jueves, 31 de enero de 2013

Factores que afectan el peso de la tubería de producción sobre el empacador - II

El peso del aparejo de la tubería de producción puede ser calculado, al igual que el total de pérdida del peso del mismo. El total de pérdida del peso se debe al efecto de flotación de la tubería de producción en el fluido (lodo o aceite) contenido en la tubería de revestimiento, éste puede calcularse y ser deducido del peso total de la tubería de producción, si el indicador de peso muestra un decremento considerable en el peso de la tubería de producción que el calculado, debe asumirse que la fricción entre las tuberías de producción y revestimiento están soportando mucho del peso del aparejo. Por lo tanto debe incrementarse el peso a las 4.5 o 5.5 ton. recomendadas para compensar el efecto por fricción.
Ejemplo:
Datos:
· Tubería de producción 2”, 7.00 kg/m.
· Fluido de 1.20 gr/cm3.
· Profundidad 3048.0 m.
· La tubería a la profundidad citada pesa 21,345 kg (en el aire).
· Por efecto de flotación 18,082 kg.
· Peso del block 8,000 kg.
Si el indicador de peso muestra aproximadamente 23,000 kg, después que la tubería de producción es bajada lentamente y luego detenida, a la fricción se le atribuirán 3,000 kg. Puede hacerse una comprobación levantando la tubería muy lentamente. El indicador de peso debe leer algún peso arriba de 26,000 kg, probablemente alrededor de 29,000 kg, entonces debe asumirse que 3,000 kg del peso de la tubería están soportados por la fricción de los coples, y parte de este peso se aplicará al empacador al estar fluyendo el pozo.

miércoles, 30 de enero de 2013

Factores que afectan el peso de la tubería de producción sobre el empacador - I

Hay un gran número de factores que pueden aumentar o disminuir el peso sobre el empacador después de anclado, en la mayoría de los casos, el efecto de estos factores se pasa por alto. Se debe considerar si existe la posibilidad de que alguno de estos factores aumente, en este caso se tomará en cuenta cuando se determine el peso que se va a dejar sobre el empacador. 
a. Factores que tienden a aumentar peso (incrementan la longitud de la tubería), a un empacador ya colocado
ð Fricción entre la tubería de producción y la tubería de revestimiento.
ð Incremento de la temperatura promedio en la tubería de producción.
ð Incremento de la presión en el espacio anular.
ð Decremento de la presión en la tubería de revestimiento por efecto de flotación y contracción radial extendiendo su longitud.
b. Factores que tienden a disminuir el peso (acortando la tubería) a un empacador anclado.
ð Decremento en la temperatura promedio en la tubería de producción.

ð Decremento de la presión en la tubería de revestimiento.
ð Incremento en presión de la tubería de producción por incremento del
efecto de flotación y expansión radial acortando su longitud.
c. Fricción
Se presenta generalmente entre la tubería de producción y la de revestimiento, especialmente en pozos desviados, tenderá a disminuir el total del peso de la tubería de producción aplicado sobre el empacador. Existe la posibilidad en estos casos que durante la vida del pozo, la tubería de producción se asiente aumentando peso al empacador.

martes, 29 de enero de 2013

lunes, 28 de enero de 2013

Tipos de empacadores - II

Empacadores de agarre de pared o de anclaje por peso. Este tipo consiste generalmente de un elemento de sello, un juego de cuñas y cono, dispositivo de fricción y un mecanismo “J”. Este empacador es accionado por rotación de la tubería de producción para soltar el mecanismo “J” o por movimiento de la tubería tanto en sentido ascendente como descendente y resiste altas presiones diferenciales. 
Empacadores con paso de desviado. Este otro tipo consiste de un elemento de empaque alrededor de un aparejo de tubería de producción en adición a algún dispositivo de paso de fluido a través del elemento de empaque. Estos a su vez pueden ser clasificados en tipo ancla (BP-2 de Camco) que consta de un elemento de empaque únicamente o del tipo de agarre de pared con un mecanismo de desanclaje. Los empacadores anteriormente citados son utilizados en cámaras de acumulación en instalaciones de bombeo neumático o para aislar fugas en tuberías de revestimiento. 
Empacadores de Cabeza de Control. Estos empacadores están provistos con un dispositivo de igualación arriba del mismo, sin que sea necesario levantar la columna de fluido arriba del empacador y sin desempacar el elemento de sello del mismo. 
Empacadores Hidráulicos. Estos empacadores pueden ser permanentes o recuperables con cuñas o sin cuñas, generalmente se accionan por presión hidrostática en la tubería de producción, aplicada a través de ella desde la superficie. 
Empacadores Múltiples. Los empacadores múltiples pueden ser de cualquiera de los tipos antes mencionados. Éstos están simplemente construidos para alojar dos o más aparejos de tubería de producción a través de ellos y pueden ser colocados hidráulicamente, pero también existen algunos tipos que se colocan con la o las tuberías de producción. 
Anclas Hidráulicas. Son usadas en conjunto con los empacadores y son operadas hidráulicamente, una alta presión en la tubería de producción forzará las cuñas hacia afuera contra la tubería de revestimiento, proporcionando de esta forma al empacador de una conexión mecánica que lo detendrá evitando cualquier movimiento entre la tubería de producción y la de revestimiento.

