Comportamiento del Gas /Control del pozo

En la perforación horizontal, las principales consideraciones con respecto al comportamiento
del gas y al control del pozo son:

• No habrá expansión del gas hasta que la burbuja entre a la sección vertical. Por la tanto la expansión y la patada de pozo resultante desplazando lodo en la superficie pueden ocurrir intempestivamente.
• Los influjos de gas migrarán y se acumularán en las partes más altas de la sección horizontal ( Crestas y excavaciones), las cuales requerirán altas velocidades anulares para ser desplazadas, y bajas ratas de bombeo cuando el gas llega a la sección vertical y comienza a expandirse viéndose el desplazamiento del lodo en superficie.

Evaluación de la Formación

En la perforación horizontal, las principales consideraciones con respecto a la evaluación de la formación son:

• El uso de MWD (en tal forma sólo habrá Drillcollars no magnéticos en la sección horizontal) y LWD.

• Las herramientas de registro eléctrico, llevadas con cable, normalmente no pueden recorrer la sección horizontal, deberán ser llevadas con tubería. Esto es que se conectan dentro de la tubería con el cable saliendo por una ventana en la tubería. La sarta se baja hasta el fondo del pozo con las herramientas conectadas con su cable, y el pozo podrá ser registrado a medida que se saca la tubería.

Consideraciones respecto a la Formación

Durante la perforación horizontal las principales consideraciones respecto a la formación son:

• El efecto adverso en la dirección del pozo (Si causa desviación no deseada) causada por diferentes perforabilidades, buzamientos, etcétera.

• La estabilidad del hueco en formaciones frágiles e inconsolidadas que puedan caer dentro del hueco.

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

• El buzamiento de la formación y su resistencia pueden hacer variar la trayectoria del pozo.

Consideraciones en la perforación Horizontal - Parte 3

Uso de Top Drives

Para la perforación de pozos horizontales el uso de top drives proporciona muchas ventajas sobre los sistemas convencionales de Kelly.

Entre las principales ventajas se destacan:

• Mayor capacidad de levantamiento.

• La capacidad de rotar cuando se está viajando, reduciendo carga y facilitando las maniobras.

• La capacidad de circular cuando se está sacando tubería, mejorando la limpieza del hueco.

• La capacidad de rimar en ambas direcciones.

Revestimiento y Cementación

Las principales consideraciones con respecto al revestimiento y a la cementación son:

• Se reducen las posibilidades para rotar y reciprocar el revestimiento.

• Las patas de perro severas y arrastre alto pueden impedir que se baje un revestimiento.

• Se necesita una centralización efectiva del revestimiento para lograr una buena adherencia anular y para evitar canalización del cemento.

• Se corre el riesgo de mal desplazamiento del lodo, lo cual podría contaminar el cemento.

Consideraciones en la perforación Horizontal - Parte 2

Fatiga en la tubería de Perforación

Las solicitaciones de torque y arrastre en la tubería durante la perforación horizontal son mayores que cuando se perfora un pozo vertical. Algunos de los factores a considerar son:

• Mayores pesos al levantar (Pick-Up Weight).
• Mayores Cargas torsionales.
• Altas fuerzas tensionales en la sección de levantamiento.
• Rotación fuera de fondo de forma que los HWDP en la sección de levantamiento estén en tensión y no en compresión.
• Severidad de las patas de perro.

Limpieza de hueco

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

Varias precauciones se toman con el fin de evitar esto:
Velocidades anulares altas, que produzcan flujo turbulento en la sección horizontal (Las bombas del taladro deben ser capaces de suministrar altas ratas de flujo que permitan esto) Eficiente equipo de superficie que mantenga al mínimo el contenido de sólidos en el lodo.

Un umbral de geles alto pero un bajo punto de cedencia (yield point).

Circular exhaustivamente antes de sacar tubería.

