lunes, 31 de diciembre de 2012

Barrenas de diamante natural - II

El mecanismo de corte de este tipo de barrenas es por fricción y arrastre, lo cual genera altas temperaturas. El tipo de diamante utilizado para su construcción es el diamante en su forma natural y no comercial; el tamaño varía de acuerdo con el tipo de diseño de la propia barrena: entre más dura y abrasiva sea la formación, más pequeño será el diamante que se debe usar. 
Los diamantes utilizados para este tipo de barrenas son redondos, pero de forma irregular. 
El diamante natural es una forma cristalina y pura de carbón con una estructura cúbica de cristal. Es el material más duro hasta ahora conocido y en su forma natural el 80% de los diamantes es para uso industrial, mientras que el solo 20% son para gemas de calidad tras varios procesos de limpieza y depuración.

domingo, 30 de diciembre de 2012

Barrenas de diamante natural - I

Las barrenas de diamante natural, al igual que las de otros tipos de diamante, tienen un cuerpo fijo cuyo material puede ser de matriz o de acero (ver Fig. 10.1). El tipo de flujos es radial o de contramatriz, y el tipo de cortadores es de diamante natural incrustado en el cuerpo de la barrena, con diferentes densidades y diseños como se clasifica en el código IADC. El uso de estas barrenas es limitado en la actualidad salvo en casos especiales para perforar formaciones muy duras, y cortar núcleos de formación con coronas de diamante natural (Fig. 10.2).
Figura 10.2 Coronas de diamante natural.
Otro uso práctico es la aplicación de barrenas desviadoras (Side Track), para desviar pozos en formaciones muy duras y abrasivas (Fig. 10.3).
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sábado, 29 de diciembre de 2012

Códigos IADC para barrenas de cortadores fijos

La IADC desarrolló un sistema de codificación para la identificación de barrenas de cortadores fijos que incluye a todos los tipos: diamante natural, compactos de diamante policristalino (PDC) o de diamante térmicamente estable (TSP). Este código consiste en cuatro caracteres (una letra y tres números) que describen siete características básicas:
1. Tipo de cortadores.
2. Material del cuerpo de la barrena
3. Perfil de la barrena.
4. Diseño hidráulico para el fluido de perforación.
5. Distribución del flujo.
6. Tamaño de los cortadores.
7. Densidad de los cortadores.
En función de la identificación con el código IADC, existen por lo menos cinco aspectos fundamentales en el diseño de las barrenas de diamante: la forma de los cortadores, ángulos de inclinación lateral y de retardo, tipo de protección al calibre y longitud de la sección del calibre. 
Si bien todos ellos son factores importantes en el desarrollo de las barrenas de diamante, lo que se pretende con este código IADC es dar una idea del tipo de barrena y lograr que se identifiquen fácilmente sus principales características. Cabe hacer notar, que a diferencia del código IADC para barrenas tricónicas, el código IADC para barrenas de diamante no los relaciona con la formación por perforar. Únicamente, como ya se mencionó, se pueden identificar sus características más elementales (Ver tablas de códigos IADC en el manual para Perforador-Cabo. Capítulo 5. Barrenas).

DISEÑO DE UN POZO DIRECCIONAL - IV

Relevantes aspectos ambientales y económicos han incrementado el uso de la perforación direccional. En algunas áreas simplemente ya no es posible desarrollar un campo haciendo caminos a cada localización superficial y perforando un pozo vertical. En lugar de esto, así como en las instalaciones costa fuera, es necesario construir plantillas desde las cuales se puedan perforar varios pozos. Lo anterior, no sólo ha incrementado la actividad de perforación direccional, si no que también los programas de trayectorias son más complicados, aplicándose en situaciones y áreas donde no era común hacerlo. Por ejemplo, se están perforando pozos direccionales para desarrollos geotérmicos, los cuales están siendo perforados en granitos duros y en otras rocas ígneas y metamórficas. También se están perforando pozos de alcance extendido con desplazamientos horizontales de más de 10,000 m y con miras a incrementarse. Conforme se incrementen los costos de desarrollo de campos (en aguas profundas, localizaciones remotas, ambientales hostiles y zonas productoras mas profundas) el uso de la perforación direccional también se incrementará

viernes, 28 de diciembre de 2012

Barrenas de cortadores fijos

Los conductos para encauzar el fluido de perforación (vías de agua), en las barrenas de diamantes no son tan variables como los de las barrenas de chorro con toberas. Estas tienen dos configuraciones básicas, el flujo con matriz y el flujo radial, también existen variaciones de cada tipo, así como combinaciones de ambos.
 Por la configuración de este tipo de barrenas, el fondo del agujero se encuentra junto a las vías de circulación para crear restricciones al flujo, y así forzar el fluido de perforación a través del diamante para limpiar y enfriar la barrena y, a la vez, cortar la roca por fricción y compresión. Por lo general entre más dura y más abrasiva sea la formación, más pequeño será el diamante que se debe usar en la barrena.

jueves, 27 de diciembre de 2012

GUÍA DE SELECCIÓN DE BARRENAS DE DIAMANTE

Barrenas de cortadores fijos 
Las barrenas de diamante tienen un diseño muy elemental. A diferencia de las tricónicas, carecen de partes móviles, aunque esta característica sería deseable. El material usado para la construcción, además de los diamantes, puede variar según el tipo de las barrenas y de las características de los fabricantes. Normalmente el cuerpo fijo de la barrena puede ser de acero o de carburo de tungsteno (matriz) o una combinación de ambos. Estas barrenas son fabricadas con diamante natural o sintético, según el tipo y características de la misma. La dureza extrema y la alta conductividad térmica del diamante lo hacen un material con alta resistencia para perforar en formaciones duras a semiduras, y en algunos tipos de barrenas, hasta formaciones suaves. Las barrenas de diamante, a excepción de las barrenas PDC, no usan toberas de lodos para circular el fluido de control para aprovechar su hidráulica. Están diseñadas de tal manera que el fluido de perforación pueda pasar a través del centro de la misma, alrededor de la cara de la barrena y entre los diamantes por unos canales llamados vías de agua o de circulación. (Fig.10.1)
Figura 10.1 Barrena de diamantes

miércoles, 26 de diciembre de 2012

Características de diseño, construcción y funcionamiento de las barrenas de dientes de insertos de carburo de tungsteno.

10.2Características de diseño, construcción y funcionamiento de las barrenas de dientes de insertos de carburo de tungsteno.

martes, 25 de diciembre de 2012

Características de diseño, construcción y funcionamiento de las barrenas de dientes de acero maquinado.

Características de diseño, construcción y funcionamiento de las barrenas de dientes de acero maquinado.

lunes, 24 de diciembre de 2012

Selección en función de la formación que se va a perforar - II


· Limo
· Arenisca
· Anhidrita
· Caliza
· Dolomita
· Conglomerado
· Horsteno
· Rocas volcánicas
Debe recordarse que dentro de cada grupo de formaciones hay “subgrupos”, algunos de los cuales no se pueden perforar con barrenas PDC, al menos hasta ahora con la tecnología existente. La resistencia de la roca puede estar relacionada con la litología. Se debe tener cuidado de no equiparar el nombre de la formación con el tipo de roca, especialmente cuando se trata de lutitas. Algunas formaciones denominadas ”lutitas” no coinciden con la definición. Ejemplos de estas anomalías son las lutitas Laffan de Dubai y las lutitas Wolfcamp de Texas, las cuales son rocas de carbonato. En las tablas 10.1, 10.2 y 10.3 se proporciona una guía para seleccionar una barrena tricónica o PDC para perforar.

domingo, 23 de diciembre de 2012

Selección en función de la formación que se va a perforar - I

La primera y más importante tarea para seleccionar y utilizar una barrena en una aplicación específica es realizar la completa descripción de las formaciones que se han de perforar. El conocimiento de sus propiedades físicas puede demostrar algunos indicativos sobre el tipo de barrena que se debe seleccionar en intervalos determinados. Si la formación es muy elástica, tiende a deformarse cuando se comprime en lugar de fracturarse. 
Aunque la roca tenga resistencia a la compresión relativamente baja, es posible que la barrena no genere recortes fácilmente. 
En estas situaciones cuando se perfora con barrenas PDC se recomienda cortadores grandes. Las barrenas PDC se desarrollaron primordialmente para perforar formaciones sedimentarias blandas a medianas que antes se perforaban con barrenas de dientes fresados y con barrenas con insertos de carburo de tungsteno. En estas formaciones blandas, las barrenas PDC han logrado ritmos de penetración hasta tres veces más altos que con barrenas de rodillos. El incremento de los ritmos de penetración se debe al mecanismo de corte por cizallamiento de las barrenas PDC, a su más larga duración efectiva, a la resistencia de los diamantes a la abrasión y al hecho de que las barrenas PDC carecen de piezas móviles que puedan fallar. 
La siguiente lista resume los principales tipos de formaciones, en orden descendente de dificultad para perforarlas. Las formaciones que se consideran aptas para perforarse con barrenas PDC son las de tipo 1 a 7, si bien en ciertas aplicaciones se puede usar para perforar areniscas blandas (tipo 8) y algunas evaporitas (tipo 9, 10 y 11). Las formaciones de tipo 12 ó de números más altos aún no se pueden perforar con barrenas PDC.
· Arcilla
· Barro compacto (mudstone)
· Marla
· Evaporita
· Yeso
· Lutita

sábado, 22 de diciembre de 2012

Análisis de resistencia a la compresión - II

Con el fin de tener un panorama de cómo funcionan los programas de cómputo para obtener la resistencia de las rocas a partir de los registros antes mencionados, presentamos el siguiente diagrama de flujo.