domingo, 27 de enero de 2013

Tipos de empacadores - I

A continuación se describen algunos tipos de empacadores más comunes que existen en el mercado actual. Empacadores recuperables. Existen diferentes tipos de empacadores de esta categoría, los cuales van desde empacadores que se anclan con el peso, hasta anclados por tensión o de anclaje mecánico o hidráulico, dependiendo de las operaciones que se realicen en los intervalos de producción. 
La función que cumplen viene siendo la misma que la de todos los empacadores y sus principios de operación varían muy poco, estos empacadores pueden ser recuperados y reutilizados aplicándoles un mantenimiento mínimo en cada ocasión. Empacadores permanentes. 
Como su nombre lo dice, estos accesorios se colocan en los pozos para quedar en forma permanente, también tiene accesorios adicionales que permiten utilizarlos como tapones puente temporal, para cementaciones forzadas, o para realizar fracturas arriba del empaque. 
Este tipo de empacadores permite realizar operaciones donde se tienen presiones altas, y en algunas ocasiones, dependiendo del tipo de terminación o mantenimiento que se tenga en un pozo, pueden ser utilizados como retenedores de cemento para realizar operaciones de cementación forzada en un intervalo de abandono definitivo, para posteriormente probar un intervalo superior de interés. 
Consisten de uno o más elementos de empaque y dos juegos de cuñas, pueden ser introducidos al pozo mediante tubería de producción o cable conductor con alguna forma de carga explosiva, manipulación de tijeras o dispositivos hidrostáticos. 
Estos empaques resisten altas presiones diferenciales de arriba o abajo sin que sufra algún movimiento, generalmente son construidos de hierro fundido centrifugado y las cuñas son de acero de bajo carbón con la finalidad de que puedan ser molidos con facilidad.
Empacadores de ancla. Consisten simplemente de un elemento de empaque, el cual puede ser comprimido y de esta manera forzarlo a expanderse hasta la tubería de revestimiento, por la aplicación de peso sobre el elemento de sello con la tubería de producción.

sábado, 26 de enero de 2013

SELECCIÓN DE EMPACADORES

Para hacer una buena selección de un empacador se debe tomar los siguientes parámetros: 

· Diámetro de la tubería de revestimiento o agujero descubierto en caso del tipo inflable. ·
 Grado y peso de la tubería de revestimiento. 
· Temperatura a la que estará sometido. 
· Presión de trabajo. 
· Tensión y compresión. 
· Diseño de operación. 

Consideraciones generales en la selección de los empacadores. La selección involucra el análisis anticipado de los objetivos de las operaciones del pozo, como son la terminación, la estimulación y los trabajos futuros de reparación. Se deben considerar los costos de estos accesorios, así como los mecanismos de sello y empacamiento mecánico, la resistencia a los fluidos y presiones, su capacidad de recuperabilidad o no, sus características para las operaciones de pesca o molienda, si hay posibilidad de efectuar operaciones con cable a través de él. También deben considerarse los cambios en la temperatura y la presión.

viernes, 25 de enero de 2013

Empacadores de producción

Estos son clasificados generalmente en dos tipos: permanente y recuperable. Algunas innovaciones incluyen niples de asiento o receptáculos de estos. Los empacadores deben ser corridos cuando su utilidad futura sea visualizada para que no resulte en gastos innecesarios que deriven en costosas remociones. 
Los empacadores sirven para varios propósitos entre los cuales podemos mencionar la protección de la tubería de revestimiento de las presiones, tanto del pozo como de las operaciones de estimulación, y sobre todo de fluidos corrosivos; el aislamiento de fugas en la tubería de revestimiento, el aislamiento de disparos cementados a presión forzada, o intervalos de producción múltiple, cancelación de los cabeceos o el suaveo de fluidos, auxilio de instalaciones artificiales, en conjunto con válvulas de seguridad, o para mantener fluidos de “matar” o fluidos de tratamiento en el espacio anular. 
El empacador puede ser descrito como un dispositivo que bloquea el paso de los fluidos al espacio anular o del espacio anular a la tubería de producción. La mayoría de las aplicaciones de los empacadores son simples y sencillas, por lo que no requieren más que proporcionar el peso de la tubería de producción suficiente sobre el empacador para garantizar el sello. Existen otras aplicaciones donde se deben tomar consideraciones de extrema precaución para el anclaje del mismo, sobre todo en el tipo de aplicación peso para que no falle en la utilización especifica en el pozo.

