Presentación de PowerPoint...cinco grados de inclinación. Equipos y Herramientas de Perforación...

Equipos y Herramientas de Perforación de Pozos

Conceptos BásicosSemestre 2019-1

Ing. Juan Carlos Sabido Alcántara

Ingeniero Petrolero

Facultad de Ingeniería UNAM

Ing. Juan Carlos Sabido AlcántaraEquipos y Herramientas de Perforación de Pozos

Semestre 2019-12

Conceptos Básicos

• Presión.• “Cuando tenemos que cargarobjetos pesados en ocasionesutilizamos bolsas de plástico, comolas que nos dan en elsupermercado. Por lo general lasasas de estas bolsas son muyangostas y se enrollan como en lafigura 1, pero también las podemosacomodar como se aprecia en lafigura 2”.

• Fuente:http://www.academico.cecyt7.ipn.mx/fisica_II/menus/unidad2/unidad2_t2.html

Equipos y Herramientas de Perforación de Pozos Semestre 2019-1

3Ing. Juan Carlos Sabido Alcántara

Conceptos Básicos

• Presión.• “¿Te lastiman las asas de la bolsa cuandoestán enrolladas o cuando las acomodaspara que sean más anchas? ¿A qué crees quese debe esto?

• La respuesta es que debido a que las asasson más angostas (como en la figura 1) ysuelen enrollarse, el peso de la bolsa seejerce sobre un área menor de nuestramano, mientras que si las asas son másanchas o las extendemos lastiman menos.Esta relación de la fuerza (peso de la bolsa)y área de las asas en contacto con nuestramano se llama presión”.

• Fuente: http://www.academico.cecyt7.ipn.mx/fisica_II/menus/unidad2/unidad2_t2.html



Conceptos Básicos

•Presión.

𝑃 =𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎

Á𝑟𝑒𝑎=

𝑁

𝑚2= 𝑃𝑎

•Otras unidades de presión son:

𝑏𝑎𝑟 , 𝑎𝑡𝑚 , 𝑚𝑚𝐻𝑔

• Las más comunes en la industria petrolera son:𝑘𝑔

𝑐𝑚2 , 𝑙𝑏

𝑝𝑔2= 𝑝𝑠𝑖



Conceptos Básicos

•Presión.



Conceptos Básicos

•Presión Hidrostática.𝑃 = 𝜌𝑔ℎ

𝜌: 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜𝑔𝑟

𝑐𝑚3,𝑘𝑔

𝑚3,𝑙𝑏

𝑔𝑎𝑙

𝑔: 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑𝑚

𝑠2ℎ: 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑚 , 𝑝𝑖𝑒



Conceptos Básicos

•Presión Hidrostática.• Un buzo que se encuentra sumergido en un lago soporta una presión total de 3.5 atm.

Determine la profundidad a la que se encuentra dicho buzo considerando la siguienteinformación: 𝜌𝑙𝑎𝑔𝑜 = 𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎, 𝑃𝑎𝑡𝑚 = 105𝑃𝑎, 𝑔 = 10 Τ𝑚 𝑠2 .

3.5 𝑎𝑡𝑚 ∗ 105 ൗ𝑃𝑎𝑎𝑡𝑚 = 105 𝑃𝑎 + 1000 ൗ𝑘𝑔

𝑚3 ∗ 10 ൗ𝑚 𝑠2∗ ℎ 𝑚

350,000 𝑃𝑎 = 105 𝑃𝑎 + 10,000𝑘𝑔

𝑚2𝑠2∗ ℎ 𝑚 sabemos que 1 𝑃𝑎 = [

𝑘𝑔

𝑚∗𝑠2] ∴

350,000 𝑃𝑎 − 105 𝑃𝑎 = 10,000𝑘𝑔

𝑚 ∗ 𝑠2∗ ℎ

250,000 𝑃𝑎 = 10,000𝑘𝑔

𝑚 ∗ 𝑠2∗ ℎ

ℎ =250,000 [𝑃𝑎]

