perforación unidad ii.docx

7/26/2019 Perforación Unidad II.docx

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República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para Educación Universitaria,

Ciencia y Tecnologa

Universidad !acional E"peri#ental Ra$ael Mara Baralt

P%&'(

EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN DEL GAS

NATURAL

UNIDAD: IIPERFORACIÓN

PROF:ALUMNO:DANIEL SANTIAGO NÉSTOR J. RINCÓN D'ERIZAN

C.I – 2531132



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1

%ntroducción)

La perforación de pozos data de épocas remotas, donde en Asia se perforaban pozossomeros para la obtención de agua salada y sal común. En esta época se utilizaban métodos

como vía percusión o golpeteo de un sistema de tuberías introducidas en el hoyo mediantegolpes en la parte superior de la misma. A través del tiempo, esta técnicas han sufridomodificaciones sustanciales, haciendo de la erforación de ozos un cúmulo de técnicasdin!micamente evolutivas y a la par de otras tecnologías.En el a"o de #$%&, en el 'ampo (il'ree) cerca de *itusville ensylvania, Estados +nidos, se perfora el primer pozo utilizando elsistema de percusión. El pozo ra)e,nombre dado a este primer pozo, llego a una profundidadde -&.% pies /#.# mts.0.

En 1enezuela, #& arios después #$2$0, se perforo ba3o el sistema de percusión el primerpozo en el estado *!chira, hacienda La Al4uitrana a una profundidad de /2 mts. En el a"o de#&5#, el 6ngeniero Antony Lucas introduce el uso de una mecha colocada en la punta de lasarta de perforación y a la profundidad de 255 pies /#7.8 mts0, el pozo comenzó a emanar

lodo de perforación 4ue luego de ser desplazado, daría paso al petróleo, origin!ndose elprimer 9eventón de petróleo :; $8.555 <l=>día0, causando gran revuelo, ya 4ue %5 <is deproducción en a4uella época eran considerados muy buenos. Este pozo estableció lautilización de la perforación rotatoria como un medio de perforación de pozos. En este métodose utiliza una ma4uina 4ue gira llamada mesa rotatoria, a través de la cual se inserta tubería?la mecha se conecta a la sarta de perforación y a través de la mesa rotatoria se transmiterotación y se procede de esta manera a la construcción del pozo.

La perforación rotatoria se inicio en 1enezuela en el a"o #&/$ en el campo @uiri4uire, Estadoonagos. A través del tiempo la perforación de pozos a sufrido grandes modificacionesproducto de una serie de innovaciones en e4uipos y accesorios, me3ora de la calidad delacero utilizado en la fabricación de tuberías, me3or mane3o de los volúmenes de lodo y laincorporación de ma4uinas y e4uipos de perforación operados eléctricamente.

*odas estas innovaciones se traducen en la obtención de grandes profundidadeshasta7%5550, altas tasas de penetración hasta 7555 pies>día. El uso de mechaspolicristalinas'0, nuevos sistemas de fluidos de perforación, pozos horizontales,turboperforación,perforación ba3o balance, con aire y gas, etc. son e3emplos de estasinnovaciones 4uehacen de la perforación de pozos una ciencia precisa confiable y 4uerealizada de formasegura, permite la obtención de los hidrocarburos de la manera m!seconómica yconfiable posible.Es de notar, 4ue la capacitación del personal involucrado en laconstricción de pozos esindispensable para poder aplicar la tecnología actual. esdecual4uiera de los centros decapacitación eBistentes en el país, se debe formar a las personas4ue mane3aran elnegocio medular de nuestra industria petrolera como lo es la erforación deozos.

Junio 08, Altagracia/ Zulia



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2

Es*ue#a

#. Tipos de perforación. ; efinición de erforación

; erforación 1ertical

; erforación Corizontal ireccional 0

; Dactores ecanicos

; Dactores eologicos

; 'ausas 4ue originan la erforacion ireccional

/. Sistemas que conforman el taladro de perforación

; =istema de otencía

; =istema de levantamiento

•

'omponentes ; =istema de *ransmición

• 'omponentes

; =istema de 9otación

• 'omponentes

; =istema de circulación

• 'omponentes

; =istema de =eguridad

3. Diferencias entre perforar yacimientos de gas y de petróleo

4. Lodos de perforación y tipos de lodos

- efinición de Lodos de perforación

;*ipos de Lodos

5. Ecuaciones para hidrulica de perforación

!. "alance de masas en lodos de perforación

#onclusión




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3

1.T"-*& $ P$%0*%()"8!

D$9!")"8! $ P$%0*%()"8!

