Porosidad

Una práctica de perforación muy empleada en el campo para la detección de la zona de presión de formación anormal alta, es la presencia de un incremento en la velocidad de penetración. Estas zonas geopresionadas se encuentran asociadas a formaciones con porosidades anormalmente altas para la profundidad a la cual se encuentran confinadas. Naturalmente, una zona porosa presenta una perforabilidad mayor que una zona densa de la mis- ma roca. Este efecto proba- blemente se deba a que la resistencia a la compresión de las formaciones se incrementa con la reduc- ción en la porosidad.

Contenido de fluidos

Pruebas de laboratorio y campo han demostrado que una roca completamente sa- turada con fluidos incompresibles (agua) es menos sensitiva a los efec- tos de la presión diferencial en el fondo del pozo (ver fi- gura 49), que en el caso de una formación que contiene fluidos compresibles (gas). Este efecto se debe a que en la primera, una pequeña cantidad de filtrado del lodo es suficiente para lograr un equilibrio hidrostático de las presiones.

En cuanto a la presión de la formación es un hecho plenamente comprobado que cuando está es igual o mayor que la presión hidrostática impuesta por la columna del fluido de perforación, la velocidad de penetración se incrementa. Esto se debe a que no existe una diferencial de presión en el fondo del agujero o bien ésta es negativa (figura 50). Diversas pruebas de laboratorio (parte a) y de campo (parte b) han determinado la existencia de este efecto; es decir, han demostrado que la velocidad de penetración se reduce cuando la diferencial de presión entre la presión hidrostática en el agujero y la presión de formación se incrementa. Asimismo, es un hecho conocido las altas velocidades obtenidas en la perforación cuando se emplea aire o gas o bien cuando se perforan formaciones con presión de formación anormal alta (quiebre de perforación).

Características de /a formación - II

Permeabilidad 

El efecto de permeabilidad de la formación sobre su perforabilidad se debe principalmente a su tenden- cia para aliviar las presiones impuestas en el fondo del pozo gracias al peso de la columna del fluido de perforación, al permitir que penetre dentro de los poros de la formación. Considérese la figura 49, en la cual se muestra un elemento de formación debajo de la barrena. Si el agujero está lleno de fluido, la parte superiordel ele- mento estará sujeta a una presión hidrostática que depende de la densidad del lodo y la profundidad; en tanto que la parte inferior estará sujeta a la pre- sión de la formación. 

De esta manera existe una fuerza resultante sobre el recorte que trata de mantenerlo pegado al fondo del pozo. En operaciones normales de campo, esta diferencial de presión, la cual actúa en el sentido de la grave- dad, dificulta la remoción del elemento deformación y reduce así la velocidad de penetración. Si la roca fuera lo suficientemente permeable al fluido de perforación (filtrado del lodo), la presión diferencial a través del elemento deformación no existiría, debido a un equilibrio hidrostático de las presiones; por lo que este efecto de retención del recorte en el fondo del pozo sería eliminado o minimizado. 

Por lo tanto, se puede concluir que las rocas permeables, que permiten una igualación de la presión a través de la formación inmediatamente enfrente de la barrena, son perforadas con una mayor rapidez debido a que el recorte puede ser removido con facilidad y, por lo tanto, la velocidad de penetración no experimentará cambios significativos por los efectos de la presión diferencial.

Características de /a formación - I

Sobre el efecto de las características de las formaciones atravesadas durante la perforación del pozo se han realizado una gran cantidad de investigaciones, principalmente al nivel de laboratorio; sin embargo, las propiedades de la formación que gobiernan la velocidad de penetración no han sido modeladas en forma cuantitativa. Esto se debe a la falta de correlación entre las propiedades elásticas y resistencia de la roca medidas a condiciones de laboratorio y a las condiciones de presión y temperatura existentes a la profundidad a que se encuentran sometidas en el subsuelo (condiciones in situ). En las rocas sedimentarias comunes el modo de falla puede variar desde un tipo frágil hasta una de tipo plástico. 

Esto depende de la magnitud de la diferencia entre la presión de confinamiento y la presión de formación (estado de esfuerzos del subsuelo). Experimentos realizados en el laboratorio han demostrado que cuando la presión de confinamiento y la presión de formación son de igual magnitud, la roca presentará un tipo de falla frágil. Sin embargo, cuando este diferencial de presión se incrementa (presión de confinamiento mayor que la presión de la formación), la falla de la roca cambia gradualmente de frágil a plástica. Lo anterior indica que las propiedades elásticas de las formaciones son determinadas principalmente por el estado de esfuerzos del subsuelo al cual están sujetas (figura 46).