10,000 [𝑃𝑎]= 25 ∴ 𝑒𝑙 𝑏𝑢𝑧𝑜 𝑠𝑒 𝑒𝑛𝑐𝑢𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎 𝑎 25[𝑚]



Conceptos Básicos

•Presión Hidrostática.𝑃 = 𝜌𝑔ℎ

𝜌1∆ℎ1 = 𝜌2∆ℎ2•De lo anterior, es sencillo

observar que conociendo la𝜌 de uno de los fluidos y elvalor de los ∆ℎ es posibleconocer la 𝜌 del otro.



Conceptos Básicos

•Presión Hidrostática.• ¿Qué ocurre en este caso?

¿Cómo medimos las alturas delos fluidos? ¿Cómo se mide lapresión? ¿La expresión𝜌1∆ℎ1 = 𝜌2∆ℎ2 sigue siendoválida?



Conceptos Básicos

•Presión Hidrostática.• El tubo en forma de U mostrado en la figura contiene tres líquidos no

miscibles A, B y C. si las densidades de A y C son 500 ൗ𝑘𝑔𝑚3 y 300 ൗ𝑘𝑔

𝑚3

respectivamente. Determine la densidad del líquido B.

• Sabemos que la presión el punto 1 es igual a la presión en el punto 2 ∴

𝑃𝑎𝑡𝑚 + 𝜌𝐴 ∗ 𝑔 ∗ 0.25 𝑚 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 + 𝑔(𝜌𝐵 ∗ 0.05 𝑚 + 𝜌𝐶 ∗ 0.15[𝑚])

𝜌𝐴 ∗ 0.25 𝑚 = 𝜌𝐵 ∗ 0.05 𝑚 + 𝜌𝐶 ∗ 0.15[𝑚]

𝜌𝐴 ∗ 0.25 𝑚 − 𝜌𝐶 ∗ 0.15[𝑚] = 𝜌𝐵 ∗ 0.05 𝑚

𝜌𝐵 =𝜌𝐴 ∗ 0.25 𝑚 − 𝜌𝐶 ∗ 0.15[𝑚]

0.05[𝑚]

𝜌𝐵 =500 ൗ𝑘𝑔

𝑚3 ∗ 0.25 𝑚 − 300 ൗ𝑘𝑔𝑚3 ∗ 0.15[𝑚]

0.05[𝑚]= 1600 ൗ𝑘𝑔

𝑚3



Conceptos Básicos

•Se conoce como roca sedimentaria a la roca que seformó a partir del depósito de sedimentos. Estossedimentos son movilizados por el viento o el agua y,después de un proceso denominado diagénesis, formanun material con una cierta consolidación. La disposiciónde las rocas sedimentarias en capas sucesivas formadistintos estratos.



Conceptos Básicos

• Los sedimentos pueden ser partículas que proceden deotras rocas que, tras ser sometidas a un proceso demeteorización, se descomponen. Los sedimentos sontransportados por el viento o el agua, se acumulan y,gracias a la diagénesis, comienzan a formarse las rocassedimentarias, que pueden encontrarse en la cortezaterrestre en una profundidad de hasta diez kilómetros.



Conceptos Básicos

• “Una roca sedimentaria rica en contenido de materiaorgánica que, si recibe calor en grado suficiente, generarápetróleo o gas. Las rocas generadoras típicas, normalmentelutitas o calizas, contienen aproximadamente un 1% demateria orgánica y al menos 0,5% de carbono orgánico total(COT), si bien una roca generadora rica podría contenerhasta 10% de materia orgánica. Las rocas de origen marinotienden a ser potencialmente petrolíferas, en tanto que lasrocas generadoras terrestres (tales como el carbón) tiendena ser potencialmente gasíferas.” – Oilfield Glossary en Español(Schlumberger).



