Métodos de cálculo de desviación - Radio de Curvatura

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

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

Este método, al igual que el método de la curvatura mínima, está sujeto a errores entre mayor sea la distancia entre puntos y si hay ocurrencia de patas de perro entre los puntos. Sin embargo, el grado de error, para ambos métodos, es mucho menor que el de otros métodos como el tangencial o el tangencial balanceado.

Registros de desviación (Surveys) y Cálculos - Métodos de cálculo de desviación.

Existen dos métodos, radio de curvatura y curvatura mínima, que son aceptados como los más precisos y son los más usados en toda la industria.

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

Registros de desviación (Surveys) y Cálculos - Valores de los registros (II)

Usando los valores obtenidos en el registro azimut e inclinación junto con la profundidad medida de la tubería (del registro del listado de tubería), es posible determinar la profundidad vertical verdadera, el ángulo de levantamiento, la severidad de la pata de perro y la distancia a la vertical. Para información sobre estos términos, consulte la sección de Terminología.

Severidad de la pata de perro (Dogleg severity): Considera el ángulo promedio del pozo, la inclinación y la variación direccional sobre una longitud dada. Generalmente se expresa en grados cada 100 pies. (deg/100 ft).

Siendo el resultado de la inclinación más el cambio direccional, la severidad de la pata de perro se incrementa, para un cambio direccional dado, cuando se incrementa la inclinación. Para evitar patas de perro muy severas, es recomendable alterar la inclinación y la dirección independientemente la una de la otra dentro de lo posible.

Registros de desviación (Surveys) y Cálculos - Valores de los registros (I)

La mayoría de la información direccional se deriva de dos simples mediciones.
Azimut La dirección del pozo a la profundidad dada del registro, en grados (de 0 a 359) En sentido horario, a partir del Norte verdadero.
Inclinación También conocida como el ángulo de desviación, expresada en grados es el ángulo al cual el pozo está desviado de la vertical a la profundidad dada.

Métodos de registro - Registro durante la perforación (Measurement While Drilling)(MWD)

Dado que se usan motores de fondo para corregir la dirección de un pozo o cuando se necesitan ajustes mayores de dirección, la medición de la desviación durante la perforación puede suministrar oportunamente la inclinación y la dirección del pozo.

La tubería de perforación se sostiene estacionaria, luego se sabe la profundidad medida de la herramienta. Se hace actuar la herramienta por medio de cambios en la presión de lodo conectando y desconectando las bombas, y así los valores del registro pueden ser tomados en superficie.

Esto es mucho más rápido que detener la operación y correr un registro sencillo en un cable y puede hacerse a intervalos regulares, en general cada vez que se ha perforado una conexión.

Métodos de registro - Registros giroscópicos (Gyroscopic Surveys)

Se usa un registro giroscópico para realizar lecturas sencillas o múltiples en pozos ya revestidos. El giroscopio se apunta hacia una dirección conocida y todas las direcciones leídas se referirán a esta dirección conocida.

A diferencia de los instrumentos magnéticos de registro, los giroscópicos leen la verdadera dirección y no es afectados por las irregularidades magnéticas que pueda ocasionar el
revestimiento u otros metales ferrosos

Métodos de registro - Registro múltiple (Multi-Shot Surveys)

Generalmente se corre un registro múltiple cada vez que se reviste una sección de hueco desviado. La herramienta para registro múltiple también se corre con cable, por dentro de la sarta de perforación, y se deja sentar sobre un drillcollar no magnético.

Se toman fotografías de la brújula a intervalos regulares de tiempo cuando se están sacando la tubería y la herramienta del pozo. La hora y la profundidad de cada fotografía se van tomando manualmente en superficie y esta información se usa para analizar la película del registro, el cual suministra varias lecturas de ángulo y dirección.

Métodos de registro - Registro sencillo (Single-Shot Surveys)

Un registro sencillo proporciona un único dato del ángulo de desviación o inclinación y la dirección como en una brújula de la dirección del pozo.

El registro sencillo se corre con cable por dentro de la tubería de perforación, durante una detención a las operaciones de perforación. Se toma una fotografía a la lectura de una brújula, la cual indica la inclinación en la cantidad de grados que un pozo se aparta de la vertical a determinada profundidad. Se saca la herramienta a superficie y se recupera la fotografía.

Se procesa esta información y se corrige por declinación (la diferencia entre le norte verdadero y el magnético), entonces se determina la cantidad de giro que se le debe dar a la sarta para posicionar la herramienta de deflexión en la dirección deseada. La información de registros sucesivos permite determinar la trayectoria del pozo, la desviación y las patas de perro.