jueves, 20 de diciembre de 2012

Análisis de resistencia a la compresión - I

Es un método cualitativo, relativamente nuevo para calcular la dureza de la roca, muy útil para determinar cuándo se debe usar barrenas PDC. Antiguamente, el análisis de la dureza de las rocas se basaba en el uso de registros de la velocidad de las ondas sonoras, obtenidos de registros sónicos, como medio para reemplazar la medición directa o el cálculo de la dureza. 
Recientemente se han desarrollado programas para obtener el valor correspondiente a la resistencia a la compresión de rocas no confinadas (a presión atmosférica), usando la información de la velocidad sónica para computar un valor correspondiente a la naturaleza de la roca no confinada. Aunque este enfoque es mejor que el de usar directamente las velocidades sónicas, el cálculo de la dureza de rocas no confinadas así obtenido es frecuentemente más bajo que el de las rocas comprimidas (confinadas) que se perforan. La resistencia de la roca es su dureza a presión atmosférica. Algunas compañías de barrenas han desarrollado un programa de cómputo que ayuda a seleccionar barrenas PDC. Los datos de los registros se introducen en dichos programas en código ASCII. 
Esta información es la base para calcular la resistencia a la compresión de la roca a condiciones de fondo. Estos programas definen con mayor precisión la dureza de la roca en lo referente a su dureza confinada, valor que se aproxima a la dureza de las formaciones en el fondo del pozo. Los programas utilizan los registros sónico y de rayos gamma, así como gran número de datos de ingreso de registros del lodo. Dentro de la escala de litologías, para la cual son válidos los programas, la dureza de las rocas se puede determinar con más precisión. 
El programa genera gráficos, en formato de registros, que muestran trazas de los datos originales de los registros del lodo, la litología interpretada por las computadora, los valores calculados de la resistencia de la roca confinada y otros datos opcionales sobre las características mecánicas de la roca.(Gráfica 10.3)

miércoles, 19 de diciembre de 2012

Registro de densidad

Mide la densidad en masa de la formación. La herramienta de registro tiene una fuente de rayos gamma y algunos detectores. Formaciones de baja porosidad dispersan los rayos gamma y así pocas logran ser detectadas por la instrumentación de la herramienta. Las formaciones de alta porosidad tendrán menor efecto de dispersión que los rayos, y así logran que mayor cantidad llegue a ser detectada. (Ver gráfica 10.1)

martes, 18 de diciembre de 2012

Registro sónico

Depende de la propagación de las ondas acústicas a través de la formación. Las ondas las genera un transmisor situado en la herramienta. Receptores, también puestos en la herramienta, vigilan las ondas de retorno y calculan el tiempo de desplazamiento. Mientras más corto sea el intervalo entre la emisión y la recepción de las ondas, más densa es la formación. (Gráfica. 10.2)

lunes, 17 de diciembre de 2012

Registro de rayos gamma

Detecta el grado de radiación gamma natural que emiten las formaciones. Esto permite identificar los intervalos de lutita que emiten altos niveles de radiación. El registro diferencia las lutitas de las areniscas y de los carbonatos y es lo bastante preciso para detectar lechos delgados de lutitas y arcillas. (Gráfica 10.1)

domingo, 16 de diciembre de 2012

Registro de neutrones

Mide la capacidad de las formaciones para atenuar los flujos de neutrones. Puesto que la masa atómica esta muy cercana al hidrógeno, los neutrones no pueden fluir fácilmente a través de formaciones que tengan alto contenido de hidrógeno, lo cual permite medir el hidrógeno de la formación. Esta medida se puede usar para computar la porosidad de la formación. (Gráfica 10.1)

sábado, 15 de diciembre de 2012

Selección por medio de registros geofísicos

Los registros geofísicos de los pozos son una importante fuente de información sobre las características de las formaciones que se perforan en un pozo. Existe una gran variedad de registros, cada uno diseñado para medir diferentes propiedades de las rocas. 
Algunos de estos registros son utilizados cuando se evalúa principalmente una aplicación de barrena de diamante. Los registros necesarios son: neutrones, rayos gamma, sónico y densidad. 

A continuación se describe cada uno de ellos.

viernes, 14 de diciembre de 2012

Vibración.

La vibración en el proceso de perforación ha demostrado tener una función fundamental en el rendimiento y la duración de las barrenas de perforación. En realidad, el control de las vibraciones forma, en la actualidad, parte integral de la tecnología y el diseño de las barrenas. Existen parámetros de selección de barrenas que se refieren especialmente al control de la vibración. La selección de calibre también desempeña una función importante para determinar el nivel de control de la vibración de acuerdo con el diseño de barrena ya sea tricónica o de diamante.

jueves, 13 de diciembre de 2012

Tendencias de desviación.

Normalmente esto se relaciona con formaciones de buzamiento y perforación de transición. El tipo de calibre es el criterio de selección fundamental para estas aplicaciones.

miércoles, 12 de diciembre de 2012

Fracturados o nodulares.

A este indicador se le debe prestar mucha atención. Es una situación de alto impacto para la cual, por lo general, no se recomiendan las barrenas de diamante. Sin embargo, determinadas estructuras de corte, como las barrenas de diamante natural con fijaciones dorsales y las barrenas impregnadas, pueden perforar eficazmente en estas aplicaciones.

martes, 11 de diciembre de 2012

Evaluación del desgaste de barrenas - III

En las barrenas de dientes la experiencia de campo es fundamental para evaluar su desgaste, ya que al analizar la barrena se definirá el desgaste tanto de las hileras interiores como exteriores. La tercera y séptima columnas sirven para anotar las características de desgaste de la barrena, o sea, los cambios físicos más notorios desde su condición de nueva, como pueden ser: tobera perdida, cono roto, embolamiento, interferencia de conos. 
La cuarta columna se refiere a la ubicación. Se utiliza para indicar la localización de la característica de desgaste primaria anotada en la tercera columna. 
La columna número cinco (B), se refiere a los sellos del cojinete, cuando se trata de barrenas de cortadores fijos se marca siempre con una X, puesto que las únicas barrenas que tienen cojinetes son las de rodillos. 
La columna número seis (G) se refiere al calibre. Se utiliza para registrar la condición del calibre de la barrena. Se registra “I” si la barrena permanece calibrada, de lo contrario, se registra lo descalibrado que está la barrena utilizando una medida lo más cercana posible a 1/16 pg. La última columna del sistema de evaluación de desgaste de la IADC se utiliza para registrar la razón de salida de la barrena. Los puntos anteriores para su mejor compresión se ilustran en la Fig. 10.5

Interestratificación.

Esta característica se relaciona con las formaciones de transición e indica cambios en la litología del intervalo en estudio. Se deberá considerar la selección de tipos específicos de cortadores o dientes, así como su calidad y densidad.

lunes, 10 de diciembre de 2012

Homogeneidad.

Indica la consistencia de la formación. Existe más flexibilidad de selección con respecto a características agresivas de la barrena, como menor densidad de los cortadores. Para las barrenas tricónicas sólo basta escogerlas de acuerdo con la dureza de la roca.

domingo, 9 de diciembre de 2012

De transición.

Indica cambios en la dureza de la formación del intervalo objetivo. Provocará cargas disparejas en el perfil de la barrena a través de la transición. Las vibraciones axiales, de torsión y laterales son, posiblemente, factores en este medio ambiente. La calidad y la densidad específicas de los cortadores constituirán el criterio de selección.

sábado, 8 de diciembre de 2012

Características litológicas.

Definen aún más los parámetros de selección para la barrena una vez que se eligió. Para las barrenas de diamante indican la densidad requerida para los cortadores, la configuración hidráulica y permiten estimar la duración de la barrena y su coeficiente de penetración.

viernes, 7 de diciembre de 2012

Litología.