Conceptos Básicos

•“La preservación de la materia orgánica sin degradaciónes crucial para la formación de una buena rocageneradora y resulta necesaria para que exista unsistema petrolero completo. En las condicionesadecuadas, las rocas generadoras también pueden serrocas yacimiento, como sucede en el caso de losyacimientos de gas de lutita.” – Oilfield Glossary enEspañol (Schlumberger).



Conceptos Básicos

• Yacimiento: “Es un cuerpo de roca del subsuelo que exhibeun grado suficiente de porosidad y permeabilidad paraalmacenar y transmitir fluidos. Las rocas sedimentarias sonlas rocas yacimiento más comunes porque poseen másporosidad que la mayoría de las rocas ígneas o metamórficasy se forman bajo condiciones de temperatura en las cualeslos hidrocarburos pueden ser preservados. Un yacimiento esun componente crítico de un sistema petrolero completo.” –Oilfield Glossary en Español (Schlumberger).



Conceptos Básicos

• Yacimiento: En el yacimiento podemos encontrar gas y/oaceite y/o agua. El yacimiento no siempre es la rocageneradora o madre, es decir, el hidrocarburo se genera enuna roca rica en materia orgánica y después migra hasta unaroca conocida como almacén o trampa en donde se acumulahasta formar un yacimiento. En los yacimientos noconvencionales ocurre que la roca madre es al mismo tiemporoca almacén. Los yacimientos se clasifican según el tipo dehidrocarburos que contengan, Aceite Negro, Aceite Volátil,Gas Seco, Gas Húmedo y Gas y Condensado.



Conceptos Básicos



Conceptos Básicos

•Clasificación de Pozos.• Los pozos se clasifican de dos formas, por su trayectoria

y/o por su objetivo o función operativa.

•Estas clasificaciones no son mutuamente excluyentes,un pozo puede cumplir con una amplia variedad decombinaciones de ambas.



Conceptos Básicos

•Clasificación de Pozos porTrayectoria.• La razón de la existencia de

diferentes trayectorias depozos se debe a múltiplesfactores, tenemos eleconómico, el logístico, elecológico, el social y porsupuesto el técnico.



Conceptos Básicos

• Clasificación de Pozos porTrayectoria.

• Pozo Vertical: Este pozo seperfora colocando el equipoteóricamente arriba del objetivoque se pretende alcanzar en elsubsuelo y no alcanza ningúnángulo. La realidad es otra, puesmantener la vertical en cerogrados es imposible. Seconsidera vertical con menos decinco grados de inclinación.



Conceptos Básicos


• Pozo Tipo S: Este pozo seperfora en un inicio de maneravertical, después de alcanzar unadeterminada profundidad seconstruye hasta alcanzar uncierto ángulo, se perforatangente al ángulo para una vezalcanzada la profundidadnecesaria disminuir la inclinaciónhasta alcanzar de nuevo lavertical.



Conceptos Básicos


• Pozo Tipo S Modificado: Estepozo varía con respecto del TipoS únicamente en su últimasección, pues no se buscarecuperar la vertical y se terminael pozo con un cierto ángulo.



Conceptos Básicos


• Pozo Tipo J: Este pozo consisteen perforar verticalmente hastauna profundidad determinada,se comienza a construir hastaalcanzar la inclinaciónprogramada y se perfora latotalidad del pozo intentandomantener dicha inclinaciónhasta el objetivo final.



Conceptos Básicos


• Pozo Tipo Horizontal: Este pozoconsiste en perforar verticalmentehasta una profundidaddeterminada, se comienza aconstruir hasta alcanzar altosángulos, la literatura varía encuanto a la definición del ángulo alcual ya se considera horizontal,pero un pozo que alcanza mas de75 grados seguro ya lo podemosconsiderar horizontal.



Conceptos Básicos


• Pozo Tipo Horizontal: En losúltimos años estos pozos hansido perforados en grancantidad debido a que son losque permiten obtener mejoresresultados en yacimientos noconvencionales.