En el acto de perforación de un yacimiento gasífero se utiliza la misma metodología aplicada

para un yacimiento petrolífero, el cual consiste en penetrar las capas terrestre, utilizando uncon3unto de tuberías donde est! integrada la mecha 4ue se va disminuyendo de di!metro amedida 4ue cambian los estratos y aumenta la profundidad de perforación, su respectivoportamechas, tuberías de circulación de fluidos de perforación el cual ayuda a eBtraer el ripiodel fondo del hoyo, lubrica la tubería, ba3a la temperatura de las mismas, a medida 4ue seprogresa en la perforación se cementa el hoyo utilizando un revestidor respectivo 4ue evita unposible desplome del hoyo de perforación

P$%0*%()"8! #$%/")(+

$or lo general los pozos tienen una tendencia a desviarse a la hora de perforar, es decir, no

son totalmente verticales ya 4ue es muy difícil mantener esa direccionalidad, a medida 4ue seva perforando es necesario verificar cada cierto tiempo mediante registros y an!lisis de losfactores antes nombrados la verticalidad del hoyo.

+n pozo vertical pare3o facilita ba3ar una tubería de revestimiento mas grande y una de suscaracterísticas es 4ue puede minimizar el tama"o del pozo desde sus comienzos. 'uando sere4uiere atravesar una roca fallada se re4uieres de un esfuerzo mayor para mantener latrayectoria vertical. Es aceptable una pe4ue"a desviación del hoyo siempre y cuando norebase las paredes de un cilindro imaginario 4ue va desde la superficie hasta la profundidadtotal

Fo es f!cil mantener el hoyo en rigurosa verticalidad desde la superficie hasta la profundidadfinal, mientras m!s profundo esté el yacimiento petrolífero, m!s control eBigir! la trayectoria de

la mecha para mantener el hoyo recto. Esta verticalidad se ve afectada por factoresmec!nicos y geológicos.




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4

P$%0*%()"8! *%"7*!/(+ D"%$))"*!(+

En el pasado, la perforación direccional se utilizó para solucionar problemas relacionados con

herramientas o e4uipos de3adas dentro del hoyo, mantener la verticalidad del pozo o para laperforación de un pozo de alivio para contrarrestar la presión de fondo en un reventón.

La perforación direccional controlada esla ciencia 4ue se ocupa de la desviaciónde un hoyo a lo largo de un rumboplanificado, hacia un ob3etivosubterr!neo localizado a una distanciahorizontal dada desde un puntodirectamente deba3o del centro de lamesa rotatoria de un taladro deperforación.

La perforación direccional es el procesode direccionar el pozo a lo largo de una

trayectoria a un ob3etivo predeterminado.El control de la desviación es el procesode mantener el pozo con unos límitespreestablecidos relacionados al !ngulode inclinación y azimuth.

F()/*%$& M$)(!")*&

• 'aracterísticas, di!metros y peso por unidad de longitud de los tubos 4ue

componen la sarta de perforación

• *ipo de barrena

• 1elocidad de rotación de la sarta

• eso de la sarta 4ue se de3a actuar sobre la barrena, para 4ue ésta muerda,

penetre y despedace la roca

• *ipo y las características del fluido de perforación utilizando su peso por unidad

de volumen para contrarrestar las presiones de las formaciones perforadas, lavelocidad y caudal de salida del fluido por las bo4uillas de la barrena para 4uese logre limpiar el fondo del hoyo y los ripios lleguen a superficie.




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F()/*%$& G$*+*")*&

Los factores geológicos est!n relacionados con la clase y el material con 4ue est!n

constituidas las rocas, entre estos factores se encuentran

• =u dureza ya 4ue esta tiene mucha influencia en el progreso de laperforación

• <uzamiento o inclinación de las formaciones con respecto a la

superficie como plano de referencia

• La intercalación de estratos 4ue presenten diferentes durezas y

buzamientos influyen en 4ue la trayectoria de la barrena ya 4uepueden eBistir cambios en la inclinación y dirección de los estratos

C(&(& ;$ *%""!(! +( P$%0*%()"*! D"%$))"*!(+

• Evitar perforar domos de salG cuando el yacimiento a eBplotar se

encuentra entrampado ba3a la fachada de un domo salino y porrazones operacionales no se desee atravesar.

• erforar múltiples pozos desde una misma plataforma o macollaG

desde una misma plataforma o macolla se pueden perforar variospozos y reducir costos operacionales y de instalaciones de facilidadesde producción. E3emplosG perforaciones costa afuera y en macollas enla Da3a etrolífera del (rinoco.

• erforar pozos de alivioG es a4uel pozo perforado para controlar un

pozo en reventón y las operaciones para clausurar el pozo desdesuperficie se hacen muy difíciles. La idea es contrarrestar laspresiones 4ue ocasionaron el reventón.

• esviación de un hoyo perforado originalmente =ide *rac)0G es el

caso de un pozo, en proceso de perforación, 4ue no marcha según latrayectoria programada, bien sea por problemas de operaciones ofenómenos inherentes a las formaciones atravesadas. E3emploG nopudo recuperar pez en el hoyo, etc.