Por lo general, la información litológica es la primera que se necesita para determinar la mejor selección. Definidos los tipos de rocas se asocian más con la mecánica de corte de las barrenas de diamante. Sin embargo, para las aplicaciones de diamante quizás sean aún más importantes los tipos litológicos desfavorables, que seguramente provocarán fallas graves. El tipo de roca ayuda a determinar el tipo de corte necesario para vencer su resistencia: corte, surcado o molido.

jueves, 6 de diciembre de 2012

Atributos del medio ambiente

Para lograr una selección total de barrenas para el pozo que se va a perforar es necesario analizarlo por secciones que se puedan manejar. El más evidente es, por supuesto, el diámetro del pozo. Luego se podrá subdividir cada sección del pozo en intervalos con atributos comunes respecto a su medio ambiente. El rendimiento económico es una función del costo operativo, el costo de las barrenas, el coeficiente de penetración y el intervalo perforado. Los atributos del medio ambiente pueden dividirse según categorías de parámetros en cuanto al tipo de roca, medio ambiente y operativos. 
Un análisis detallado de cada una de estas categorías indicará los parámetros individuales de selección de barrenas tricónicas o de diamante. En formaciones en donde pueden perforar las barrenas de diamante con ritmos de penetración mucho mayores que las barrenas tricónicas es indiscutible su utilización. Debido a lo anterior en los últimos años cuando se selecciona una barrena, antes que nada se hacen estudios para seleccionar las de diamante.

miércoles, 5 de diciembre de 2012

Aplicaciones con motores.

Algunos motores dentro del pozo funcionan a altas velocidades (a más de 250 R.P.M.). Las excesivas R.P.M aumentan la carga térmica en los cojinetes y aceleran las fallas de la barrena. Se debe considerar una barrena de diamante, que no tiene partes móviles, para optimizar las R.P.M y los objetivos de perforación.

martes, 4 de diciembre de 2012

Pozos de diámetro reducido.

Si el pozo tiene menos de 6 ½ pulgadas, se necesita una reducción física del tamaño de los cojinetes en todas las barrenas de roles. Estas limitaciones requieren una reducción de PSB, que resultará en un mayor coeficiente de penetración. Se debe considerar una barrena de diamante para aumentar el coeficiente de penetración y para permanecer en el pozo durante periodos prolongados.

lunes, 3 de diciembre de 2012

Pozos profundos.

Estos pozos pueden resultar en una cantidad desproporcionada de tiempos de viaje con respecto al tiempo de perforación. Como resultado, la eficiencia de perforación es extremadamente reducida. Se debe considerar una barrena de diamante para ofrecer mayor duración de la barrena (menos viajes) y una mejor eficiencia general de la perforación.

domingo, 2 de diciembre de 2012

Ampliación.

Si se planifican más de dos horas de operaciones de ampliación, se debe considerar seriamente la corrida de una barrena de roles. El ensanche excesivo puede dañar la superficie del calibre de una barrena de diamante porque las cargas de la barrena se concentran en una superficie muy pequeña. La vibración lateral también se debe considerar. La estructura de corte está sólo parcialmente engranada y, por tanto, hay escasas oportunidades, o ninguna, para que las características del diseño de la barrena puedan funcionar.

sábado, 1 de diciembre de 2012

Formaciones nodulares.

Las formaciones de ftanita, pirita y conglomerados se denominan comúnmente formaciones nodulares. Por lo general, en este tipo de formaciones no se puede utilizar la mayoría de las barrenas de diamante debido al daño por impacto en la estructura de sus cortadores. Sin embargo, existen estructuras de corte que pueden perforar eficazmente en estas aplicaciones.

viernes, 30 de noviembre de 2012

Escalas de revoluciones por minuto (RPM).

La velocidad que el personal técnico espera utilizar en la barrena, indica los parámetros de vibración y resistencia al desgaste que se necesitarán para mantener un desgaste parejo de la barrena y prolongar su duración. Las barrenas de diamante se pueden utilizar mejor que las barrenas de roles a altas velocidades de rotación.

jueves, 29 de noviembre de 2012

Limitaciones de peso sobre barrena.

Cuando se encuentran situaciones de PSB limitado, una estructura de corte eficiente como un PDC tiene posibilidades de ofrecer un mayor Ritmo de Penetración (ROP) que una barrena de roles.

miércoles, 28 de noviembre de 2012

Restricciones de perforación

Los parámetros operativos deben corresponder a una escala aceptable para que una barrena de diamante ofrezca los mayores beneficios. Por lo general, los parámetros que no se corresponden con escalas reducirán la eficiencia del costo del producto. Cuando se encuentran estas situaciones se debe considerar una barrena de roles. Por el contrario, algunas restricciones brindan oportunidades para seleccionar una barrena de diamante.

martes, 27 de noviembre de 2012

Énfasis en los costos.

Indica la sensibilidad del personal con respecto al costo. La mayoría de las veces esto se traduce en barrenas de menor precio. Los Ingenieros de diseño y operación deben tomar en cuenta el número de oportunidades que afectan los costos de un pozo y que dependen del tiempo. Se debe recordar siempre que esto mejoraría si se selecciona una barrena de perforación de alta calidad. La barrena debe tener las cualidades que satisfagan las necesidades de aplicación de la compañía perforadora sin aumentar indebidamente su costo. Una barrena de diamante que pueda volver a utilizarse da lugar a costos más bajos de perforación. Así la compañía perforadora tendrá la oportunidad de utilizar un producto de alta tecnología que, en otro caso, sería una situación económica marginal.

lunes, 26 de noviembre de 2012

Energía hidráulica.

La energía hidráulica, de la cual el régimen de surgencia es un componente integral, proporciona la limpieza y enfriamiento a la barrena. Se refiere en términos de caballos de fuerza hidráulica por pulgada cuadrada (“hydraulic horse power per square inch”, HSI) de superficie en todas las secciones del fondo del pozo. Los análisis históricos mostrarán los parámetros comunes utilizados en el campo y qué oportunidades existen para una mejor utilización de la energía hidráulica por medio de la selección de las barrenas o de los parámetros de operación. Las barrenas de diamante deben funcionar de acuerdo con escalas hidráulicas específicas para asegurar su eficiente limpieza y enfriamiento. Los regímenes de surgencia insuficientes y el índice de potencia hidráulica (HSI) afectan el enfriamiento y pueden provocar daños térmicos en la estructura de los cortadores. La falta de la limpieza sólo hará que la barrena se embole, lo que provocará un rendimiento deficiente o nulo. Existen diseños de barrenas que aliviarán parcialmente algunas de estas condiciones, pero para alcanzar un rendimiento óptimo se deben utilizar los mejores parámetros de hidráulica en las aplicaciones de barrenas de diamante.

domingo, 25 de noviembre de 2012

Fluidos de perforación.

El tipo y la calidad del fluido de perforación que se utiliza en el pozo tienen un efecto muy importante en el rendimiento de la barrena. Los fluidos de perforación con base aceite mejoran el rendimiento de las estructuras de corte de PDC; el rendimiento del diamante natural y del TSP varía según la litología. El fluido de perforación base agua presenta más problemas de limpieza debido, en gran parte, a la reactividad de las formaciones a la fase acuosa del fluido de perforación. Los récords pueden determinar la variación y el nivel de efectividad de los fluidos de perforación que se usan en el campo.

sábado, 24 de noviembre de 2012

Coeficiente de penetración típico.

El coeficiente de penetración es una indicación de la dureza de la roca; no obstante una selección inadecuada de la barrena puede ocultar las características de dureza de la roca. Esto es particularmente válido cuando se elige una barrena demasiado dura para una aplicación. La barrena más dura, debido a la densidad de sus cortadores o la proyección de sus dientes, tiene un límite superior de coeficiente de penetración determinado por su diseño. Por lo general, a medida que se perfora más profundo, se espera utilizar barrenas cada vez más duras. El análisis de la resistencia de las rocas, ha revelado que este paradigma no siempre es válido y, en muchos casos, las barrenas más blandas pueden utilizarse con éxito en las partes más profundas del pozo.

viernes, 23 de noviembre de 2012

Análisis históricos

Un análisis objetivo de los pozos de correlación (pozos offset) ofrece la oportunidad de comprender las condiciones en el fondo del pozo, las limitaciones de su perforación y en algunos casos la adecuada selección de barrenas. 
Los análisis históricos comienzan con una colección de registros o récords de barrenas e información relacionada con el pozo. Se debe tener la precaución de que los registros de barrenas sean representativos de lo que será perforado en el pozo objetivo. La información también debe ser actualizada y reflejar los tipos de barrenas recientes, es decir, de menos de dos años de antigüedad. 
Por supuesto,esto no es posible en el caso de pozos de exploración o en los pozos de campos más antiguos que no han sido perforados recientemente. En estos casos, se dependerá principalmente de la información geológica y debería considerar el primer pozo como una referencia para las recomendaciones de las aplicaciones futuras.

