Finalmente, los ramales cubren el centro o alma del cable que puede ser formado por fibras de acero u otro material como camo. La torcida que se le da a los ramales puede ser a la izquierda o a la derecha, pero para los cables de perforacin se prefiere a la derecha. Los hilos de los ramales pueden ser torcidos en el mismo sentido o contrario al de los ramales. Estas maneras de fabricacin de los cables obedecen a condiciones mecnicas de funcionamiento que deben ser satisfechas. El cable tiene que ser fuerte para resistir grandes fuerzas de tensin; tiene que aguantar el desgaste y ser flexible para que en su recorrido por las poleas el tanto doblarse y enderezarse no debilite su resistencia; tiene que ser resistente a la abrasin y a la corrosin. Normalmente, el dimetro de los cables de perforacin es de 22 mm a 44 mm; con valores intermedios que se incrementan en 3,2 mm, aproximadamente. Segn el calibre y el tipo de fabricacin del cable, su resistencia mnima de ruptura en tensin puede ser de 31 a 36 toneladas, y la mxima de 75 a 139 toneladas.

Fig. Configuracin y disposicin de los elementos del cable de perforacin.

El peso por metro de cable va desde 2 kg hasta 8,5 kg segn el dimetro. Por tanto, el peso de unos 100 metros de cable representa 200 a 850 kg.

La Cabria de Perforacin

Se fabrican varios tipos de cabrias: porttil y autopropulsada, montadas en un vehculo adecuado; telescpicas o trpodes que sirven para la perforacin, para el reacondicionamiento o limpieza de pozos.

La silueta de la cabria es de tipo piramidal y la ms comn y ms usada es la rgida, cuyas cuatro patas se asientan y aseguran sobre las esquinas de una subestructura metlica muy fuerte. La parte superior de esta subestructura, que forma el piso de