Razones para la perforación direccional - Pozos de Alivio

Los pozos de alivio fueron la primera aplicación de la perforación direccional. Estos pozos de alivio se perforan hacia un pozo cercano que esté fuera de control, haciendo posible que el pozo fuera de control (wild well) pueda ser controlado por medio de inyección por el pozo de alivio.

Razones para la perforación direccional - Para perforar a través de un domo salino.

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

Razones para la perforación direccional - Perforación Costa afuera.

La perforación direccional se usa comúnmente en perforación costa afuera porque se pueden perforar varios pozos desde la misma plataforma. Esto simplifica las técnicas de producción y recolección, dos factores importantes que intervienen en la factibilidad económica y en los programas de perforación costa afuera.

Razones para la perforación direccional - Para perforar un yacimiento que está bajo el agua.

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

Razones para la perforación direccional - Para llegar a una localización inaccesible.

Se puede situar al taladro fuera del objetivo, para llegar posteriormente con perforación direccional, y así llegar a una localización sobre una formación productora de otra manera inaccesible (como debajo de una población, terreno montañoso o pantanoso, o cuando no se permite el acceso)

Razones para la perforación direccional - Para entrar en una formación en un punto particular o a un ángulo determinado.

La perforación direccional hace posible penetrar una formación en un punto o ángulo particular, en forma que se pueda llegar a la máxima productividad del reservorio.

Razones para la perforación direccional - Perforación a través de una falla (Fault Drilling)

La perforación direccional puede ser usada para deflectar la trayectoria de un pozo y eliminar el peligro de perforar un pozo vertical a través de una falla abruptamente inclinada la cual podría torcer y cortar el revestimiento.

Razones para la perforación direccional - Buzamiento estructural (Structural Dip)

Si la estructura de la formación y su buzamiento van a hacer muy difícil mantener vertical un pozo, puede ser más rápido y barato situar el taladro teniendo en cuenta la desviación que el pozo ha de tomar y permitirle orientarse naturalmente hacia el objetivo. El pozo puede ser orientado o direccionado en las últimas etapas para hacer más precisa su llegada al objetivo.

Razones para la perforación direccional - Pozo de trayectoria lateral (Sidetracking) y enderezamiento ( Straightening )

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

Razones para la perforación direccional - Fallando Objetivo (Missed Target)

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

PERFORACIÓN HORIZONTAL Y DIRECCIONAL - Razones para la perforación direccional.

La perforación direccional es la desviación intencional de un pozo de la vertical. Aunque generalmente los pozos se perforan para que sean verticales, algunas veces es necesario o ventajoso perforar un pozo a un ángulo fuera de la vertical.

Desarrollos tecnológicos recientes han hecho esto un componente importante en la perforación moderna, permitiendo que se exploten reservorios antiguamente inaccesibles a través de
ciertas distancias vertical y horizontal del taladro.

Prevención de la Desviación - Procedimientos de Perforación.

Además del ensamblaje de fondo y si la desviación es un problema, o si se va a perforar un pozo desviado, se pueden adoptar prácticas adicionales:
• Llevar a cabo regularmente viajes de limpieza, para abrir ojos de llave que se estén desarrollando.

• Rimar hasta el fondo durante los viajes para cambiar broca para eliminar o minimizar la severidad de las patas de perro y ojos de llave que se estén desarrollando.
• Evitar cambios bruscos en el peso sobre la broca, los cuales podrían hacer variable la curvatura en la tubería, resultando en patas de perro. Si se necesita reducir peso para que un pozo se enderezca, la reducción debe ser gradual para evitar un cambio repentino en la dirección.
• Realizar frecuentemente registros de desviación para vigilar la rata de cambio de ángulo en el pozo y la ocurrencia de patas de perro.

Prevención de la Desviación - Estabilizadores y Rimadores (II)

Los rimadores (Roller reamers) se usan principalmente para mantener en calibre el diámetro del pozo en formaciones muy duras. Ubicados después de la broca, los rimadores efectivamente reperforan la formación para mantener el diámetro del pozo, extender la vida de la broca y evitar pegas de tubería. También se usan para estabilización adicional en formaciones duras. Aunque su limitada área de contacto con la pared no le permite ser altamente efectiva en la mayoría de los casos, y además, en formaciones blandas, los cortadores del rimador penetran la pared del pozo lo cual reduce la estabilización y pueden incrementar la desviación de la broca.