El análisis de los registros de las barrenas puede ofrecer datos de gran valor si éstos se registran en forma precisa y completa.

jueves, 22 de noviembre de 2012

SELECCIÓN DE UNA BARRENA TRICÓNICA O DE CORTADORES FIJOS (PDC) PARA PERFORAR.

Criterios de selección de barrenas 
Objetivos de perforación 

Para el proceso de selección es fundamental conocer los objetivos de perforación, que incluyen todo tipo de requisitos especiales del personal para perforar el pozo. Esta información ayudará a determinar las mejores características de la barrena que requiere la aplicación y a concentrar sus esfuerzos en satisfacer las necesidades de Pemex y sus requisitos de perforación. Rendimiento. Uno de los principales objetivos del personal técnico es perforar el pozo en el menor tiempo posible. Esto significa orientar la selección de barrenas hacia la búsqueda del tipo que más duración tenga; se busca principalmente la máxima cantidad de metros en un tiempo de rotación aceptable, eliminando así el costoso tiempo del viaje. Direccional. 
El tipo de pozo direccional es un criterio importante cuando se deben de seleccionar las características de las barrenas ya sea tricónicas o de diamante. Una ventaja específica de las barrenas de diamante es su gran alcance y sus posibilidades para perforar en sentido horizontal. 
Estos tipos de pozos, por lo general, tienen secciones homogéneas muy prolongadas que son óptimas para las aplicaciones con barrenas de diamante. La densidad de los cortadores, la cantidad de aletas, el control de la vibración y el calibre de la barrena son, todos ellos, parámetros de selección fundamentales cuando se estudian las aplicaciones direccionales. Economía. El medio ambiente económico es un factor fundamental para la aceptación de los diseños con diamante, siempre y cuando los análisis de costos así lo determinen; en caso contrario se debe seleccionar barrenas tricónicas.

miércoles, 21 de noviembre de 2012

APLICACIONES - III

· ¿Qué volumen de gas hidrógeno a presión atmosférica se requiere para llenar un tanque de 5000 cm3 bajo una presión manométrica de 5.5 kg/cm2? Presión atmosférica – 1.033 kg/cm2

· Con base en la recomendación del API (tema 9.5) realizar el siguiente cálculo: Si un acumulador (botella) de la unidad de 3000 lb/pg2, se le suministra inicialmente una presión de precarga igual a 1000 lb/pg2 ¿Cuál es el volumen de fluido hidráulico aprovechable si se deja una presión remanente de 1200 lb/pg2

Operaciones:
Capacidad del acumulador -10 gal.

martes, 20 de noviembre de 2012

APLICACIONES - II


Operaciones:
Volumen para abrir y cerrar los preventores y válvula hidráulica.
                                                                     Abrir                              cerrar
Preventor anular                                        10.34 gal                        12.12 gal
Preventor de ariete                                      5.2gal                            5. 5 gal
Preventor de ariete                                      5.2 gal                           5.5 gal
Válvula hidráulica                                        0.5 gal                           0.5 gal
Total                                                           21.24 gal                   23.62 gal

lunes, 19 de noviembre de 2012

APLICACIONES - I

· Disponga de un arreglo de preventores de la última etapa de perforación del área en que se encuentre laborando y analice el conjunto del sistema.
Arreglo de preventores:

Posición del ariete ciego:
Ventajas                                                                                                Desventajas










· Calcular la cantidad de fluido hidráulico y el número de acumuladores con base en los tres criterios.

Datos:
Arreglo: 13 5/8 - 5M – RSRA
Unidad de cierre: 3000 psi (Koomey)
Precarga: 1000 psi
Capacidad total del acumulador: 10 gal.
Válvula hidráulica en la línea de estrangulación.
Preventor de ariete tipo “U”, Cameron.
Preventores anular (esféricos) tipo “D”, Cameron.

domingo, 18 de noviembre de 2012

INSPECCIÓN EN LA INSTALACIÓN DE LAS CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Una de las actividades críticas y de mayor importancia en materia de seguridad del personal y del pozo, es la de realizar las inspecciones durante la instalación de las conexiones superficiales de control, así como verificar que las pruebas hidráulicas se realicen de acuerdo a los procedimientos de campo establecidos, ya que es la única forma de asegurarnos que nuestro equipo se encuentra en condiciones operativas adecuadas para cuando se requiera su uso. Para tener una información completa sobre la inspección que se debe realizar en la instalación de las conexiones superficiales de control, se recomienda consultar en el manual del perforador (Capítulo 10) las normas y recomendaciones aplicadas a dicho sistema de control. 

Actividad 

Con base en la consulta de las normas y recomendaciones para las conexiones superficiales de control, realizar una lista de verificación de la instalación del sistema de control.

sábado, 17 de noviembre de 2012

DESVIADOR DE FLUJO (DIVERTER)

El sistema desviador de flujo se emplea como medio de control del pozo, antes de cementar la tubería de revestimiento superficial e instalar el conjunto inicial de preventores, con el fin de poder manejar los posibles flujos de formaciones muy someras, derivándolas a sitios alejados del equipo y del personal. Los desviadores no han sido diseñados para cerrar el pozo ni detener el flujo sino más bien para permitir la desviación del flujo hacia una distancia segura y controlada. 
Uno de los mejores diseños del sistema de desviador de flujo, es que en el momento de cerrar el desviador de flujo automáticamente debe de abrirse la válvula (s) en su parte inferior. Se recomienda que las salidas laterales del desviador sean de un diámetro interior mínimo de 10” en equipo terrestre, y de 12” en equipo marinos. Una válvula de 10” tiene un área de flujo de 78.54 pg2, que es el equivalente a dos válvulas de diámetro interior aproximadamente de 7”, las cuales se pueden ocupar en caso de no tener una de 10”. Cuando se instale un sistema de desviador de flujo, se recomienda lo siguiente: 
· Adiestrar al personal para su operación. 
· Para garantizar el funcionamiento correcto del sistema, se debe de activar cuando se instale y si es necesario a intervalos apropiados durante las operaciones, en este último caso se puede aprovechar para realizar simulacros. 
· Debe bombearse fluido a través de cada línea desviadora, para verificar que no se encuentren tapadas.

viernes, 16 de noviembre de 2012

CÁLCULO DEL VOLUMEN DE FLUIDO HIDRÁULICO EN LA UNIDAD DE CIERRE

El cálculo del volumen de fluido hidráulico en la unidad de cierre nos proporciona el número de acumuladores necesarios que debe tener el sistema, para que permita almacenar fluidos con la energía suficiente para cerrar todos los preventores y abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación y se registre una presión final de los acumuladores (presión de la unidad de cierre) de por lo menos 200 lb/pg2 mayor que la presión de precarga, (RP-53-API)*. Para calcular el volumen de fluido hidráulico se aplican los criterios de: presiones normales, alta presión y el canadiense, así como la siguiente formula de la ley de Boyle (Fig. 9.3).
*Las fuentes de energía (eléctrica y neumática) se aíslan para realizar la prueba.
Figura 9.3 Volumen de fluido disponible por botella, manteniendo 200 lb/pg2 arriba de la presión deprecargo.

jueves, 15 de noviembre de 2012

Tipo de roca

Si se cuenta con datos precisos sobre las formaciones que deberán perforarse en el intervalo objetivo, se podrá seleccionar con más facilidad la estructura óptima de corte y la densidad que requiere la aplicación, ya sea barrena tricónica o de diamante.

martes, 13 de noviembre de 2012

LEY DE LOS GASES - I

En el comportamiento térmico de la materia, es de nuestro interés cuatro cantidades medibles: la presión, el volumen, la temperatura y la masa de una muestra. En este tema sólo nos enfocaremos a la presión y volumen con respecto a un gas, donde sus moléculas individuales están tan distantes entre si que la fuerza de cohesión que existe entre ellas es generalmente pequeña. 
Un gas ideal se considera como aquel en donde su comportamiento no se ve afectado en lo absoluto por fuerzas de cohesión o volúmenes moleculares. 
Aunque no existen gases reales considerados como ideales, en condiciones normales de temperatura y presión, el comportamiento de cualquier gas es muy parecido al comportamiento de un gas ideal. Las observaciones experimentales de los gases reales han conducido a deducciones de leyes físicas generales que rigen su comportamiento térmico. Una de las primeras mediciones térmica de los gases fue realizada por Roberto Boyle, demostrando, en 1660, que el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión, considerando la temperatura y masa constante.