jueves, 24 de enero de 2013

Sistemas de seguridad

Los sistemas de seguridad superficial son la primera línea de protección contra cualquier daño en los accesorios superficiales. Estos sistemas generalmente consisten de válvulas cerradas, las cuales se mantienen abiertas por medio de gas a baja presión que activa un pistón de la válvula. Si la presión de gas es purgada, la acción de un resorte interno cierra la válvula contra la línea de presión.

miércoles, 23 de enero de 2013

ACCESORIOS DE APAREJOS DE PRODUCCIÓN

Los accesorios de producción varían de acuerdo al tipo de terminación que se haya elegido, sin embargo podemos mencionar los más importantes en cuanto se refiere a las terminaciones sencillas, entre estos accesorios podemos mencionar: 

Equipo de control subsuperficial. 

Dentro de este equipo podemos mencionar: 

Las válvulas de seguridad con las cuales se obstruye la tubería de producción en algún punto abajo del cabezal cuando los controles superficiales han sido dañados o requieren ser completamente removidos. Reguladores y estranguladores de fondo los cuales reducen la presión fluyente en la cabeza del pozo y previene el congelamiento de las líneas y controles superficiales. Válvulas check que previenen el contraflujo en los pozos de inyección. Estos instrumentos pueden ser instalados o removidos mediante operaciones con cable. Ya que estos accesorios son susceptibles al daño, debe pensarse en una buena limpieza antes de instalar un dispositivo de control superficial.

martes, 22 de enero de 2013

APLICACIONES

¿Qué es una barrena? La herramienta de corte localizada en el extremo inferior de la sarta de perforación, utilizada para cortar o triturar la formación durante el proceso de la perforación rotaria.

¿Qué información se necesita para seleccionar una barrena? · Evaluación de desgaste de barrenas empleadas previamente. · Evaluación de rendimiento de pozos vecinos. · Registros geofísicos de pozos vecinos y del mismo pozo (si se tienen). · Datos sísmicos del área. · Software especializado de cálculo y análisis para la selección. · Propiedades de los fluidos de perforación por emplearse con esta barrena. · Tablas e información geológica. · Catálogos de barrenas. · Boletines sobre las características de las barrenas. · Tablas comparativas de barrenas. · Clasificación de barrena (ejemplo del IADC). 

¿Cuál es la función de la barrena? Remover a la roca (ripios de ésta) mediante el vencimiento de su esfuerzo de corte, o bien, removerla mediante el vencimiento de su esfuerzo de compresión. 

¿Cuáles son los tipos de barrenas? · Barrenas tricónicas · Barrenas de cortadores fijos (PDC) · Barrenas especiales Actividad.- Con base a sus conocimientos y experiencia adquirida en el campo ó área donde labora, seleccione una barrena tricónica y una PDC para dos diferentes formaciones:


Formación Tipo de barrena Código IADC.

lunes, 21 de enero de 2013

Determinación del momento óptimo para el cambio de barrena - III

El Tiempo Máximo Permisible se refiere a que se debe detectar el punto de menor costo por metro parcial para dar por terminada la vida de la barrena, pero CON UNA TOLERANCIA para compensar los errores en la medición y registro de los datos puesto que en el equipo de perforación no puede tenerse exactitud al marcar un metro sobre la flecha y se perdería el tiempo.
De esta manera cuando ya se tiene calculado el costo por metro parcial en un momento dado, simultáneamente se calcula el tiempo máximo permisible correspondiente, que será la base de comparación para los metros que se perforen a continuación. Este tiempo máximo promedio expresa los minutos que deberán emplearse para perforar el o los metros siguiente. Cuando la penetración real en minutos por metro es mayor que el tiempo máximo permisible indica que el costo por metro parcial está aumentado y el momento de sacar la barrena para cambiarla se aproxima. Por lo contrario, si la penetración real es menor que el tiempo máximo permisible, entonces indica que el costo por metro parcial sigue disminuyendo y la perforación aún es costeable. Ahora, si la tolerancia que se mencionó se aplica como igual a un 10 % se podría decir que a 3185 m el TMP que es 13.3 min/m más el 10 % de tolerancia, significa que los siguientes metros deberán perforarse en un tiempo máximo de 14.6 minutos cada uno para que sea aún costeable continuar perforando con esa barrena. Sin olvidar que los aspectos prácticos mencionados anteriormente se deben tomar en cuenta para tomar decisiones.

domingo, 20 de enero de 2013

Determinación del momento óptimo para el cambio de barrena - II

De lo anterior se concluye que el momento óptimo para efectuar el cambio de barrena es el punto B. es obvio que a partir de éste, el costo por metro se empieza a incrementar porque se incrementa el tiempo de perforación y no así los metros perforados. La aplicación de este método puede complicarse si no se tiene la experiencia de campo suficiente para visualizar qué está pasando con todos los parámetros involucrados: si el contacto geológico es el mismo, puesto que tienen propiedades en algunos casos totalmente diferentes, y la dureza, el factor más importante en cuanto al rendimiento de barrena. Lo que no sería recomendable es cambiar la barrena si los tiempos de perforación se incrementan y mucho menos si la barrena que se está utilizando puede perforar en el cambio de contacto geológico. Otros puntos que se deben considerar pues suelen dar un inicio equivocado de que la barrena utilizada no es la más adecuada, son los siguientes: · Efectuar un cambio de fluido por alguna razón operativa. 

