TIPOS DE PERFORACION DE POZOS PETROLEROSPERFORACIN Es la prctica mediante la cual se confirma la existencia de hidrocarburos en el subsuelo y se procede a la produccin de los mismos. Para ello, es necesaria la perforacin de pozos de hasta 7000 m de profundidad, con dimetros variables entre 32 y 7 pulgadas Actualmente, el tipo de perforacin empleado es el rotatorio, para el cual es necesario utilizar: una torre de perforacin que soporta todo el peso de las herramientas; una mesa rotatoria, que transmite energa, trpanos, que sirven para triturar la roca, tuberas, y un fluido de perforacin que permite sacar los recortes del pozo, dar estabilidad a las formaciones y enfriar el equipo.

De acuerdo con la profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se van a atravesar y las condiciones propias del subsuelo, se selecciona el equipo de perforacin ms indicado. DESARROLLO El equipo de perforacin propiamente dicho consiste en un sistema mecnico o electromecnico, compuesto por una torre, de unos veinte o treinta metros de altura, que soporta un aparejo diferencial. Juntos conforman un instrumento que permite el movimiento de tuberas con sus respectivas herramientas, accionados por una transmisin energizada por motores a explosin o elctricos. Este mismo conjunto impulsa simultnea o alternativamente una mesa de rotacin que contiene al vstago, tope de la columna perforadora y transmisor del giro a la tubera. Paralelamente, el equipo de perforacin, se cuenta con elementos auxiliares tales como tuberas, bombas, tanques, un sistema de seguridad que consiste en vlvulas de cierre del pozo para su control y operaciones de rutina, generadores elctricos de distinta capacidad segn el tipo de equipo, etc. Es decir, se est delante de un conjunto de elementos que convierte la perforacin en una actividad y comunidad casi autosuficientes. Por otro lado, las actividades de Perforacin y Terminacin realizadas por las empresas, con las que actualmente Bolivia tiene Contratos de Riesgo Compartido, implican una gran inversin para llevarlas a cabo. Entre ellas, se puede enumerar: Perforacin de Pozos Nuevos Reacondicionamiento de pozos cerrados o de baja produccin Construccin de nuevas plantas de Tratamiento de Gas Natural

La perforacin de un pozo requiere importantes inversiones, sea ste altamente productor o no, por lo que resulta bastante lgico pensar en una reduccin de costos, principalmente en los pozos de baja produccin. stos, en su tiempo de vida, generan una produccin acumulada que, en ciertas ocasiones, no justifica determinadas inversiones. El mayor porcentaje de los costos en los que se inquieren en esta actividad corresponden al material tubular (acero) y al alquiler del equipo de perforacin. Desde los inicios de la perforacin con cable hasta el presente, con la utilizacin de una herramienta rotativa accionada desde la superficie o mediante el empleo de un motor de fondo, ha habido una permanente preocupacin por intentar mejorar la calidad de los pozos perforados, reducir los costos operativos y optimizar las condiciones de seguridad de los operarios. Por este motivo, las tcnicas de perforacin de pozos de petrleo y gas han sido objeto de estudio, desde su nacimiento, con el afn de mejorar el proceso de obtencin de un pozo til al menor costo posible.