Ley de Boyle: Siempre que la masa y la temperatura de una muestra de
gas sea constante, el volumen del gas es inversamente
proporcionalmente a su presión absoluta.

lunes, 12 de noviembre de 2012

PRUEBAS OPERATIVAS DE LOS PREVENTORES CON LA UNIDAD DE CIERRE (API) - II

Estas operaciones de pruebas realizadas en el preventor son complemento de las pruebas hidráulicas programadas en el arreglo de preventores. Con base en las pruebas descritas, se adquieren conocimientos y experiencia, para cuando se requiera verificar la comunicación de las cámaras de presión de cierre y de abrir. 
Cuando un preventor se encuentra cerrado para control del pozo, se pueden verificar si hay fugas, observando el depósito de fluido hidráulico en donde se encuentran instaladas las válvulas de cuatro vías, verificando si hay salida de fluido hidráulico en algunas de ellas. Esta misma prueba se realiza cuando las válvulas de cuatro vías se mantienen en posición abierta.

sábado, 10 de noviembre de 2012

PRUEBAS OPERATIVAS DE LOS PREVENTORES CON LA UNIDAD DE CIERRE (API) - I

Para una aceptación de campo, esta prueba debe llevarse a cabo cada vez que se ponga en servicio un preventor de reventones, nuevo o rehabilitado, o un preventor de reventones de condición desconocida. Inspección para determinar si hay fugas en el sello de la cámara de cierre. 

· Desconecte la línea de abrir. 

· Aplique la presión de cierre (presión recomendada por el fabricante para el sistema hidráulico del preventor.) 

· Observe el puerto de la línea de abertura para ver si hay fugas de fluido, no hacerlo en forma directa. · Libere la presión de cierre.

 · Conecte la línea de abertura y quite la línea de cierre para la siguiente operación. Inspección para determinar si hay fugas en el sello de la cámara de abrir. 

· Aplique la presión de abrir.

 · Observe el puerto de la línea de cierre para ver si hay fugas de fluido. 

· Libere la presión de abrir. 

· Conecte la línea de cerrar. Nota. Recuerde cerrar los preventores de arietes para tubería con T.P en el pozo y en el caso de los arietes ciegos, operarlos para su cierre inicialmente con presión baja y posteriormente incrementar su presión de cierre normal, con la finalidad de no dañar los elastómeros.

viernes, 9 de noviembre de 2012

Recomendaciones en el requerimiento de preventores.

Cuando se esté perforando la etapa de yacimiento, se deberán utilizar arietes de corte en sustitución de los ciegos. 
· Si se utilizan sartas combinadas, los arietes para la tubería de diámetro mayor se instalarán en el preventor inferior, y los de diámetro menor en el superior. Ambos arietes pueden sustituirse por el tipo de variable. · Debe observarse que si ocurre un brote cuando se esté sacando del pozo la tubería de perforación de diámetro menor, sólo se dispondrá del preventor anular y uno de arietes. 
Es entonces que no será posible intercambiar arietes de ese mismo diámetro de tubería de perforación en algún otro preventor, por lo que será conveniente ubicar los arietes ciegos en la parte superior del preventor doble, aun cuando las desventajas señaladas anteriormente serían mayores por tener doble brida adicional. Una opción practica, sin cambiar la posición establecida, recomienda bajar una parada de tubería del diámetro mayor para cerrar el preventor inferior y cambiar arietes al superior

jueves, 8 de noviembre de 2012

Desventajas

· Cuando el preventor ciego esté cerrado, no se tendrá ningún control si ocurre alguna fuga en el preventor inferior en el carrete de control. 

· Lo que se manejó como ventaja de que los arietes ciegos se pueden cambiar por arietes para tubería de perforación, funciona ahora como desventaja, ya que en el caso extremo de querer soltar la tubería no se dispondría de una válvula maestra que cerrará totalmente el pozo.

miércoles, 7 de noviembre de 2012

Ventajas

· Está demostrado estadísticamente que la mayor parte de los brotes ocurren con la tubería dentro del pozo, es entonces que el preventor inferior hace la función de válvula maestra por estar conectada directamente a la boca del pozo. 

· Se puede cambiar los arietes ciegos por arietes para la tubería de perforación. 

· La tubería de perforación puede suspenderse del preventor inferior y cerrar totalmente el pozo.

 · Cuando el pozo esta cerrado con el preventor inferior permite efectuar reparaciones y corregir fugas del conjunto de preventores; además del cambio de unidades completas. 

· Cuando el preventor ciego está cerrado, se puede operar a través del carrete de control.

 · Si se considera conveniente se puede introducir tubería de perforación a presión dentro del pozo, utilizando el preventor inferior y alguno de los superiores. Previo cambio de los ciegos por arietes para tubería de perforación.

· Lo anterior tiene la gran desventaja de deteriorar los arietes inferiores, los cuales no es posible cambiar, por lo que debe procurarse operarlos sólo en caso necesario, ya que como se indicó, deben considerarse como válvula maestra.

martes, 6 de noviembre de 2012

ANÁLISIS DE UN ARREGLO DE PREVENTORES

Es condición necesaria que todo arreglo de preventores que se encuentre en el pozo sea analizado en todo su conjunto para tener un conocimiento efectivo del mismo y tomar la decisión adecuada cuando se presenten operaciones imprevistas en un descontrol del pozo y de esta forma evitar o disminuir los riesgos. A continuación se proporciona un ejemplo del análisis de un arreglo de preventores, tomando en cuenta la posición del ariete ciego. 
Es de considerar que se pueden tener otras observaciones de acuerdo a la experiencia del área y de las operaciones de cada uno de los arreglos. Análisis del arreglo 13 5/8”- 5M-R S R A (Fig.9.1)

lunes, 5 de noviembre de 2012

ARREGLOS DE PREVENTORES (API) - II


Los componentes principales de arreglo de preventores de reventones y
sus códigos son los siguientes:
A = Preventor de reventón, tipo anular
R = Preventor de reventones de ariete sencillo (con un juego de arietes ciego o
para tubería según la preferencia del operador.)
Rd = Preventor de reventones, con dos juegos de arietes, colocados según la
preferencia del operador.
Rt = Preventor de reventones, con tres juegos de arietes, colocados según la
preferencia del operador.
S = Carrete de perforación con conexiones de salida lateral, para las líneas de
estrangulación y de matar.A = cabeza rotatoria.
*M = presión de trabajo = 100 lb/pg2.
*K = 1000

No olvidar que al usar la codificación API se enlistan de abajo hacia arriba. Como se ha especificado en los arreglos API, no se menciona la posición del ariete ciego, por que esta sujeto a la experiencia del área y condiciones del pozo, para tomar la decisión de donde ubicarlo. También se debe de considerar
que entre los arreglos con una misma presión de trabajo, la clave que existe en los cambios de uno a otro, es la posición del carrete de perforación ó de control y la instalación de un preventor doble de arietes es opcional.

domingo, 4 de noviembre de 2012

ARREGLOS DE PREVENTORES (API) - I

En el manual para Perforador-Cabo, se han definido los diferentes tipos de arreglos de preventores de reventones con base en la clasificación del API para las clases 2M, 3M, 5M, 10M, y 15M, no olvidando que su adecuación es en el cumplimiento de los requerimientos del pozo, para así obtener de ellos la seguridad y eficiencia requerida. 
El criterio para seleccionar el arreglo de preventor debe considerar la magnitud del riesgo expuesto y el grado de protección requerida, tales como: 

· Presiones de formación anormales. · Yacimiento de alta productividad o presión. 

· Áreas densamente pobladas. ·

 Grandes concentraciones de personal y equipo, como el caso de barcos y plataformas marinas (se necesitan arreglos más completos y como consecuencia aumenta su costo). 

· Áreas sensibles a impactos ambientales.

· Presiones de formación normales.

sábado, 3 de noviembre de 2012

APLICACIONES - III

Aplicaremos la fórmula simplificada, quedando como ejercicio aplicar la fórmula original como comprobación.

P = 2500.0 m
Pl = 2500.0 + 28 = 2528.0 m
PT.P. = 29.05 kg/m x 0.8115 = 23.574 kg/m
PD.C. = 219.0 kg/m x 0.8115 = 177.72 kg/m
PH.W. = 74.5 kg/m x 0.8115 = 60.457 kg/m
A = 2 x 8000 kg = 16,000 kg.
Pf = 80.0 m x 177.72 kg/m + 110.0 m x 60.457 kg/m = 20,868.0 kg.
C = 20,868 x ÷ø

Esta operación se puede realizar en forma directa, iniciando en el producto 0.5, terminando con la multiplicación de la profundidad y dividiendo entre 500,000

viernes, 2 de noviembre de 2012

APLICACIONES - II


· Encontrar el trabajo realizado del cable de perforación en las siguientes operaciones:

Viaje redondo: 2500.0 m
Viaje redondo: 3020.0 m
Perforando: de 2500.0 m a 3020.0 m

Datos:
T.P.: 5” – 29.05 kg/m
T.P. extrapesada (H.W.): 5” x 3” – 74.50 kgs/m – 110.0 m
Lastrabarrenas: 8” x 3” – 219.0 kg/m – 80.0 m (herramienta)
Barrena P.D.C.: 12”
Lodo: 1.48 gr/cm3
Peso del aparejo: 8 tons.