Consideraciones en la perforación Horizontal - Parte 1

Efecto del Radio

Los pozos con radio corto y mediano obviamente requieren un desplazamiento horizontal más corto y por lo tanto son perforados más rápidamente que los pozos de radio largo, sin embargo dada su incapacidad de rotar la sarta sin exceder los límites de resistencia mecánica de la tubería, restringe la capacidad del perfil del pozo y tiene un impacto mayor en el diseño de la sarta de fondo, en las propiedades del lodo y en la hidráulica.

Diseño de sarta de perforación invertida (reversed drill string).

Las principales consideraciones son:

• Transmitir peso a la broca.
• Reducir torque y arrastre.
• No exceder los límites de esfuerzo mecánico que puedan hacer fallar la tubería.

Los Drillcollars que se sitúan encima de la broca sólo son una desventaja en secciones horizontales pues no añaden peso a la broca sino que incrementan el torque y el arrastre, entonces se les sitúa en la sección vertical del pozo, donde pueden incrementar el peso y reducir el torque y el arrastre.

La tubería de Heavy-Weight-Drill-Pipe (HWDP) se utiliza para la sección de levantamiento del pozo, pues puede soportar las fuerzas de compresión y las cargas axiales que doblarían la tubería convencional.

Por la misma razón, se utiliza la tubería de HWDP para secciones horizontales cortas pues está diseñada para soportar cargas de compresión y puede transferir pesos altos a la broca.

La tubería de perforación puede resistir fuerzas compresionales moderadas en la sección horizontal y puede transmitir peso a la broca sin doblarse ( lo cual sencillamente no sería posible en un pozo vertical). Esto es debido a la fuerza gravitatoria, la cual empuja la tubería contra el lado inferior de la pared del pozo, suministrando soporte y estabilidad. Al mismo tiempo, disminuirá el torque y el arrastre que producen los drillcollars.

En esencia, este perfil invertido de la sarta maximiza el peso en la sección vertical, y minimiza el peso en la sección horizontal, así reduciendo el torque y el arrastre y poder seguir transmitiendo peso a la broca.

Perforación Horizontal - Clasificación

Se han dado varias definiciones para determinar que se clasifica como un pozo horizontal y como se describe su perfil.

Aquí distinguiremos como un pozo horizontal cuando tiene una inclinación mayor a 86° con respecto a la horizontal, en comparación con un pozo altamente desviado que es de más de 80°.

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

Sin embargo a medida que avanzan la tecnología y la experiencia en perforación horizontal, estas categorías tienden a cambiar en relativamente cortos períodos de tiempo.

El siguiente diagrama nos ilustra el concepto de pozos de radios corto, medio y largo.

Obviamente puede apreciarse que los pozos de radio corto consiguen la trayectoria horizontal en una distancia mucho menor y generalmente se usan cuando el operador tiene limitaciones en cuanto al área dentro de la cual debe limitarse. Un valor típico puede ser un radio de menos de 60 pies (18 m), producido por una rata de levantamiento de 1°-4° por pié. Se utilizan juntas con unión escualizable para lograr este tipo de levantamiento, sin embargo, entre más severo sea el levantamiento, más corta será la sección horizontal.

Los pozos de radio medio ( con ratas de levantamiento de 8°-20°/100 pies, es decir con radios entre 100 a 200 m) deben ser llevados a cabo con motores de fondo pues tienen la limitación de que la sarta no puede ser rotada con seguridad a través de la sección de levantamiento.

Los pozos de radio largo se hacen cuando se requiere una sección horizontal larga, y el operador tiene la distancia suficiente (entre el objetivo y la cabeza del pozo) para poder levantar cómodamente el ángulo. Se utilizan sartas direccionables y alternativamente con rotación desde superficie para poder hacer correcciones de curso y mejorar la rata de penetración. Estos pozos de radio largo pueden tener ratas de levantamiento tan pequeñas como 1°/100 pies, y hoy por hoy, se pueden tener alcances de varios kilómetros.