Figura 46 Estado de esfuerzos del subsuelo.

Con base en la figura 46 y en el modo de falla que presentan las formaciones, se puede expresar que la presión de confinamiento al afectar a las características elásticas de las formaciones, influye en la velocidad de penetración y la reduce a medida que la presión de confinamiento se incrementa (figura 47). En formaciones suaves el efecto de la presión de confinamiento es más notable que en formaciones duras (figura 48).

Equipo de perforación

El equipo de perforación es empleado para perforar el agujero, bajar y cementar las tuberías de revestimiento y proporcionar un medio para llevar a cabo varias funciones auxiliares. Por lo tanto, es muy importante la capacidad y flexibilidad del equipo para lograr un programa de perforación eficiente. 

En muchas ocasiones, el programa se modifica para ajustarse a las características de un equipo en particular. Otras veces se reduce la eficiencia de la perforación debido a que los equipos presentan severas limitaciones sobre el control de una o más de las variables. Antes de seleccionar un equipo de perforación específico se deben determinar los requerimientos del pozo por perforar. Se deben tomar en cuenta otros factores importantes, como los diámetros de los agujeros que se van a perforar, requerimientos de potencia hidráulica, tipo y configuración de las sartas de perforación, programas de tuberías de revestimiento, problemas potenciales del agujero. 

De esta manera es posible determinar la capacidad del equipo propuesto para realizar el trabajo, bajo las condiciones de operación esperadas. 

Pero si el equipo seleccionado es inadecuado para el trabajo que se va a realizar, existe la posibilidad de perforar un agujero en el cual las operaciones de terminación y producción sean deficientes. Por esta razón, el proceso de selección del equipo de perforación es vital para la planificación y ejecución adecuada de las operaciones de perforación de un pozo petrolero.

Variables inalterables - III

Orgullo por el trabajo 

El orgullo es una parte esencial del ser humano. Cuan- do el orgullo está bien encaminado es posible motivar a una persona hacia la búsqueda de un mayor nivel de efectividad. Es decir, cualquier persona que se sien- ta orgullosa de las actividades que realiza, tratará de que éstas sean de mayor calidad y eficiencia. 

Motivación (Oportunidad de Desarrollo) 

Una forma eficaz de obtener un alto nivel de rendimiento por parte del personal es motivar a cada uno de ellos. Una persona motivada realizará su trabajo con mayor eficacia, al saber que su esfuerzo será reconocido tanto por sus compañeros como por la empresa. Esto brinda a los trabajadores la oportunidad de desarrollarse y destacar dentro de su ámbito laboral.

Variables inalterables - II

Experiencia 

La experiencia se define como el conjunto de conocimientos prácticos adquiridos a causa de presenciar, conocer o sentir un hecho; por lo tanto, es sumamente necesaria en las operaciones de perforación, las cuales son actividades de alto riesgo. Debido a la cantidad de riesgos y a su magnitud, las operaciones de perforación deberán ser realizadas y supervisadas por personal ampliamente experimentado. Esto es aún más evidente por el hecho de que la perforación se realiza a miles de metros de la superficie, basada en datos superficiales; es decir, la perforación de pozos petroleros se realiza casi a "ciegas". 

Entrenamiento 

Se entiende por entrenamiento la práctica repetida de cualquieractividad para mejorar su ejecución. En un sentido más amplio puede llamarse capacitación; de este modo el personal será más competente en la realización de su trabajo. Por este motivo, es necesaria la programación de prácticas de campo, cursos de capacitación y/o entrenamiento en forma periódica; de tal manera que se logre conjuntar un nivel de eficiencia uniforme entre todo el personal que labora en el equipo. Además, de esta manera el personal inexperto de nuevo ingreso tiene la posibilidad de adquirir los conocimientos necesarios que le permitan su integración plena al trabajo en equipo. Factores psicológicos Incluyen a todos los factores internos o externos que de alguna manera afectan el comportamiento del personal. Posiblemente sean estos factores los que determinen, en un momento dado, la eficiencia o capacidad de las personas. 

Relación Empresa-Trabajador 

Desde cualquier punto de vista, la relación entre la empresa y cada uno de los trabajadores redundará en su buen desempeño y, en consecuencia, en el beneficio o perjuicio de la compañía. Como resultado de una buena relación empresatrabajador, se tendrá un incremento en la productividad por parte de los trabajadores. Esto se logrará en la medida en que las relaciones entre ambas partes sean satisfactorias. De otra manera, el resultado de una mala relación entre ambos repercutirá en un bajo nivel de la productividad y eficiencia