Operaciones:
Trabajo de viaje redondo a 2500.0 m
Ff = 1 -
7.85
1.48
= 0.8115

jueves, 1 de noviembre de 2012

APLICACIONES - I


· Con la siguiente información realizar un programa de deslizamiento y corte del cable de perforación.

Diámetro del cable: 1 1/2”
Altura del mástil: 43.28 m (142 pies)
Factor de seguridad: 5
Malacate: National 1625-DE
Diámetro del tambor: 36”
Operaciones:
Meta de servicio (gráfica 8.1): 40 x 100 = 4000 Ton x Km
Meta de servicio con factor de seguridad de 5 (gráfica 8.2): 4000 Ton x Km x 1.0
= 4000 Ton x Km
Corte del cable: 27.0 m
Programa:

Operación 1 Operación 2
Acumular 2000 Ton x km Acumular 2000 ton x km
Deslizar 13.5 m de cable para las 4000 ton x km
Deslizar 13.5 m y cortar 27.0 m de
cable.

martes, 30 de octubre de 2012

Ángulo de ataque en poleas y tambores - II


Ejemplo:
A = 0.38 m hacia el lado derecho del tambor de enrollado.
B = 23 m

lunes, 29 de octubre de 2012

Ángulo de ataque en poleas y tambores - I

No siempre puede evitarse la formación de un ángulo de desvío en el cable. Esto sucede en instalaciones integradas por un tambor y una polea fija, tal como lo indica la figura 8.4 en las que este ángulo se forma necesariamente; si en ellas el cable toma una oblicuidad excesiva éste tendera a salirse de la polea, produciéndose un enrollamiento irregular, traslapamientos y rápido desgaste del cable por fricción de si mismo contra sus propias vueltas en el tambor. La experiencia ha demostrado que el mejor servicio obtenido es cuando el ángulo de ataque no excede de 2° en tambores ranurados.
Figura 8.4 Línea central del tambor y de la polea

sábado, 27 de octubre de 2012

Tambores - II

Por último, las tolerancias permisibles en el diámetro de la ranura de una polea o tambor con relación al diámetro del cable aparecen en el siguiente cuadro:

viernes, 26 de octubre de 2012

Tambores - I

Los tambores se ranuran cuando los cables trabajan con fuertes cargas o cuando estos se enrollan en varías capas, con el fin de evitar su aplastamiento. Estas ranuras presentan un perfil formado por un arco de circunferencia de 130o y paso igual a 1.15 d., tal como
se indica en la figura 8.3.

jueves, 25 de octubre de 2012

Medición del diámetro de un cable

El diámetro correcto del cable es el del círculo circunscrito tangente a todos los torones exteriores. Para medir el diámetro en la forma correcta se recomienda el uso de un calibrador en la manera indicada y a su vez tomar en cuenta que el diámetro real de un cable nuevo es ligeramente superior a su diámetro nominal.

martes, 23 de octubre de 2012

Criterio para el reemplazo de un cable de acero - II

La primera columna se refiere a la cantidad de alambres rotos con una distribución pareja, y la segunda, se refiere a los alambres rotos en un solo torón en la misma longitud axial (un paso del cable).



NOTA: Si existe un sector donde se observa un alambre quebrado dentro del valle entre dos torones, entonces se recomienda que se reemplace el cable de inmediato, porque es probable que el alma haya perdido su consistencia y falte apoyo a los torones exteriores.

lunes, 22 de octubre de 2012

Criterio para el reemplazo de un cable de acero - I

Esto se basa en la cantidad de alambres quebrados o rotos en el cable o en el torón. En este contexto hay que considerar “el patrón“que es un paso del cable.

Como definición se puede decir que “el paso de un cable” es la distancia medida por el eje del cable en donde un torón hace revolución completa alrededor del alma. 
Una inspección visual de la superficie permite la ubicación del sector de mayor deterioro con respecto a la cantidad y distribución de alambres quebrados. 
En la tabla 8.1 se mencionan dos tipos de criterios con respecto a la cantidad máxima de alambres quebrados en un cable, sugeridos para mantener un adecuado nivel de seguridad. 
Si existen más alambres rotos que los indicados, entonces se recomienda el reemplazo del cable.

domingo, 21 de octubre de 2012

INSPECCIÓN Y EVALUACIÓN DE PROBLEMAS EN EL CABLE DE PERFORACIÓN

Alargamiento de un cable de acero 

El alargamiento de un cable de acero en uso podría ser producto de varios factores, algunos de los cuales producen elongaciones que son muy pequeñas y generalmente pueden ser ignoradas. La lista siguiente cubre las causas principales de alargamiento de un cable. 
Las dos primeras son las más importantes y la tercera tiene una cierta influencia en determinadas circunstancias. 
1. Alargamiento debido al acomodamiento de los alambres en los torones y los torones en el cable cuando esta puesto en servicio, lo que usualmente se conoce como “Alargamiento Permanente por Construcción”. 2. Alargamiento elástico debido a la aplicación de una carga axial. Esta se comporta según la “ley de Hooke” dentro de ciertos limites. 
3. Expansión o contracción térmica debido a variaciones en la temperatura. 
4. Alargamiento causado por la rotación de un extremo libre del cable. 
5. Alargamiento debido al desgaste por fricción interna de los alambres en el cable, lo que reduce el área de la sección de acero originando un alargamiento permanente extra por construcción. 
6. El alargamiento permanente del cable cuando esta sujeto a carga axiales superiores al “punto de fluencia del acero” (limite elástico).

miércoles, 17 de octubre de 2012

PROGRAMA DE DESLIZAMIENTO Y CORTE DE CABLE - IV


d = Distancia recorrida, en m.
t = Tiempo para sacar una lingada, en Seg.
Tvr = Trabajo realizado en un viaje redondo, en Ton-Km.
W1 = Peso de la T.P flotada, en Kg/m.
P = Profundidad del pozo, en m.
Lp = Longitud de una parada, en m.
A = Peso de aparejo, en kg.
C = Peso de los D.C. flotada (Kg/m) menos el peso de la T.P.(Kg/m) flotada,
multiplicado por la longitud de las D.C., en Kg
Tp = Trabajo realizado cuando se perfora, en Ton-Km.
T2 = Trabajo realizado para un viaje donde se termina de perforar, en Ton x
Km.
T1 = Trabajo realizado para un viaje redondo a la profundidad donde se
comenzó perforar, en Ton x Km.
Tm = Trabajo realizado cuando se muestrea, en Ton x Km.
T4 = Trabajo realizado para un viaje redondo a la profundidad donde se
terminó de muestrear, Ton x Km.
T3 = Trabajo realizado para un viaje redondo a la profundidad donde se
comenzó a muestrear, en Ton x Km.
Tc = Trabajo realizado cuando se baja un casing (T.R.), en Ton x Km.
Wc = Peso de la T.R. en el lodo, en Kg/m.
Lc = Largo de una T.R., en m.
T = Trabajo realizado para una operación de pesca, en Ton x Km
Pt = Trabajo realizado de un viaje redondo a la profundidad total del pozo, en
Ton x Km.

martes, 16 de octubre de 2012

PROGRAMA DE DESLIZAMIENTO Y CORTE DE CABLE - III

* Como sugerencia para un trabajo de pesca muy fuerte se recomienda dicha formula. Formulas complementarias:
Nomenclatura D = Diámetro del tambor, en pulg.
Pr = Perímetro del tambor, en cm.
 Cm = Carga máxima permisible en las líneas, en tons.
 N = Numero de líneas guarnidas
Rr = Resistencia a la ruptura del cable, en tons.
F.S. = Factor de seguridad, sin unidades (2.5, 3.0, 3.5 ó 4.0) H.P.G.
= Potencia al gancho, en H.P. Ps = Peso de la sarta de perforación flotada, en Kg.

lunes, 15 de octubre de 2012

PROGRAMA DE DESLIZAMIENTO Y CORTE DE CABLE - II

Posteriormente se localiza en la tabla 9.2 la longitud del cable de perforación por cortar (Capítulo 9 “Cables de Perforación” Manual del perforador), para que anexada a la información anterior se realice el programa de deslizamiento y corte del cable, sin olvidar la recomendación de hacer el número mínimo de deslizamientos. Para llevar el control del trabajo realizado por el cable y aplicar nuestro programa, se calcula el trabajo realizado del cable en cada operación, acumulándose en un formato especial para compararlo con el programa y tomar la decisión de deslizar ó deslizar y cortar el cable. Para el cálculo del trabajo del cable se aplican las siguientes formulas:

domingo, 14 de octubre de 2012

PROGRAMA DE DESLIZAMIENTO Y CORTE DE CABLE - I

En el manual para Perforador y Cabo, se proporcionó el concepto y recomendaciones de la operación del deslizamiento y corte del cable de perforación, en esta parte complementaremos los conocimientos con la selección de la meta de servicio y el cálculo del trabajo realizado del cable de perforación. De acuerdo con estos valores se realizará el programa y control de deslizamiento y corte del cable. Para seleccionar la meta de servicio (Ton x Km.) de un cable de perforación se hace uso de la gráfica 8.1 y 8.2, con base en los siguientes datos: 
° Diámetro del cable.
 ° Altura del mástil. 
° Factor de seguridad.

sábado, 13 de octubre de 2012

Operaciones posteriores a la Cementación - II

Posteriormente se calculan los volúmenes requeridos, únicamente multiplicando la capacidad por la profundidad, es importante mencionar que existen libros y/o manuales de las diferentes compañías de servicio en donde vienen especificadas las características de todas las TR y en ellos vienen los datos de las capacidades de TR´s y diferentes espacios anulares por bl/m o gal/pie.