Conceptos Básicos


• Pozo Tipo Multilateral: Estospozos tienen un reto técnicomuy grande, se perfora un pozovertical base, después se vanperforando más ramas, laventaja es que permite alcanzardiferentes objetivos desde unmismo punto superficial.



Conceptos Básicos

•Clasificación de Pozos porTrayectoria.•KOP: Kickoff Point, traducido

al español como Punto deArranque o KOP, es el puntopreciso que existe en unainclinada de un pozo dondecomenzarán las operacionesde direccionamiento paraconstruir el perfil a laorientación diseñadapreviamente.



Conceptos Básicos

• Clasificación de Pozos porTrayectoria.• EOB: End of Buildup traducido al

español como Fin delIncremento, es el punto precisoen donde se finaliza la sección deincremento.• EOD: End of Drop traducido al

español como Fin de Caída, es elpunto preciso en donde finalizala sección de caída odecremento.



Conceptos Básicos

• Clasificación de Pozos porTrayectoria.• Inclinación: Definido como el

ángulo en el cual el pozo sedesvía de la vertical.• Azimuth: También conocido

como Rumbo; es el ángulo engrados medido del componentehorizontal en el plano de unpozo, y un Norte franco, conbase en la escala completa de uncírculo (360°).



Conceptos Básicos

•Clasificación de Pozos porTrayectoria.•Dog Leg: traducido al

español como Pata de Perro,es un ajuste o cambio severoen el ángulo que posee ladirección del agujero, o en lainclinación de dos seccionesdel mismo.



Conceptos Básicos


• Dog Leg: Debido a que enperforación direccional un perfildebe ser construidointencionalmente, una Pata de Perrosiempre debe estar cuantificada. Porlo tanto, la severidad de una Pata dePerro mide el cambio en inclinacióno la variación en un Azimuth de unpunto de evaluación a otro,usualmente cuantificado en gradopor cada 30 m.



Conceptos Básicos


• Desplazamiento: El desplazamientoen perforación direccional se definecomo la distancia horizontal entrelas líneas verticales que pasen através del objetivo en el subsuelo yla cabeza de pozo.

• TVD: La Profundidad VerticalVerdadera, es la profundidad verticalmedida en un punto de referencia ensuperficie con respecto a latrayectoria del pozo.



Conceptos Básicos

•Clasificación de Pozos porTrayectoria.

•Profundidad de desarrollo(mD): La ProfundidadDesarrollada, es laprofundidad medida desdela superficie a un punto de latrayectoria del pozo.



Conceptos Básicos

•Clasificación de Pozos porFunción Operativa.

• Pozo Exploratorio: Este pozo esaquél que se perfora con un altogrado de incertidumbre, puescomo lo dice su nombre, sirvepara explorar el subsuelo enbúsqueda de hidrocarburos. Nosiempre resultan descubridores.



Conceptos Básicos


• Pozo Exploratorio: Durante superforación se obtiene una grancantidad de información que seutiliza para planear lossiguientes pozos a perforar.



Conceptos Básicos


• Pozo Delimitador: Estos pozosdelimitan la extensión delyacimiento, tanto en área comoen espesor. Un pozoexploratorio puede ser undelimitador si la extensión delyacimiento no es muy grande.



Conceptos Básicos


• Pozo Productor o de Desarrollo:Estos pozos son aquellos que seperforan una vez que sedescubrió un yacimiento y sonlos que permiten desarrollar y/oproducir el mismo. Mientrasmás pozos se perforan laincertidumbre durante laoperación es menor.



Conceptos Básicos


• Pozo Inyector: Sirven parainyectar agua o gas alyacimiento durante un procesode recuperación secundaria, oquímicos y agentes biológicosen un proceso de recuperaciónmejorada (EOR).



Conceptos Básicos

• Clasificación de Pozos porFunción Operativa.