• 9ealizar control de desviaciónG ocurre esencialmente en pozos

verticales en lo 4ue se atraviesan fallas, la cuales ocasionan una

desviación natural de la trayectoria.

• esarrollo múltiple del yacimientoG cuando se desea drenar m!s

r!pidamente el yacimiento y aprovechar m!s eficazmente el espesorde los yacimientos. E3emploG pozos horizontales y multilaterales.

• 9azones EconómicasG perforar en el continente es m!s barato 4ue

perforar costa afuera.




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2.< S "&/$(& ;$ )*!0*%(! $+ T (+(%* $

P $%0*%()"8!

S"&/$( $ P*/$!)(

#onstituido por motores de combustión interna, los cuales generan la fuerza o energía

re4uerida para la operación de todos los componentes de un taladro de perforación. En un

taladro de perforación se necesitan varios motores para proveer esta energía, estos en su

mayoría son del tipo iesel por la facilidad de conseguir el combustible? depender! del tama"o

y capacidad de la torre, él numero de motores a utilizar. La energía producida es distribuida al

taladro de dos formasG mec!nica o eléctrica




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S"&/$( $ L$#(!/("$!/*Soporta todo el sistema de rotación,mediante la utilización de e4uipos apropiados capaces de

levantar, ba3ar y suspender los pesos re4ueridos por el

#omponentes

Torre o #a%r&a'

#aracter&sticas G AlturaG esde -&H hasta #$&H#8/H la mas común0

#apacidad' epende de la carga 4ue puedan suspender

Ligeras (edianas $esadas

Las mas comunes entre /%5 y 2%5 toneladas La mayoría de las torres

pueden soportar vientos de #-5 ; /55 Iph. 'on la tubería parada en la torre

#/5 Iph0 y sin tubería #$% mph0Es una estructura grande 4ue soporta mucho peso, tiene cuatro patas 4ue

ba3an por las es4uinas de la infraestructura o sub;estructura. =oporta el piso

de la instalación y adem!s provee un espacio deba3o del piso para la

instalación de v!lvulas especiales llamadas 6mpide reventones

#oronaG

edio por el cual se transmite el pesode la =arta de erforación a la torre. En

ella se encuentran una serie de poleas

4ue forman el <lo4ue 'orona o fi3o, el

cual sostiene y da movilidad al <lo4ue

1ia3ero.


) Estructura de soporte' Equipo de Le*antamiento

• *orre o 'abria,

• 'orona,

• Encuelladero,

• lataforma o iso del

taladro,

• =ub;estructura,

• 'onsola del erforador.

• alacate,

• <lo4ue 'orona y

<lo4ue 1ia3ero,

• ancho,

• 'able de erforación,

• 'u"as,

• Llaves de otencia



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Encuelladero'

#onstituye una plataforma de traba3o ubicada en la torre a

una altura aproBimada entre $5 y &5 y permite 4ue el

encuellador colo4ue las pare3as de tubería y portamechas

mientras se realizan operaciones como cambio de

mechas, ba3ada de revestidores, etc. ara ello, este

accesorio consta de una serie de espacios seme3ando un

peine donde el encuellador coloca la tubería

$lataforma o $iso del TaladroG

Estructura colocada deba3o de la torre y encima de

la =ub;estructura donde se realizan la mayoría de

las operaciones de perforación

+ccesoriosG

alacate, esa 9otatoria, 'onsola del erforador,

Llaves de *enazas, Cueco ratón, Cueco de rata,

'arreto Cidr!ulico, etc.

Su%- EstructuraG

+rmadura grande de acero 4ue sirve de soporte a la torre

y los componentes del e4uipo de perforación. roporciona

espacio ba3o el piso de la torre para instalar los reventores

de 9eventón y otros e4uipos de control de pozos.




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#onsola del $erforador G

#onstituye un accesorio 4ue permite 4ue el

perforador tenga una visión general de todo

lo 4ue est! ocurriendo en cada uno de los

componentes del sistemaG presión de

bomba, revoluciones por minuto de la mesa,

tor4ue, peso de la sarta de perforación,

ganancia o pérdida en el nivel de los

tan4ues, etc =e obtiene información sobre G

<ombas de lodo, resión de <ombas, *or4ue

de la esa 9otatoria, 1elocidad de la mesa,

*or4ue de las Llaves, peso suspendido, peso

sobre la mecha

(alacateG

#onsiste en un cilindro alrededor del cual

el cable de perforación se enrolla

permitiendo el movimiento de la sarta

hacia arriba o hacia aba3o, dependiendo

del tipo de operación a realizar. Adem!s, el

malacate transmite la potencia para hacer

girar la mesa rotatoria, los carretos

auBiliares y sistemas de enros4ue y

desenros4ue de tubería.