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TIPOS DE PERFORACION DE POZOS PETROLEROSLos mtodos, que actualmente tienen bastante importancia y estn siendo utilizados ampliamente en el mundo, por las ventajas operativas y de costos reducidos que ofrecen, son: a.- PERFORACIN CON CASING La Perforacin con Casing es una tecnologa que est cobrando auge debido a la posibilidad que ofrece de perforar y entubar simultneamente un pozo. En este proceso, la tubera de encamisado (Casing) se usa en reemplazo de la barra de sondeo para transmitir energa mecnica e hidrulica al trpano, convirtindola en una tecnologa que ofrece, hasta el presente, la perforacin de un pozo de calidad, proporcionando seguridad, efectividad y reduccin de costos operativos. El concepto de CasingDrilling se basa en perforar el pozo ensanchndolo para mejorar la cementacin y la limpieza del mismo y con la posibilidad de poder llevar a cabo las maniobras de cambio de trpano o toma de testigos corona sin la necesidad de sacar la tubera del pozo, manteniendo la circulacin del fluido de perforacin en todo momento. La manera de perforar se hace bsicamente de dos formas diferentes: 1. Utilizando un conjunto de fondo que es recuperable mediante maniobras con cable que permiten acceder rpidamente al trpano, motor de fondo y dems componentes. 2. Sin conjunto de fondo, con el trpano y accesorios de flotacin directamente solidarios al Casing, los cuales quedarn cementados en el fondo con la tubera (Trpano de sacrificio). Dado que la maniobra implica dos acciones simultneas (perforacin y entubacin), las ventajas de esta metodologa radican en la reduccin de costos relacionados con el transporte, el manipuleo, el alojamiento, la inspeccin, etc. de las barras de sondeo. Pero la importancia fundamental o ms significativa es la posibilidad de reducir los problemas de la perforacin relacionados con prdidas de circulacin, inestabilidad de paredes, tiempos muertos sin circular el pozo, etc. Los conceptos vertidos anteriormente se aplican para las tres modalidades de perforacin con tuberas, las cuales son: Perforacin con Casing (Drilling Casing) Perforacin con Casing Liner (Drilling Liner) Perforacin con Tubing (DrillingTubing)

Si bien varios intentos se han llevado a cabo, hasta la fecha, con el propsito de perforar utilizando este mtodo en pozos someros, todos han sido realizados de forma rudimentaria mediante el slo empleo del casing y un trpano enroscado en el lugar del zapato. En la actualidad, existe una tecnologa desarrollada para aplicar la perforacin con Casing constituida por todas las herramientas del conjunto de fondo hasta el equipo de perforacin; de tal modo, que se perfore el pozo completo, en todas sus etapas; todo ello hace el proceso mucho ms eficiente y controlado. Sin embargo, al mismo tiempo, esto se constituye en una limitante para utilizarla en pases como Bolivia, los cuales no cuentan con los fondos econmicos necesarios para cubrir tal inversin. Ventajas del CasingDrilling Elimina una importante fraccin del costo total del pozo mediante la utilizacin de un sistema que permite entubar el mismo a medida que est siendo perforado. Elimina tiempo de bajada de caera.

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TIPOS DE PERFORACION DE POZOS PETROLEROSElimina costos relacionados con la compra, manipuleo, inspeccin, transporte y maniobras con el sondeo y de los tiempos perdidos por problemas adjudicables a estos tems, disminuyendo las inversiones de capital en equipos y los costos operativos. Desde el punto de vista de las herramientas de fondo a utilizar, tales como trpanos, motores de fondo, MWD, etc., no hay mayores cambios o requerimientos especiales respecto a los mismos. La cementacin se realiza en forma no muy distinta a la convencional. Se utiliza en tramos cortos. Principalmente utilizado en tramos problemticos. Mejora la limpieza de recortes. Requiere equipo especial. Figura N 4. Perforacin con Casing

Fuente: (4) b.- PERFORACIN CON COILED TUBING El Coiled-Tubing, como su nombre lo indica, consiste en un tubo metlico continuo construido en una aleacin especial que permite que se lo trate como a un tubo de PVC (cloruro de vinilo polimerizado), pero posee las mismas caractersticas fsicas de una tubera convencional de similar dimetro, con la siguiente ventaja: No es necesario manipularlo, ni estibarlo tramo por tramo para bajarlo o retirarlo del pozo, ya que se lo desenrolla o enrolla en un carretel accionado mecnicamente como si fuera una manguera. Esta ltima caracterstica permite un mejor y ms rpido manejo y almacenaje; por lo cual, este tubo tiene mltiples aplicaciones tanto en la perforacin de pozos dirigidos como en la terminacin y reparacin de los mismos; adems, permite la continua inyeccin de fluidos mientras la tubera flexible contina movindose. La unidad de CoiledTubing es una unidad autnoma de reparacin workover, fcilmente transportable e hidrulica, que inyecta y recupera una tubera flexible y contina dentro de una lnea ms grande de Tubing o Casing. Con este sistema, es posible penetrar con tubera continua o barras de sondeo; ello permite perforar el primer tramo del pozo de manera convencional para luego cambiar rpidamente a tubera continua. Ventajas del CoiledTubing Operativas Este sistema logra alcanzar grandes profundidades y tiempos mayores de operacin, ya que permite perforar en continuo. Elimina tiempos de armado y desarmado de sondeo.