Los rimadores se instalan entre la broca y los drillcollars, y deben estar tan cerca de la broca como sea posible. Los cortadores de los rimadores deben seleccionarse de acuerdo a la formación que se esté perforando.

Prevención de la Desviación - Estabilizadores y Rimadores (I)

Los estabilizadores se usan para estabilizar la broca y los drillcollars en el hueco. Cuando están adecuadamente estabilizados, se puede aplicar el peso óptimo a la broca, obligándola a girar sobre su verdadero eje y así perforará hacia delante sin cambios súbitos de ángulo. Se necesitarán menos brocas y se incrementará la rata de penetración.

El diámetro en las cuchillas de los estabilizadores debe estar lo más cerca posible del diámetro de la broca. La perforación en formaciones duras necesitará estabilizadores más durables, y sólo se necesitará una pequeña área de contacto con la pared. Un área de contacto mayor se necesitará para formaciones más blandas y para formaciones que induzcan mucha desviación.

Las cuchillas de carburo de tungsteno pueden ser largas o cortas (Con mayor o menor área de contacto) y pueden ser en espiral o rectas. Generalmente van soldadas o son parte integral del estabilizador. A veces se usa un estabilizador no rotante con una guía de caucho por sus ventajas de no cortar y no dañar formaciones, pero tiene una vida útil muy corta y no tiene capacidad para rimar.

Prevención de la Desviación - Ensamblaje de Péndulo Empacado (Packed Pendulum Assembly)

Los ensamblajes para hueco empacado se usan para minimizar la rata de cambio del ángulo n el ensamblaje de péndulo empacado, los drillcollars que integran la longitud del péndulo se ólo es necesario rimar la longitud de los drillcollars que integran el péndulo antes de reanudar del pozo, aunque de todas maneras habrá siempre algo de desviación. Los ensamblajes de péndulo se usan para reducir el ángulo total del pozo. Si se necesita reducir la desviación total del pozo y se requiere un ensamblaje de hueco empacado, se debe usar un ensamblaje de péndulo empacado.

En el ensamblaje de péndulo empacado, los drillcollars que integran la longitud del péndulo se sitúan debajo del ensamblaje regular de hueco empacado. Cuando se ha bajado la desviación hasta el ángulo requerido, los drillcollars que integran el péndulo pueden ser reemplazados nuevamente por el ensamblaje de hueco empacado.

Sólo es necesario rimar la longitud de los drillcollars que integran el péndulo antes de reanudar la perforación normalmente. Si se está usando alguna herramienta en la sarta para amortiguar vibración en la sarta de péndulo, esta herramienta debe permanecer en su posición en el ensamblaje de hueco empacado, generalmente sobre el punto estabilizador medio.

Prevención de la Desviación - Ensamblaje para Hueco empacado (Packed-Hole Assembly) (II)

Las características sobresalientes de una sarta para hueco empacado son:
Una ubicación de estabilizadores en tres puntos para asegurarse que la broca mantiene un curso derecho.
La rigidez de la sarta se consigue por el uso de drillcollars del mayor diámetro posible.
Las cuchillas de los estabilizadores tienen la suficiente área de contacto con la pared del pozo, para asegurarse que la broca y los drillcollars estén centrados, previniendo así la erosión en la pared.

El número de estabilizadores y su ubicación en el ensamblaje de fondo, depende de la severidad de las tendencias de la formación a desviar el pozo. Entre más severas sean estas, más estabilizadores se necesitarán directamente encima de la broca para evitar desviación en la broca. En esta ilustración se muestran varias posibilidades de ensamblaje de sarta para hueco empacado, dependiendo de la severidad de las tendencias presentes en la formación.

Prevención de la Desviación - Ensamblaje para Hueco empacado (Packed-Hole Assembly) (I)

En general los pozos se perforan con algún tipo de sarta para hueco empacado, porque esta permite aplicar el máximo peso a la broca para una mayor penetración.
Una sarta para hueco empacado, diseñada apropiadamente, tiene varias ventajas:
• Reduce la rata de cambio del ángulo del hueco (por lo cual evita las patas de perro)
• Mejora el rendimiento y la vida de la broca. (Pues la obliga a rotar sobre su eje verdadero)
• Mejora las condiciones en el pozo para perforar, registrar y sentar revestimiento.
• Permite que se aplique mayor peso de perforación a las formaciones que se sabe ocasionan problemas de desviación.