· Iniciar a desviar, incrementar, disminuir o mantener ángulo y rumbo. 
· Cambiar los parámetros de perforación por alguna circunstancia obligada, como el peso sobre barrena, revoluciones por minuto, gasto, etcétera. 
· La inclusión o eliminación de sartas navegables, puesto que en la sarta de perforación puede incluir motores de fondo o turbinas y lógicamente esto modifica las condiciones de operación.
Una vez mencionado lo anterior y tomando en cuenta que no siempre será fácil elaborar la gráfica del costo por metro parcial contra el tiempo de perforación en el pozo, por las condiciones propias del trabajo, se ha definido un parámetro llamado “TIEMPO MÁXIMO PERMISIBLE” (TMP), el cual se calcula con la siguiente fórmula:

sábado, 19 de enero de 2013

Determinación del momento óptimo para el cambio de barrena - I

Un método experimentado para determinar el momento preciso para suspender la perforación y efectuar un cambio de barrena consiste en ir calculando los costos por metro parciales y graficar (Gráfica 10.4) los mismos contra el tiempo.
Tiempo (Horas)Gráfica 10.4
El costo por metro perforado al inicio de la perforación con cualquier tipo de barrena representará siempre el costo por metro más alto debido a que los metros perforados son pocos. Lo anterior se observa en la gráfica 2: conforme se incrementa la longitud perforada, y el tiempo, se tendrá una tendencia a disminuir el costo por metro, como se muestra en la región 0A de la gráfica 2. Posteriormente tendrá un comportamiento más o menos constante, después de la estabilización del costo por metro (región AB) y, finalmente, se observará que se incrementa el costo por metro (de la región B en adelante). Esto podría indicar que la vida útil de la barrena ha terminado. El costo por metro aumenta en razón del grado de desgaste que ha alcanzado la barrena en su estructura de corte, en el caso de barrenas de diamante o en el sistema de rodamiento para el caso de barrenas de conos.

viernes, 18 de enero de 2013

Análisis de igualdad de costo entre barrenas - III

La barrena PDC tiene que perforar los 915 m a un ritmo de penetración de 7.3 m/Hr para igualar el costo por metro del pozo vecino de $ 90.92 para los mismos 915 m. Si la velocidad de perforación se asume, se usa la siguiente fórmula para calcular el break even de metros perforados
En este caso la barrena de diamante solamente tiene que perforar 285 m para llegar al punto de igualdad de costo.

jueves, 17 de enero de 2013

Análisis de igualdad de costo entre barrenas - II

Rendimiento de pozo vecino:
Total de horas de rotación = 96
Tiempo total de viaje = 51 horas
Costo del equipo = 500 $/Hr
Costo total de barrenas = $11,700
Total de metros perforados = 915 m
Entonces el costo por metro del pozo vecino para el intervalo de 4000 a 4915 m
es:
Para determinar si una aplicación es apta para una barrena de diamante, los rendimientos del pozo vecino se conocen, pero el rendimiento de la barrena se estima. Así, se tiene que asumir cuántos metros hay que perforar o el ritmo de penetración (ROP) que debe lograr la barrena en cuestión. Suponiendo los metros perforados se emplea, entonces, la siguiente fórmula para calcular el ritmo de penetración para ni ganar, ni perder:

miércoles, 16 de enero de 2013

Análisis de igualdad de costo entre barrenas - I

La fórmula del costo por metro se puede emplear para comparar costos usando barrenas de diamante contra barrenas convencionales o comparar las ventajas económicas relativas con tipos diferentes de barrenas de diamante. Anteriormente, a raíz de la introducción de las barrenas de diamante, casi todas las comparaciones se hacían con barrenas convencionales. Hoy, sin embargo, un creciente número de las evaluaciones se hacen para comparar el rendimiento de diversas barrenas de diamante. El costo previsto por metro perforado para una barrena propuesta suele compararse con el costo real de otras barrenas empleadas para perforar en la misma región y bajo condiciones similares de perforación. Los pozos que se usan para hacer las comparaciones suelen denominarse “vecinos”, o pozos de correlación (pozos offset). En general, la comparación es más válida mientras más cercano esté el pozo vecino a la localización propuesta y mientras más parecidos sean los parámetros de perforación. 
Cuando se propone usar una barrena de diamante en regiones donde se usan barrenas tricónicas convencionales, es muy útil efectuar un análisis de “IGUALDAD DE COSTO”, también conocido como “NI GANAR, NI PERDER” (BREAK EVEN). El punto break even se refiere simplemente a los metros perforados y las horas requeridas a tratar de igualar el costo por metro que se pudiera obtener para un pozo en particular si no se hubiese usado una barrena de diamante. Para obtener “igualdad de costo”, se tiene que usar, para fines comparativos, un buen récord de barrenas de un pozo vecino. Si se usa el siguiente registro de barrenas de 8 ½ pg tipo 517 que perforaron de 4000 a 4915 m, se puede determinar si una barrena de diamante resulta económica.

