Técnicas de Desviación. Las principales técnicas de desviación son: · Cucharas de Desviación (Whipstock) · Propulsión · Perforación Rotaria · Motores

Ing. Ricardo Espinosa Ramos

Cucharas de Desviación (Whipstock)

Es una cuña la cual es inclinada y anclada

dentro del pozo, esta forza la barrena hacia

una dirección diferente del eje horizontal,

estas herramientas son de acero resistente de

tal forma que dirijan la barrena o molino hacia

la tubería de revestimiento y la rebaje.

Consiste de dos secciones principales:

La sección inferior llamada ancla y la sección

superior superior cóncava.

a) La superior cóncava por su forma

alargada dirige la barrena o molino.

b) La inferior o ancla tiene un mecanismo

que coloca firmemente sus cuñas de tal

modo que la cuchara no se mueva.

Cucharas de Desviación (Whipstock)

Este fue el principal método de desviación de pozos utilizado entre 1930 – 1950.

Fue reemplazada por la introducción de los motores de fondo. Recientemente se ha visto un resurgimiento debido a los pozos multilaterales y re-perforaciones.

Existen dos variantes de esta herramienta, el recuperable y la cuchara permanente.

Ambas proveen los medios para orientar mediante una cuña cóncava de acero, la cual es utilizada para desviar la sarta de perforación. Dependiendo del estilo de cuchara utilizada, el número de viajes para iniciar a desviar el agujero, puede ser uno o varios. Mucho depende de como la cuchara es orientada en el agujero y como se efectué la molienda de inicio.

Propulsión (Jetting) La propulsión puede ser utilizada para orientarse en

formaciones suaves y es típicamente utilizada en la parte superior del agujero.

El ensamblado consiste de una barrena tricónica modificada con una de las toberas (jets) significativamente más grande que las otras dos o con una abierta y las otras dos tapadas

En esencia, la barrena es orientada hacia abajo y las bombas de lodos son puestas al gasto máximo realizando un monitoreo (survey) que es tomado en la superficie con un giroscopio .

Propulsión (Jetting) Este procedimiento puede repetirse hasta alcanzar el ángulo

deseado y es así como la desviación es obtenida. Esta técnica puede utilizarse para construir ángulos mayores a los 15° y crear patas de perro 3° / 100 pies.

El método de propulsión es económico y facilita que el agujero sea rápidamente perforado sin efectuar cambios en el ensamblado de la sarta.

Permite que un agujero en calibre sea perforado con pequeños cambios en la dirección en formaciones suaves con horas de rotación reducidas y provee un medio de direccional seguramente en un agujero somero donde existen numerosos conductores de pozos adyacentes .

Perforación Rotaria

Históricamente, siempre ha sido posible

controlar la inclinación de los pozos

direccionales durante la perforación rotaria

mediante la corrección del diseño de

ensamble y el uso de los parámetros de

perforación apropiados.

El control azimutal de cualquier forma,

siempre ha sido difícil.

Los factores que afectan el comportamiento

de los ensambles rotarios serán discutidos posteriormente .

Control Direccional con Sistemas Rotatorios Las tendencias direccionales están relacionadas a la dirección de la fuerza resultante en la barrena. Al respecto, el ángulo de inclinación de la barrena (ángulo entre el eje de la barrena y el eje del hueco) se cree influye. Esto es debido a que la barrena está diseñada para perforar paralelo a su eje. En ensambles rotarios con un estabilizador cercano a la barrena, el ángulo de inclinación de la barrena es pequeño y la magnitud de la fuerza resultante es un factor clave.

La trayectoria está afectada por los siguientes parámetros: • Calibre y localización de los estabilizadores • Diámetro y longitud de lastra barrenas • Peso en la barrena • Velocidad de Rotación • Tipo de Barrena • Anisotropía de Formación (propiedades varían horizontal/verticalmente) • El ángulo de desviación de los planos del lecho. • Dureza de Formación • Gasto • Velocidad de Penetración

Calibre y Localización de Estabilizadores El calibre y la localización de estabilizadores, combinados con los parámetros de perforación, tienen un marcado efecto en la habilidad del ensamble rotario para construir, caer o mantener la inclinación. Existen tres principios fundamentales: · Principio Fulcro · Principio de Estabilización · Principio de Péndulo

Principio Fulcro Un ensamble con un agujero en calibre cerca de la barrena tendrá un estabilizador y de 40 – 120 pies de lastra barrenas antes de colocar el siguiente estabilizador que construirá el ángulo cuando se le aplique peso. El aplicar peso causará que las lastra barrenas se flexionen y que cerca del estabilizador de la barrena se cree un Fulcro o punto de pivote. Esto crea una fuerza de oposición en la barrena la cual crea una curvatura hacia arriba en el agujero hasta que el peso es reducido.

Principio de Estabilización El principio usado es que tres o más estabilizadores en calibre cada uno separado por un cople incluyendo el cercano a la barrena, estos resistirán cualquier efecto de deflexión y preferirá seguir una trayectoria recta. Estos ensambles son llamados ensambles empacados y típicamente se utilizan en secciones tangenciales en conjunto con altas velocidades de rotación (120 – 160 RPM).

Principio de Péndulo Se compone de un estabilizador menor al calibre del hueco o de ningún estabilizador cerca de la barrena. La barrena experimenta una menor fuerza debido a la gravedad, reduciendo el peso en la barrena y manteniendo la posición para ayudar a prevenir la caída puede incrementar el efecto.

Control Direccional con Motores de Fondo Hay dos clases distintivas de motores – las turbinas y los motores de desplazamiento positivos (PDM’s). Los cuales ofrecen las siguientes ventajas en relación directa a su transmisión de fuerza motriz a la barrena más que transmitirlo a la superficie. Eliminación de la vibración lateral Reducción de desgaste en sarta y tubería de revestimiento Menor torque en sarta, especialmente en agujeros desviados Fatiga de carga reducida en tubería de perforación Puede correrse con poco peso a velocidades continuas Habilidad para orientarse y perforar hacia adelante

Motores

Motores (ya sean motores de

desplazamiento positivo o turbinas),

equipados con un substituto curvo o un

“bent housing”, permiten que la barrena

sea orientada y perfore en la dirección

seleccionada sin ninguna rotación de la

sarta de perforación. Esto permite un

control total sobre el azimutal y la

inclinación.

Motores

Rotor

Lóbulo Estator