Vol. Desplaz. 24” = 2470 - 17.76 x 1800 m. = 31968lts = 201 bls
2470 – 1800 = 670 m.
Vol. Desplaz. 28” = 16.99 x 670 m. = 11383 lts = 71.6 bls
31,968 + 11,383 = 43,351 lt.
Vol. Total Desplaz. al cople flotador = 43321 lts = 272.6 bls
Vol. Lechada EA = 15.45 lts/m (2500-1800 m) = 10,815 lts = 68 bls
Vol. Lechada TR 6 5/8” = 30 m x 16.99 lts/m = 509.7 lts = 3.2 bls.
Vol. total lechada cemento = 11,325 lts = 71 bls
Vol. Bache limpiador = 15.45 lts/m x 100 m = 1545 lts = 10 bls
Vol. Bache separador = 15.45 lts/m x 30 m = 463.5 lts = 3 bls


Los volúmenes de bache separador y limpiador generalmente son de 3 a 5 m3 y 5 a 10 m3 respectivamente o realmente depende del EA que se va a cubrir.

viernes, 12 de octubre de 2012

Operaciones posteriores a la Cementación - I

La tubería se anclará en sus cuñas con el 30% de su peso, se cortará, biselará y se colocarán empaques secundarios, carrete adaptador y se probará con presión, posteriormente se bajará a reconocer la cima de cemento, se probará la tubería, se escariará y se evaluará la cementación tomando un Registro Sonico de Cementación CBL-VDL. Ejemplo:
Se va a realizar la cementación de la tubería de explotación de 6 5/8”, N-80, combinada 24-28 lb/pie a 2500 m.

· T.R. Explotación 6 5/8”, 24 lb/pie de 0 a 1800 m 6 5/8”, 28 lb/pie de 1800-2500 m
· Diámetro Agujero = 8 5/8”
· T.R. anterior 9 5/8”, N-80, 40 lb/pie a 1500 m.
· Intérvalo de interés 2350-2400 m.
· Cima de cemento a 1800 m.
· Cople flotador 6 5/8” a 2470 m.
Cálculos:
Primero se requiere conocer los diámetros interiores de la T.R. de explotación y su capacidad, así mismo se deben calcular las capacidades de los diferentes espacios anulares entre el agujero y el diámetro exterior de la TR de explotación, en este caso se consideró un agujero uniforme, pero en la realidad esto varia sustancialmente ya que con la toma de un registro calibrador se conoce el diámetro real del agujero.

Cap. TR 6 5/8”, 24 lb/pie (D. Int = 5.921”) = 17.76 lts/m
Cap. TR 6 5/8”, 28 lb/pie (D. Int = 5.791”) = 16.99 lts/m
Cap. EA (Agujero-TR Explotación) = 15.45 lt/m

jueves, 11 de octubre de 2012

Operaciones durante la Cementación - II

d. Instalación de la cabeza de cementación y de los tapones. La supervisión del estado físico de la cabeza de cementación es de gran importancia, e implica: roscas, tapas, pasadores, machos y válvulas, así como el diámetro correcto. Asimismo es de gran importancia la supervisión en la colocación y limpieza de los tapones de desplazamiento y en la posición de las válvulas o machos de la cabeza de cementación durante la operación. 
e. Verificación del sistema Hidráulico de bombeo superficial. Es muy importante verificar el buen funcionamiento de las bombas de los equipos de perforación, así como la limpieza de las mismas, con el objeto de evitar contratiempos en los desplazamientos de las lechadas de cemento, se debe checar su eficiencia y volúmenes por embolada que estará sujeto a los diámetros del pistón y carrera del mismo. 
f. Operación de Cementación. En el proceso de operación es importante verificar la instalación correcta de equipos programados y auxiliares, checar circulación, preparar el colchón limpiador de acuerdo al programa en tipo y volumen y bombear al pozo, preparar el colchón separador, soltar el tapón de diafragma o limpiador, bombear el colchón separador, bombear la lechada de cemento de acuerdo a diseño elaborado en cuanto a densidad, soltar el tapón de desplazamiento o sólido, bombear un colchón de agua natural y desplazar la lechada con el volumen calculado; durante la operación es importante verificar la circulación, niveles de presas y presión de desplazamiento. La verificación de la llegada del tapón de desplazamiento al cople de retención o presión final es de gran importancia, ya que será una manera de checar el volumen calculado de desplazamiento, además de comprobar que la maniobra efectuada en la cabeza de cementación fue correcta. 
La presión final se descargará a cero y se checará el funcionamiento del equipo de flotación y en caso de falla del mismo se represionará con una presión diferencial adecuada, para evitar el efecto de microanillo y se cerrará el pozo hasta el fraguado inicial de la lechada. Por último se elaborará el reporte final de la operación, que incluirá el ajuste final de la tubería de revestimiento indicando grado, peso y rosca, número de centradores utilizados, presiones de operación, si se presentó alguna falla mencionarla, indicar si durante la operación la circulación fue normal o se presentaron pérdidas y si funcionó o no funcionó el equipo de flotación, además se indicará el tiempo de fraguado y el programa de terminación.

miércoles, 10 de octubre de 2012

Operaciones durante la Cementación - I

a. Colocación de Accesorios y revisión de Tramos Es muy importante verificar la correcta colocación de accesorios, de acuerdo al programa elaborado previamente, así como también es importante verificar las condiciones del fluido de control, ya que es un factor de gran importancia para el éxito de una cementación primaria. Así mismo la numeración de los tramos, siguiendo un orden de acuerdo al diseño del ademe que se utilizará en el pozo en grados, peso y tipos de roscas, las cuales deben satisfacer las condiciones de medida del probador del manual y con el objeto de seguir el orden de introducción programado. El total de tramos debe coincidir en todas sus partes con el número de tramos, apartando los que están en malas condiciones, principalmente en las roscas y los que se hayan golpeado y dañado durante su transporte y/o introducción, así como los tramos sobrantes del total programado. 
b. Introducción de la Tubería de Revestimiento Durante la introducción de la tubería de revestimiento uno de los problemas que puede determinar el éxito o el fracaso de la operación de cementación, sería: el que se origine la presión de surgencia que puede ocasionar pérdidas de circulación que básicamente se pueden originar durante la introducción incorrecta de la tubería. La velocidad de introducción deberá calcularse antes de iniciar la operación de introducción, velocidad que estará sujeta por la densidad del lodo de perforación, longitud de la columna, espacio entre tubería y agujero y accesorios de la tubería. Por la experiencia y la práctica se ha observado que no es conveniente rebasar una velocidad de introducción de 20-34 seg por tramo de 12 metros.
  c. Llenado de Tuberías y Circulación. El llenado de la tubería dependerá de los accesorios programados y del funcionamiento de los mismos, así como de las condiciones del fluido de control, de la velocidad de circulación y recuperación del corte. Los beneficios de la circulación en el pozo, durante la perforación, así como en la cementación de tuberías de revestimiento son de gran importancia, tomando en cuenta que la mayoría de los lodos de perforación son de bajo esfuerzo de corte y forman geles con sólidos en suspensión cuando permanecen en reposo. La circulación y el movimiento de la tubería en los casos que sea posible, romperá este gel reduciendo la viscosidad del lodo. Los tiempos suficientes de circulación, dependerán de la profundidad, pozo, espacio anular entre tuberías y agujero, tipo de formaciones que se atraviesen y del buen funcionamiento del equipo de flotación que se programe.