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TIPOS DE PERFORACION DE POZOS PETROLEROSTrabajos sin necesidad de ahogo del pozo, con permanente control de surgencia. Reduce los tiempos de subida y bajada de herramienta. Reduce el ROP al no poder rotar. Versatilidad para una amplia gama de trabajos. Permanente desarrollo de nuevas tecnologas (Servicio en plena expansin). Posibilidad de realizacin de soluciones globales (Servicios integrados). Principalmente utilizado para pozos con gas superficial.

Econmicas Rapidez operativa y de movilizacin Bajo costo de locacin

Medio Ambiente y Seguridad Disminucin del impacto audio-visual Bajo impacto sobre el terreno Posibilidad de comando a distancia (Seguridad personal)

Requerimientos Personal capacitado Equipo especial Presenta limitaciones en dimetro mximo de agujero y profundidad Figura N 5

Fuente: (3) Figura N 6

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TIPOS DE PERFORACION DE POZOS PETROLEROS

Fuente: (4) Figura N 7. Unidades de CoiledTubing

Fuente: (4) c.- PERFORACIN CON TERMINACIN TUBINGLESS Un pozo con terminacin Tubingless es similar a un pozo tradicional en la forma de perforacin de cada uno de los tramos, aunque se ve reducido en un dimetro desde el inicio del pozo; llega as a la zona de inters con tubera de produccin, la cual hace a su vez de caera de produccin, evitando as el uso de accesorios en la terminacin (packer, camisa, vlvula subsuperficial, etc.) como tambin el fluido de empaque. Los pozos con terminacin Tubingless se pueden aplicar en campos en los cuales se cuenta con bastante informacin sobre los topes de formaciones y el contacto agua-hidrocarburo, donde no existan riesgos geolgicos, campos de bajo riesgo. Algunas compaas tambin usan este tipo de terminacin en pozos exploratorios o delimitadores, cuando los problemas de corrosin no son crticos y cuando se tiene un alto ndice de xito en las cimentaciones primarias. Normalmente, se aplica este tipo de terminacin en campos con produccin baja o media, debido a la dificultad existente en la recompletacin y aplicacin de mtodos de extraccin secundaria. Las principales diferencias en los aspectos tcnicos ms importantes entre un pozo tradicional y un pozo con terminacin Tubingless son: Trpanos: Se puede utilizar el mismo tipo de trpanos en ambos casos para los distintos tramos planteados, con la diferencia que en un pozo con terminacin Tubingless se deben utilizar dimetros ms pequeos. Tubera de perforacin: La planificacin sobre el dimetro de tubera de perforacin a ser utilizado debe considerar el dimetro menor en el tramo productor en el caso del pozo Tubingless; se puede utilizar dimetros diferentes de tubera o un solo dimetro promedio que pueda pasar libremente.

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TIPOS DE PERFORACION DE POZOS PETROLEROSCaera: Al igual que con los trpanos, se deben utilizar caeras de menor dimetro en el pozo con Terminacin Tubingless, teniendo siempre el cuidado de realizar los anlisis de reventn o colapso y tensin para las mismas y asegurando su integridad, una vez cementado cada tramo. Caones: Al momento de balear la zona de inters, en ambos casos, se utilizan herramientas similares, aunque como en todos los casos anteriores para el pozo con Terminacin Tubingless, se utilizan caones con menor dimetro, y por consiguiente, con menos densidad de cargas, por la que pueda pasar la tubera de produccin. Herramientas de registro: Al igual que en el caso de los caones, las herramientas para registro de cementacin para la zona de produccin debern ser especiales en el caso del pozo con terminacin Tubingless, ya que las mismas debern ser capaces de pasar a travs de la tubera de produccin. Accesorios de Terminacin: Para realizar la Terminacin Tubingless, no son necesarios accesorios de terminacin como en el caso de una terminacin tradicional, aunque pueden utilizarse nicles en la tubera para anclar tapones (si es necesario a medida que el pozo comience a producir agua), asegurndose siempre que el tapn de cementacin y las herramientas de registro lleguen hasta el fondo del pozo sin problemas.