• Pozo Inyector: Estos pozosresultan claves para el desarrollo yexplotación de los yacimientosmaduros, aunque en la actualidaddiversos autores consideran quelos métodos de recuperaciónsecundaria y mejorada se puedenaplicar incluso al inicio de la vidaproductiva de un yacimiento.



Conceptos Básicos


• Pozo de Desfogue: Se perforanpara remediar un descontrol enotro pozo. El riesgo operativoes muy alto y la perforacióndireccional debe de ser enextremo precisa.



Conceptos Básicos

•Clasificación de Pozos.•Pozo Letrina: Estos pozos sirven para ser rellenados con

los recortes obtenidos de la perforación de otros pozos,en México se tienen algunos ubicados en las zonasmarinas.



Conceptos Básicos

•Equipos de Perforación.



Conceptos Básicos

•Equipos de Perforación.• Los equipos de perforación terrestre, además de ser

auto transportables o no, también se clasifican enligeros, medianos y pesados. En general un equipopesado no es auto transportable y un equipo ligero noes 100% auto transportable. Ambos requieren de apoyologístico como grúas, camiones y remolques paracambiar de localización.



Conceptos Básicos




Conceptos Básicos

• Equipos de Perforación.• Plataformas Fijas: Fueron las primeras

unidades utilizadas. Han sido las preferidasen los yacimientos localizados en tirantesde agua de hasta 200 [m] de profundidad.Generalmente las plataformas fijas secomponen de estructuras modulares deacero, instaladas en el lugar de operacióncon pilotes hincados en el fondo marino.Las plataformas fijas son proyectadas pararecibir todos los equipos de perforación,almacenaje de materiales, alojamiento delpersonal, así como todas las instalacionesnecesarias a la producción de los pozos.



Conceptos Básicos

• Equipos de Perforación.

• Plataformas Autoelevables: Se componenbásicamente de una balsa equipada con unaestructura de apoyo o piernas que, accionadas deforma mecánica o hidráulica, son sumergidashasta alcanzar el fondo del mar. En seguida, seinicia la elevación de la plataforma sobre el niveldel agua, a una altura segura y fuera de la acciónde las olas. Estas plataformas son móviles,pueden ser transportadas por remolcadores o porpropulsión propia. Se destinan a la perforación depozos exploratorios y de desarrollo en laplataforma continental, en tirantes de agua conuna profundidad que varía de 5 a 130 [m].



Conceptos Básicos

• Equipos de Perforación.

• Plataformas Semisumergibles: Las plataformassemisumergibles están compuestas de unaestructura con una o varias cubiertas, apoyadaen flotadores sumergidos. Una unidad flotantesufre movimientos debido a la acción de lasolas, corrientes y vientos, lo que puede dañarlos equipos que van a bajarse por el pozo. Porello, es imprescindible que la plataformapermanezca en posición sobre la superficie delmar, dentro de un círculo con radio detolerancia determinado por los equipos que seencuentran abajo de la superficie.



Conceptos Básicos

• Equipos de Perforación.• Para fines del curso es necesario revisar los sistemas que conforman un

equipo de perforación detallando los componentes más importantes decada uno de ellos, en general los sistemas son los mismos para equiposterrestres y marinos en cuanto a la operación de perforación se refiere.

• Los cinco sistemas que revisaremos son:1. Sistema de Izaje (Elevación)2. Sistema de Circulación3. Sistema de Rotación4. Sistema de Control5. Sistema de Potencia



GRACIASIng. Juan Carlos Sabido Alcántara

Ingeniero Petrolero

Facultad de Ingeniería UNAM

Ing. Juan Carlos Sabido AlcántaraEquipos y Herramientas de Perforación de Pozos

Semestre 2019-156

Presentación de PowerPoint...cinco grados de inclinación. Equipos y Herramientas de Perforación...

Documents

Transcript of Presentación de PowerPoint...cinco grados de inclinación. Equipos y Herramientas de Perforación...