martes, 15 de enero de 2013

ANÁLISIS DEL COSTO POR METRO

En el manual para Perforador-Cabo, se proporcionó la fórmula del costo por metro perforado, para evaluar el rendimiento económico de una barrena. En este caso analizamos por medio de una gráfica los costos que se involucran en la misma.
Nota: A partir del costo mínimo se incrementa el costo, suponiendo desgaste de la barrena.

domingo, 13 de enero de 2013

Aplicaciones prácticas

El sistema de evaluación de desgaste de la IADC puede ser utilizado con varios propósitos. Los fabricantes evalúan el diseño y aplicación de las barrenas; el personal técnico evalúa y mejora sus programas de perforación. El sistema puede ser computarizado para construir una base de datos mundial para coordinar las aplicaciones de las barrenas. El objetivo principal de este sistema es obtener un “cuadro estándar” de una barrena, sin importar dónde, o bajo qué circunstancia ha sido utilizada. Algunas compañías que fabrican barrenas efectúan otras evaluaciones de desgaste apegadas a la IADC, con la finalidad de llevar un control más estricto y así efectuar las mejoras necesarias. 
Como ejemplo se puede mencionar que algunas compañías evalúan los tres conos de las barrenas de rodillos y para las barrenas PDC califican cada uno de los cortadores y la información se divide en nueve categorías. Las dos primeras categorías, las cuales se enumeran, indican la ubicación del cortador en la barrena respecto a las aletas; la tercera categoría identifica el porcentaje de desgaste del cortador mediante un calibrador especial de desgaste. Las dos siguientes categorías indican la condición general de cada cortador y de su soporte; las categorías seis y siete se relacionan con la erosión y las dos últimas con los postes impregnados de diamantes y con cualquier otra observación pertinente. Lo anterior con la finalidad de continuar con las mejoras en el rendimiento con base en el diseño. Ejemplos de evaluación de desgaste se pueden observar en las Fig. 10.6 y 10.7

sábado, 12 de enero de 2013

Evaluación del desgaste de barrenas - V

Otro punto fundamental y casi no usado es el análisis de los récords de barrenas. Ahí, además de anotar datos como la profundidad inicio y término de perforar, las condiciones de operación, el tipo, las toberas utilizadas, el tiempo de perforación, etc., se incluyen las observaciones, en donde se puedan explicar las condiciones en las que fue operada la barrena, que en muchos casos son especiales, tales como:

· Inicio de desviación. 
· Mantener, incrementar o reducir ángulo. 
· Velocidad de perforación controlada por pérdida de circulación, cambio de formación, etc. 
· Utilización de motores de fondo, turbinas y/o sartas navegables. 
· Utilización de martillo en casos de atrapamiento. 
· Perforar con pérdida total de circulación. 
· Perforar con presencia de gases amargos como ácido sulfhídrico y bióxido de carbono. 
· Perforar con condiciones no óptimas de cualquier tipo por incapacidad del equipo de perforación, como el gasto, las revoluciones por minuto, etc. 

Con las observaciones mencionadas anteriormente, se tendrá un mejor criterio para evaluar el desgaste y no se sacrificará el uso de un tipo de barrena que ha sido seleccionado correctamente. Esto podría suceder en el caso de una barrena de conos que se ha utilizado para iniciar a desviar, y al evaluarla tenga un excesivo desgaste en los baleros y los metros perforados sean pocos. A simple inspección se supondría que tuvo un bajo rendimiento, pero la realidad es que se utilizó con operaciones drásticas con un fin específico. En el mismo caso podría estar una barrena de diamantes; por esta razón se recomienda llevar los records de las barrenas que se van a evaluar.