En el resto, los aspectos tcnicos del pozo con Terminacin Tubingless son iguales a los de un pozo tradicional, pudiendo utilizar los mismos equipos que en el segundo caso. Ventajas de la Perforacin con Terminacin Tubingless OPERATIVAS Reduce volumen de acero utilizado. Reduce volumen de lodo necesario. La limpieza del pozo es ms rpida y eficiente; se elimina el uso de empacadores, equipo de terminacin de lneas de acero y fallas mecnicas asociadas. Elimina la necesidad de utilizar accesorios de terminacin. Requiere amplio conocimiento geolgico del campo. No exige equipo especial.

ECONMICAS Reduccin de costos por menores volmenes de lodo, cemento, acero, barrenas de menor dimetro y del volumen de arena a utilizar en tapones para aislar intervalos. Reduccin del tiempo necesario para empezar la produccin.

MEDIO ABIENTALES Reduce volumen de recortes generados. Reduce el volumen de lodos a tratar.

Requiere de un estricto control de calidad en la cementacin primaria y las reparaciones mayores resultan ms complicadas. CONCLUSIONES Algunos de los factores que influyen en la toma de decisiones del da a da de la industria del petrleo y gas son, entre otros: la eficiencia, la flexibilidad y la operacin o funcionamiento de un pozo, pero se considera que el factor ms crtico es el econmico. La necesidad de bajar costos en zonas de pozos de baja productividad llev a utilizar en forma creciente

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TIPOS DE PERFORACION DE POZOS PETROLEROStcnicas y/o materiales, que redujeron tiempos de manejo y costos de equipamiento en el mundo entero. De acuerdo a la informacin obtenida en el presente trabajo, sobre las diferentes tecnologas que se han estado desarrollando en el mundo entero para la perforacin de pozos, se ve que muchos de ellos presentan ventajas que no se pueden pasar de largo, sino que deben ser analizadas para aplicarlas en nuestro pas. En Bolivia, es tambin de suma importancia la bsqueda de minimizar los costos de equipamiento y perforacin de pozos, para el desarrollo de nuestra industria del Gas y Petrleo. Esto lleva a pensar seriamente en la importancia de realizar estudios de acondicionamiento de la geometra de los pozos a la produccin esperada, perforar pozos de poco dimetro y analizar la factibilidad tcnico econmico de aplicar otros mtodos de perforacin. Una de esas opciones que permitira la recuperacin de pozos de baja produccin, es la implementacin de la Perforacin con Terminacin Tubingless, ya que estos pozos cumplen con un amplio conocimiento geolgico y brindan excelentes ventajas operativas, econmicas y medio ambientales. Actualmente, muchas de las empresas operadoras en nuestro pas estn realizando estudios y anlisis varios para determinar las ventajas y aplicabilidad de estos nuevos sistemas de perforacin. El objetivo ltimo a alcanzar ser la utilizacin de estas nuevas tecnologas para reducir los costos de perforacin de los pozos en un rango variable entre un 30% y un 70%, que actualmente se da en muchos pases, reduciendo a su vez, costos y preocupaciones ambientales. TIPOS DE BARRENAS. Originalmente, en los primeros aos de la perforacin rotatoria, el tipo comn de barrena fue la de arrastre, friccin o aletas, compuesta por dos o tres aletas. La base afilada de las aletas, hechas de acero duro, se reforzaba con aleaciones metlicas ms resistentes para darle mayor durabilidad. Algunos tipos eran aletas reemplazables. Este tipo de barrenas se comportaban bien en estratos blandos y semiduros, pero en estratos duros el avance de la perforacin era muy lento o casi imposible. El filo de la aleta o cuchilla se tornaba romo rpidamente por el continuo girar sobre roca dura, no obstante el peso que se le impusiese a la barrena para lograr que penetrara el estrato . Al surgir la idea de obtener una muestra cilndrica larga (ncleo) de las formaciones geolgicas, la barrena de aleta fue rediseada integrndole un cilindro de menor dimetro, concntrico con el dimetro mayor de la barrena. As que durante la perforacin, la desmenuza un superficie circular creada por la diferencia entre los dos dimetros, y el ncleo, de dimetro igual al del cilindro interno de la barrena, se va cortando a medida que la barrena corta-ncleo avanza. A partir de 1909 la barrena de conos giratorios hizo su aparicin. Este nuevo tipo de barrena gano aceptacin bien pronto y hasta ahora es el tipo mas utilizado para perforar rocas, desde blandas hasta las duras y muy duras. Las barrenas se fabrican de dos, tres o cuatro conos. A travs de la experiencia acumulada durante todos estos aos, el diseo, la disposicin y caractersticas de los dientes integrales o los de forma esfrica, semiesfrica o botn incrustado, tienden a que su durabilidad para cortar el mayor volumen posible de roca se traduzca en la economa que representa mantener activa la barrena en el hoyo durante el mayor tiempo posible. Cada cono rota alrededor de un eje fijo que tiene que ser muy fuerte para que cada cono soporte el peso que se le impone a la barrena y pueda morder bien la roca para desmenuzarla. Por lo tanto, el encaje del cono debe ser muy seguro para evitar que el cono se desprenda. El movimiento rotatorio eficaz del cono se debe al conjunto de rolineras internas empotradas alrededor del eje, las cuales por lubricacin adecuadamente hermtica mantienen su deslizamiento.