martes, 9 de octubre de 2012

Operaciones Previas a la Cementación - II

d. Diseño de la lechada de cemento y los baches lavadores y espaciadores 
El diseño de la lechada de cemento es un aspecto muy importante ya que en la misma se deben considerar aditivos para la presencia de gas,retardadores y/o aceleradores y en caso necesario, etc., así mismo debe contemplarse la compatibilidad con el lodo de perforación en uso y los diferentes baches a utilizar como son los limpiadores y espaciadores. 
Con el objeto de tener mejores resultados en las cementaciones primarias, el volumen de fluido limpiador que se programe y el gasto, debe estar diseñado para un tiempo de contacto de 8 a 12 min. Utilizando un flujo turbulento, lo cual es un mínimo recomendable para remover el enjarre de los lodos de perforación y para su diseño se deben tomar en cuenta el diámetro de las tuberías de revestimiento, así como los diámetros de los agujeros, para que sea el volumen adecuado y se obtengan óptimos resultados, así mismo tomar en cuenta el tipo de formación, se bombeará después de haber soltado el tapón de diafragma. 
Cuando se seleccione un fluido espaciador, para efectuar un eficiente desplazamiento del lodo, deberán tomarse en cuenta la reología del fluido espaciador, gasto de bombeo, compatibilidad del fluido espaciador con el lodo y el cemento y tiempo de contacto; con lodos base agua, un pequeño volumen de agua como espaciador entre el lodo y el cemento han registrado resultados satisfactorios. El criterio más importante en la selección de un fluido espaciador es que el fluido seleccionado pueda desplazarse en turbulencia a gastos de bombeo razonables para la geometría que presenta el pozo.

lunes, 8 de octubre de 2012

Operaciones Previas a la Cementación - I

a)Análisis del Agua disponible. Es de gran importancia conocer con tiempo las características químicas del agua que se utilizará y efectuar pruebas del cemento con estas. Si se considera necesario se transportará cuidando que su salinidad sea menor de 1000 ppm de Cloruros.

b. Pruebas de Cemento de cada lote recibido. El control de calidad del cemento es de gran importancia e invariablemente deberán efectuarse pruebas de los lotes recibidos, básicamente en cédula No. 5 sin aditivos, así como el cálculo de la densidad máxima permisible para evitar pérdidas de circulación por fracturamiento de las formaciones y de acuerdo a la temperatura de fondo del pozo para el diseño de la lechada de cemento.

c. Programas de accesorios El programa de accesorios estará sujeto básicamente a los objetivos que se persigan, fijando normas y condiciones que optimicen los resultados y evitando al máximo un incremento en los costos, así mismo se deben verificar los accesorios en su diámetro, estado, tipo de rosca, diámetros interiores, grados y librajes, así como el funcionamiento de las partes de los accesorios antes de la operación, para que cualquier anomalía que se detecte se corrija a tiempo y no a la hora de iniciar la introducción de la tubería.

domingo, 7 de octubre de 2012

APLICACIONES

En esta parte de aplicaciones, consideramos que usted conoce la tecnología de cementación y que puede comprender fácilmente las siguientes operaciones para aplicarlas en el campo. Se recomienda realizar una lista de verificación para una operación de cementación (con base en esta guía), incluyendo las medidas de seguridad y protección al medio ambiente.

sábado, 6 de octubre de 2012

DISEÑO DE UNA LECHADA DE CEMENTO

Para el diseño de la lechada de cemento se requiere la densidad, el rendimiento, el requerimiento de agua, la temperatura, los aditivos necesarios para el tiempo bombeable requerido, etc. Un ejemplo es la lechada con las siguientes especificaciones:

Densidad lechada = 1.89 gr/cm3.
Rendimiento = 38 lts/saco.
Requerimiento de agua = 22 lts/saco.
Retardador = 1.5% en peso del cemento.
Reductor de filtrado = 0.5 % en peso de cemento
Se requieren 19600 lts (123 bls) de lechada.

Existe software o programas técnicos en donde se introducen los datos que va solicitando cada pantalla y automáticamente proporcionan el volumen de desplazamiento, la cantidad de sacos de cemento, volumen de agua, etc., así mismo proporcionan gráficas y tablas de como va a quedar la cementación de la tubería de revestimiento y los materiales requeridos, es muy importante mencionar que él mismo software nos indica si se fractura la formación con los datos de gradiente de fractura que le proporcionaron y la densidad de la lechada de cemento, de la densidad del bache espaciador, limpiador y también la densidad del lodo de perforación que se tiene en el momento de la cementación de la tubería de revestimiento.

viernes, 5 de octubre de 2012

CÁLCULO DEL VOLUMEN DE LA LECHADA Y RENDIMIENTO - II

Aplicación de las fórmulas:
Densidad de lechada – 1.89 gr/cm3.
Volumen de lechada total – 19,600 Lt *
Sacos de cemento de 50 kg.

Operaciones:
Cantidad de agua necesaria = 22.472 lt/saco x 511 saco = 11,483 Lt. » 11.5 m3

* El cálculo del volumen de la lechada de cemento se realiza con base a las capacidades anulares, en donde se requiere la cementación de la T.R., fórmulas que se han aplicado en el manual del perforador.

jueves, 4 de octubre de 2012

CÁLCULO DEL VOLUMEN DE LA LECHADA Y RENDIMIENTO - I

Uno de los aspectos importantes de las operaciones de cementación, es tener la cantidad de agua disponible para formar la lechada de cemento. Para dicho cálculo, se requiere conocer la densidad y el volumen de la lechada de cemento y el rendimiento. Posteriormente se aplican las siguientes fórmulas:


Donde:
Va = Volumen de agua para la cementación, en Lt. /saco.
P = Peso de un saco de cemento, en Kg.
D = Densidad de la lechada de cemento, en gr/cm3.
l V = Volumen de la mezcla de cemento y agua (lechada), en Lt/saco
(Rendimiento).
Vs = Volumen de un saco de cemento, en lt/saco.
Ns = Nro. de sacos de cemento.
V = Volumen total de la lechada, en Lt.
Da = Densidad del agua, en gr/cm3.

miércoles, 3 de octubre de 2012

Cementos espumados Son lechadas de cemento de extremada baja densidad que se aplican a pozos con bajo gradiente de fractura y yacimientos depresionados y que, además, ya hayan producido. Estas lechadas tienen una alta eficiencia de desplazamiento del lodo del espacio anular con baja densidad variable y relativamente alta consistencia. Así se obtiene buena adherencia y aislamiento hidráulico, que evita el daño que causa la carga hidrostática. Además de establecer las adherencias más apropiadas y el aislamiento entre zonas, el proceso de aislamiento le permite al operador ajustar la densidad de la lechada durante el trabajo a la densidad necesaria y a lograr una operación de alta efectividad. Desde luego se debe hacer un monitoreo de los parámetros de cementación en tiempo real, con lo que se evitan costosos trabajos de reparación. Los requerimientos principales para la cementación de pozos son: · Adherencia y soporte de la tubería de revestimiento. · Aislamiento entre las diferencias capas de la formación. · Sello entre las zonas de pérdida de circulación El éxito de esta técnica de cementación consiste, básicamente, en producir una espuma estable de alta calidad. Esto se logra cuando se cuenta con el equipo y la tecnología apropiada. - III

El cemento espumado es la mezcla de la lechada de cemento, con un agente tensoactivo espumante, un estabilizador de la espuma y un gas (normalmente es nitrógeno). Si estos compuestos se mezclan apropiadamente se obtiene una espuma de calidad y estable, cuya apariencia es como la espuma para afeitar y de color gris. 
Microsílica 
Llamada también humos condensados de sílice, es un subproducto de la producción de silicio, ferrosilico y otras aleaciones de silicio. Las partículas individuales son microesferas, amorfas, vidriosas y cristalinas. El tamaño principal de partícula está, usualmente, entre 0.1 y 0.2 mm de 50 a 100 veces más fino que las partículas del cemento Portland o que las Puzolanas, consecuentemente, el área superficial es extremadamente alta (15,000 a 25,000 m2/Kg). La Microsílica es altamente reactiva y, debido a su tamaño fino de grano y su grado de pureza, es el material puzolánico más efectivo disponible actualmente. El alto grado de actividad puzolánica ha permitido la introducción de sistemas de cemento de baja densidad con mayor velocidad de desarrollo de resistencia compresiva. La alta área superficial de la Microsílica incrementa el requerimiento de agua para prepararse una lechada bombeable; de tal forma que las lechadas con densidades del orden de 1.32 gr/cm3 pueden prepararse sin que reporten agua libre. La concentración normal de este material es de aproximadamente 15% por peso de cemento; sin embargo, se puede aplicar hasta un 28% por peso de cemento. Lo fino del grano de la Microsílica también promueve el control mejorado del valor de filtrado, posiblemente por reducir la permeabilidad del enjarre inicial del cemento. Por esta razón, también se usa para evitar la migración de fluidos en el anular, además, está siendo introducida como fuente de sílice en los sistemas de cementos térmicos.