jueves, 10 de enero de 2013

Evaluación del desgaste de barrenas - II

En este sistema, el desgaste se divide en ocho factores: las primeras cuatro columnas definen el grado de desgaste de los dientes, insertos o cortadores fijos de las hileras interiores y exteriores ya sea para barrenas de conos ó de diamante, en escala de 0 a 8, con base en la cantidad de desgaste comparada con el tamaño original del diente o el cortador, los números aumentan con la cantidad de desgaste, el “cero” representa sin desgaste y el “ocho” indica desgaste total de los dientes ó cortadores. 
La primera columna representa los cortadores situados dentro de los dos tercios del radio de la barrena para las de diamante, y para las barrena de conos representa las hileras de dientes interiores. Al evaluar una barrena de diamante desgastada, se debe registrar el promedio de desgaste de los dos tercios del radio, que representa las hileras internas, suponiendo que tenga 6 cortadores con desgaste 8, 6, 7, 4, 2 y 3 respectivamente, el desgaste de la hilera interior será:
La segunda columna para las barrenas de diamante comprende el tercio restante y para las barrenas tricónicas la hilera de dientes exteriores, si los desgastes de una barrena de diamante 2, 1 y 3 entonces el desgaste de la hilera exterior es:

miércoles, 9 de enero de 2013

Evaluación del desgaste de barrenas - I

Sistema IADC de clasificación de desgaste 
El análisis y evaluación de cada barrena gastada puede ser de mucha utilidad para decidir el tipo de barrena que se va a utilizar después y si, en su caso, la práctica de operación debe ser modificada. Quien aprende a “leer” el desgaste de cada barrena y entienda bien que significa su aspecto, estará muy cerca de obtener el máximo rendimiento de cada una de ellas. La información que se obtiene al evaluar el desgaste de las barrenas puede ser muy significativa. Este valor fue reconocido por la Asociación Internacional de Contratistas de Perforación IADC (Interntional Association of Drilling Contractors) hace algunos años, cuando se estableció un sistema mundial para la evaluación de desgaste de las barrenas de conos. Para las barrenas de cortadores fijos, este sistema de evaluación del desgaste no pudo ser aplicado y se tuvo que establecer un nuevo sistema. El sistema de evaluación de desgaste para cortadores fijos fue desarrollado por el Subcomité de Barrenas de Perforación de la IADC en 1987, y revisado en 1991. La tarea de evaluar y clasificar el desgaste de las barrenas representa un punto de gran importancia en aspectos clave para las operaciones de perforación: las revoluciones por minuto; la hidráulica y el peso sobre barrena que influyen en su rendimiento; para aprovechar al máximo su vida útil y así seleccionar mejor el tipo de barrena idóneo para la formación que se va a perforar.
El sistema de evaluación de desgaste puede ser utilizado para todas las barrenas de conos, incluyendo a las de diamante natural (ND), de compactos de diamante policristalino (PDC), de diamante policristalino térmicamente estable (TSP), barrenas impregnadas, coronas y otras barrenas que no son de rodillo y que no utilizan el diamante como elemento cortador. La tabla de evaluación de desgaste adoptada por la IADC incluye todos los códigos necesarios para analizar el desgaste tanto de barrenas de conos como de barrenas de cortadores fijos.

martes, 8 de enero de 2013

PROBLEMAS MÁS COMUNES EN LAS BARRENAS - III

Geometría del agujero. En función de la experiencia, en ciertas situaciones como la de empezar a desviar a un pozo, es necesario utilizar condiciones de operación no tan recomendables como el peso sobre barrena, revoluciones por minuto, la utilización de sartas navegables para aumentar, disminuir o mantener ángulo. En estos casos el desgaste prematuro de la barrena es inevitable, por lo que la experiencia de campo es indispensable para detectar el desgaste que se está ocasionando. 

Manejo – Transporte. Otro factor no menos importante de desgaste de las barrenas es su manejo y transporte. Sin importar el tipo de barrena, de conos o de diamante, debe tratarse bajo ciertos cuidados: se debe remover de su embalaje y colocarse sobre madera o alguna alfombra de caucho; nunca se debe rodar una barrena sobre la cubierta metálica del piso de perforación porque en el caso de las barrenas de diamante los cortadores son muy frágiles y pueden astillarse fácilmente. Si la barrena se deja caer por descuido y se rompen algunos dientes o cortadores, es posible que se acorte drásticamente su duración. En ese caso se debe anotar su número de serie, así como su tipo y su diámetro; revisarla en busca de daños que le pudieron haber ocurrido en tránsito y finalmente inspeccionar su interior para determinar si hay objetos extraños que pueden obstruir las toberas.