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TIPOS DE PERFORACION DE POZOS PETROLEROSAdems, la disposicin, el dimetro y las caractersticas de los orificios o boquillas fijas o reemplazables por donde sale el lodo a travs de la barrena, han sido objeto de modificaciones tcnicas para lograr mayor eficacia hidrulica, tanto para mantener la barrena en mejor estado fsico como para mantener el fondo del hoyo libre de ripios que produce el avance de la barrena. Por los detalles mencionados se apreciara que la fabricacin de barrenas requiere la utilizacin de aceros duros y aleaciones especiales que respondan a las fuerzas de desgaste que imponen a las diferentes partes de la barrena la rotacin y el peso, la friccin, el calor y la abrasin. Dentro de la gran gama de brocas utilizadas en la industria petrolera son normalmente mencionadas: y y y y Brocas triconicas Brocas compactas (PDC) Brocas con insertos de tungsteno Brocas especialmente diseadas para corazonar.

Sistema de circulacinEn este sistema se trabaja con altas presiones, ya que consiste en la circulacin de lodo qumico a alta presin, cuyo objetivo es "Lubricar", "Refrigerar" y "Transportar" los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno. Es de vital importancia ya que sin este sistema el taladro no lograra penetrar ni siquiera 5 metros en el suelo, pues la friccin fuese tremenda y por consiguiente tambin la temperatura aumentara y se fundira la mecha. Sistema de circulacin y tratamiento de inyeccin Tanques Zarandas Desgasificadores Desarenadoresydesarcilladores Centrfugas Removedoresde fluidos EmbudosBombas centrfugas Bombas a pistn Funciones del sistema Preparacin del fluido Recuperacin a su retorno a la superficie Mantener limpio el fluido Tratarlo qumicamente Bombearlo al pozo Tipos de fluidos Su composicin depende de las caractersticas fisico-qumicas de las capas a perforar, profundidad final, disponibilidad, costos, contaminacin, etc. Se utiliza: agua (dulce o salada), hidrocarburos, mezclas de ambos, gas o aire Propiedades de los fluidos8

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Densidad Viscosidad pH Composicin qumica Conduccin del calor Grado de filtrado Funciones de los fluidos Enfriar y limpiar el trpano Acarrear los recortes que genera el trpano Mantener en suspensin los recortes y slidos Mantener la estabilidad de la pared del pozo Evitar la entrada de fluidos al pozo Mecnica de la operacin de perforacin Preparacin de los fluidos de inyeccin Enroscar trpano en vstago, calzado en mesa rotatoria. Circulacin de fluido => apoyo de trpano en superficie => perforacin (verticalidad). Agregar portamechasy tubos de perforacin Importancia de la circulacin del fluidoSolo se interrumpe al agregar barras de sondeo o por el cambio de trpano. El pozo debe mantenerse siempre lleno de fluido.No cumplir esto puede ocasionar:-Derrumbe del pozo-Surgencias fuera de control (blowouts SISTEMA DE CIRCULACION La mayor funcin de un sistema de circulacin es remover los recortes del agujero mientras la perforacin avanza. El fluido de perforacin o lodo, es una mezcla de agua y agentes qumicos (aditivos), a veces se utiliza diesel en vez de agua o se aade un poco de diesel al agua para darle ciertas propiedades. El fluido de perforacin debe cumplir con las siguientes funciones: Transportar los recortes y derrumbes a superficie Mantener los recortes en suspensin Control de presin Enfriar y lubricar el trpano Sostener las paredes del pozo Suspensin de la sarta y tubera de revestimientoTransmisin de energa hidrulica

La circulacin del lodo empieza en el tanque de succin. La bomba succiona el lodo del tanque, despus que el lodo sale de las bombas a alta presin, este fluido viaja a travs de la tubera vertical, manguera de inyeccin que est conectada a la cabeza de inyeccin, el lodo entra por la cabeza de inyeccin baja por el cuadrante o Kelly. EQUIPOS DE CIRCULACIN Es uno de los mayores componentes en el sistema. El equipo mueve fsicamente el lodo, est compuesto por: Bombas de Lodo Tubera Vertical (Stand Pipe) Manguera de Inyeccin Unin Giratoria Cuadrante Sarta de Perforacin Equipos de Control de Solidos Equipo de Mezclado BOMBAS DE LODO Estas bombas son el corazn del sistema de circulacin. Su funcin principal es el de mover grandes volmenes de lodo a bajas y altas presiones. Las ms comunes son las bombas duplex y triplex Bombas Duplex: Son bombas que llevan dos cilindros, y son de doble accin, es decir desplazan lodo en dos sentidos en la carrera de ida y vuelta Este tipo de bomba queda definido por: dimetro del vstago del pistn, dimetro de la camisa y la longitud de la camisa. BOMBAS DE LODO Bombas Triplex: Son bombas que llevan tres cilindros, y son de simple accin, es decir desplazan el lodo en un solo sentido, este tipo de bomba queda definido por dimetro de la camisa y longitud de la camisa Manguera de Inyeccin Es una manguera de goma reforzada, flexible y extremadamente fuerte. La caracterstica de flexibilidad permite bajar y elevar la tubera de perforacin durante las operaciones de perforacin mientras el lodo se esta bombeado a travs y hacia debajo de la tubera Es extremadamente durable, transporta fluido extremadamente abrasivo bajo presin. Son por lo general de 7.62 mm o ms de dimetro interior para que no se tengan en ellas cada de presin apreciable y estn disponibles en largos mayores a 75 pies Separador Gas/Lodo Los separadores de gas/lodo son las primeras unidades del equipo de control de slidos, es una unidad que separa y ventea o quema el gas del lodo que sale del pozo y que hubiera sido contaminada durante la perforacin.

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Los separadores de gas lodo no tiene parte mviles y el proceso de separacin se lleva a cabo por diferencia de densidades entre el gas y el lodo. Zaranda Vibratoria La zaranda vibratoria, tiene como funcin primaria separar la fraccin ms gruesa de los recortes, partculas entre 74 (mesh 200 x 200) y 600 micrones (mesh 30 x 30 Se compone de una o varias mallas separadas que estn montadas en un caja vibratoria que es movida por un motor elctrico, el cual a travs de poleas o ejes, le imprime la vibracin necesaria para separar los slidos del fluido

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