lunes, 7 de enero de 2013

PROBLEMAS MÁS COMUNES EN LAS BARRENAS - II

Velocidad de rotación. La velocidad de rotación suele expresarse con el término “RPM”, o sea Revoluciones Por Minuto. La alta velocidad de rotación, por sí sola, no limita el funcionamiento de las barrenas, principalmente a las de diamante, ya que por su diseño pueden ser usadas como motor de fondo o turbina. En cuanto a las barrenas de conos hay algunas especiales para altas velocidades de rotación; sin embargo, hay otros factores que imponen un valor práctico máximo de RPM en ciertas aplicaciones. Las causas de la limitación son la sarta de perforación y el mecanismo impulsor. Para evitar velocidades críticas debe usarse el sentido común: la velocidad de rotación más adecuada es aquella que produzca un máximo ritmo de penetración, pero sin causar problemas. 
Debe observarse que en formaciones blandas el aumento de la velocidad de rotación resulta en un aumento proporcional del ritmo de penetración. Es posible que en algunas formaciones más duras ocurra lo contrario debido a que los dientes o cortadores no pueden perforar la roca si se sobrepasa cierto límite de velocidad de rotación y se afecte así el desgaste de las barrenas. Un caso particular son las barrenas de conos diseñadas para ser usadas con motor de fondo o turbina. En estas condiciones la velocidad de rotación es alta (los motores de fondo, dependiendo de su diámetro, tipo, gasto, marca etc., pueden dar una velocidad de rotación de 50 hasta 600 rpm, mientras que las turbinas pueden dar una velocidad de rotación mayor a 1000 rpm), y el diseño específico consiste en mejoras en el sistema de rodamiento e hidráulica; recubrimiento de carburo de tungsteno para proteger de la abrasión las piernas; y mantener el sello durante condiciones de carga extrema: sello y grasa para operar en condiciones de alta temperatura, permite operarlas con seguridad. Limpieza en el fondo del pozo. 
La limpieza de fondo es también uno de los puntos que afectan el desgaste de las barrenas debido a que el fluido de perforación limpia el pozo al desalojar los recortes. De esta manera evita que la barrena se embole y se deban usar entonces otros parámetros de perforación. También enfría los dientes o cortadores para que permanezcan a menor temperatura; efectúa, además, el enfriamiento y lubricación de la barrena y evita el desgaste por exceso de temperatura.

domingo, 6 de enero de 2013

PROBLEMAS MÁS COMUNES EN LAS BARRENAS - I

Factores que afectan el desgaste de las barrenas 
Los factores que afectan el desgaste de las barrenas se puede dividir en: geológicos, operativos, de manejo y de transporte. Los dos últimos parámetros pueden obviarse; pero el primero debe ser bien estudiado antes de definir el tipo de barrena que se va a utilizar. Esto permitirá minimizar el desgaste y determinar su rendimiento de operación sobre las formaciones que se van a perforar. 
Factores geológicos 
El factor más importante para la selección y operación de una barrena es el conocimiento de la geología del sitio que se va a perforar; es decir las propiedades físicas de la formación, entre las que se pueden mencionar: Abrasividad. La composición de materiales abrasivos en la constitución de la roca (pirita pedernal, magnetita, etc.) son la causa del desgaste prematuro en toda la estructura de una barrena; el calibre es el parámetro más afectado. Resistencia específica de la roca. Está relacionada con la litología y los eventos geológicos que se hayan experimentado. Existen rocas que fueron confinadas a gran profundidad y que posteriormente quedaron a profundidades someras debido a levantamientos tectónicos. Por esto son más compactas que las de tipos similares, pero que no han cambiado de profundidad. La resistencia específica de la roca también depende de la cementación de los granos, forma y tamaño. 
Factores operativos 
Estos factores deben de ser diseñados de acuerdo con la geología por atravesar y con la geometría del agujero. Pueden ser modificados en el campo en función del desempeño observado. A continuación se mencionan los principales factores operativos así como las consecuencias inherentes a una inadecuada selección: Peso sobre barrena. A medida que la barrena perfora, los dientes o cortadores se desgastan, por lo que generalmente se le aplica cada vez más peso. Éste es recibido por los conos o por la cara de la barrena. Este aumento de peso puede hacerse hasta lograrse un ritmo de penetración aceptable o hasta llegar al límite prescrito en las recomendaciones de operación de la barrena; en caso contrario la barrena, de conos o de diamante, tendrá un desgaste prematuro.

sábado, 5 de enero de 2013

Barrenas especiales

· Barrenas desviadoras 
· Barrenas monocónicas 
· Barrenas especiales 
Las barrenas de chorro desviadoras a veces se emplean para la perforación direccional de formaciones blandas durante operaciones de desviación del agujero. La tubería de perforación y la barrena especial son bajadas dentro del agujero; y el chorro grande es apuntado de modo que, cuando se aplica presión de las bombas, el chorro deslava el lado del agujero en una dirección específica. Una barrena considerada para trabajar en condiciones especiales es la barrena para perforar con aire. Las barrenas de chorro de aire están diseñadas para la perforación con aire, gas ó neblina, como medio de circulación. Estas barrenas están provistas de conductos para circular parte del aire, gas ó neblina a través de los cojinetes no-sellados, con el fin de enfriarlos y mantenerlos limpios Los filtros de tela metálica colocados sobre la abertura de la entrada de aire evitan que los ripios, u otras materias extrañas, obstruyan los cojinetes. Además, existen otros tipos de barrenas especiales que, como su clasificación lo indica, se usan para operaciones muy específicas y, por lo tanto, no se considera su análisis económico comparativo para su aplicación directa. Entre estas se pueden mencionar: las barrenas ampliadoras, las barrenas para cortar tuberías de revestimiento, barrenas para perforar diámetros demasiado grandes o pequeños, con aplicación de tubería flexible etcétera.

viernes, 4 de enero de 2013

Barrena de compacto de diamante policristalino (PDC) - II

Una secuencia lógica para selección adecuada de una barrena PDC contempla los siguientes pasos: 
a). Obtener información de los pozos prospecto: identificar el objetivo del pozo, diámetro del agujero, datos del intervalo a perforar, tipo de formación, contacto geológico, litología, condiciones y requerimientos especiales del pozo, determinación de restricciones e indicaciones de la perforación. 
b). Seleccionar la estructura de corte, cuerpo y perfil de la barrena: identificar el tipo, tamaño, densidad, distribución e inclinación de los cortadores. También el tipo de perfil y cuerpo de la barrena lo cual ayudará a la óptima estabilización y agresividad durante la perforación. 
c). Elaborar análisis económico: identificar la ganancia o ahorro esperado con el uso de este tipo de barrenas con base en el costo por metro y rentabilidad económica, entre otros. 
d). Seleccionar el diseño hidráulico: identificar la hidráulica óptima para perforar, así como el tipo de fluido de control usado, con base en la limpieza de los recortes y el enfriamiento de la barrena.

jueves, 3 de enero de 2013

Barrena de compacto de diamante policristalino (PDC) - I

Las barrenas PDC pertenecen al conjunto de barrenas de diamante con cuerpos sólidos y cortadores fijos y, al igual que las barrenas TSP, utilizan diamante sintético. Su diseño de cortadores está hecho con diamante sintético en forma de pastillas (compacto de diamante), montadas en el cuerpo de los cortadores de la barrena de diamante natural y las TSP, su diseño hidráulico se realiza con sistema de toberas para lodo, al igual que las barrenas tricónicas. El mecanismo de corte de las barrenas PDC es por arrastre. Por su diseño hidráulico y el de sus cortadores en forma de pastillas tipo moneda y, además, por sus buenos resultados en la perforación rotatoria, este tipo de barrenas es la más usada en la actualidad para la perforación de pozos petroleros. También representa muchas ventajas económicas por su versatilidad. Por su diseño y características, las barrenas PDC cuentan con una gran gama de tipos y fabricantes, especiales para cada tipo de formación: desde muy suaves hasta muy duras, y en diferentes diámetros según el diseño de los pozos. Además, estas barrenas pueden ser rotadas a alta velocidades, utilizadas con turbinas o motores de fondo, con diferentes pesos sobre barrena y por su alta resistencia, así como fácil manejo según las condiciones hidráulicas. La experiencia de campo con estas barrenas ha creado entre el personal operativo la creencia de que contribuyen al incremento del ángulo de desviación del pozo. Esto no ha sido comprobado totalmente; lo cierto es que la teoría de fabricación de estas barrenas es de efecto contrario, pues por su cuerpo fijo, tiende a la estabilización del pozo.
Una desventaja de este tipo de barrenas son los problemas de acuñamiento en formaciones deleznables y en pozos donde se debe repasar el agujero por constantes derrumbes de la formación. Este fenómeno contribuye a que la formación las atrape más fácilmente que una barrena tricónica.

miércoles, 2 de enero de 2013

Barrenas de diamante térmicamente estable (TSP) - II

El uso de las barrenas TSP también es restringido por que, al igual que las de diamante natural, presentan dificultad en su uso por restricciones de hidráulica. Barrenas de diamante térmicamente estable
Así las vías de circulación están prácticamente en contacto directo con la formación y, además, se generan altas torsiones en la tubería de perforación por la rotación de las sartas, aunque en la actualidad se pueden usar con motores de fondo. Este tipo de barrenas usa como estructura de corte, diamante sintético en forma de triángulos pequeños no redondos, como es el caso de las barrenas de diamante natural. La densidad, tamaño, y tipos son características que determinan cada fabricante. 
Estas barrenas también tienen aplicación para cortar núcleos y desviar pozos cuando así lo amerite el tipo de formación. Las barrenas TSP originalmente fueron diseñadas con diamante sintético fabricado en 1955, por la General Electric. Esta enorme compañía diseñó aparatos capaces de obtener presiones de 100,000 psi y más de 70,000º F de temperatura simultáneamente. Esto no fue fácil, sin embargo se tuvo éxito en la sintetización de diamantes que es, precisamente, otra forma de carbón.

martes, 1 de enero de 2013

Barrenas de diamante térmicamente estable (TSP) - I

El diseño de las barrenas de diamante térmicamente estable (TSP), al igual que las de diamante natural, es de un solo cuerpo sin partes móviles. Son usadas para perforación de rocas duras como caliza dura, basalto, y arenas finas duras, entre otras. Son un poco más usadas para la perforación convencional que la barrenas de diamante natural. La Fig. 10.4 muestra el tipo de barrena de diamante TSP.
Figura 10.4 Barrenas de diamante TSP