Sistema de ,renosG




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#onstituido por un freno mec!nico principal y

uno auBiliar 4ue puede ser hidr!ulico o

eléctrico, usados para mover lentamente o para

detener la guaya de perforación. osee un

sistema de seguridad del <lo4ue 1ia3ero

llamado 'roJn;o; atic.

Sistema deTransmisión G

*ransmite la potencia o energía del alacate a la esa 9otatoria

• #onformado por G

• <lo4ue 'orona <lo4ue 1ia3ero

• ancho

• 'able de erforación 'u"as Llaves de otencia

"loque #orona y "loque iaeroG

El <lo4ue 'orona est! ubicado

en la parte superior de la torre,

constituido por una serie de

poleas. El cable de perforación

pasa a través de estas poleas y

llega al <lo4ue 1ia3ero, el cual

est! compuesto de un con3unto de

poleas múltiples por dentro de las

cuales pasa el cable de

perforación y sube nuevamentehasta el <lo4ue 'orona. =u

función es la de proporcionar los

medios de soporte para suspender las herramientas. urante las operaciones de perforación

se suspenden el ancho, la +nión iratoria, el 'uadrante, la =arta de erforación y la

echa.




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/anchoG

0erramienta localizada deba3o del <lo4ue

1ia3ero al cual va unido y del cual esta

suspendida la +nión iratoria, el 'uadrante y la

=arta de erforación durante las operaciones de

perforación. =ostiene al Elevador durante el

ascenso y descenso de la tubería o sarta. Est!n

dise"ados de acuerdo al peso m!Bimo 4ue

puedan levantar, varia entre %5 y mas de -55

*oneladas

#a%le de $erforaciónG

#able met!lico hecho eBteriormente de

acero me3orado, unido entre si por

rotación =u función es resistir la fuerza o

peso de la sarta durante las operaciones

de sacada y metida de tubería. *iene un

di!metro variable entre # pulgada a #

7>8 de pulgada y esta enrollado en

grandes carretos. +no de sus eBtremos

va enrollado al tambor del alacate y elotro llamado línea muerta va conectado

al tambor de reserva. =u rendimiento se

mide en *on > illa

#u1asG

#on3unto de piezas fleBibles cuya superficie interior es curva y dentada. urante el via3e de

tubería, la =arta de erforación se sostiene alternativamente por el <lo4ue 1ia3ero y las

'u"as, las cuales se introducen en la abertura cónica en el centro de la esa 9otatoria,

rodean la tubería de perforación su3et!ndola por acción combinada de fricción y mordedura.




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Lla*es de $otenciaG

$ermiten desenroscar la tubería de perforación en el momento de hacer un via3e, e3erciendo

fuerza sobre la tubería. 6gualmente, al meter la sarta de perforación se invierte el proceso y se

procede a enroscar las uniones.




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S"&/$( $ R*/()"8!:

Es a4uel 4ue permite girar la =arta de perforación y 4ue la echa perfore un hoyo desde la

superficie hasta la profundidad programada. Esta localizado en el !rea central del sistema de

perforación y es uno de los componentes m!s importantes de un taladro.

#omponentes'

2. (echa de $erforación

. $orta mechas o Lastra%arrenas

3. Tu%er&a de $erforación

4. #uadrante o elly nión /iratoria

5. (esa 6otatoria

(echas de $erforaciónG

=u funcionamiento óptimo es la base principal del proceso de perforación

rotatoria. 'uando est! en el fondo haciendo el hoyo, produce ganancias

solo mientras sea efectiva ara hacerla perforar es necesario aplicarle peso

mediante el uso de orta mechas y rotación a través de la esa 9otatoria.

=u desempe"o depende de muchas variables comoG tipo de formación y el

control de las mismas permitir! perforar un hoyo al menor costo por pie.




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$ortamechas

o Lastra%arrenasG

*ubería especial encargada de darle

peso a la mecha, conformada por

cilindros de acero hueco con paredes

muy gruesas de una longitud de m!s o

menos 75 pies. roporciona peso a la

mecha manteniendo peso en la

sección inferior de la sarta. Adem!s,

proporciona efecto de péndulo para

causar 4ue la mecha perfore un hoyo

lo mas vertical posible. El peso de los portamechas

depende de su longitud, di!metro interno y eBterno. =u

longitud A6 es de 75pies.

Tu%er&a de $erforaciónG

#onstituye la mayor parte de la =arta de perforación. Esta soportada en su eBtremo superior

por el 'uadrante o Ielly, el cual la hace girar por el efecto de la esa 9otatória. ermite 4ue

el fluido de perforación se desplace hacia aba3o hasta llegar a la mecha y luego salir por el

espacio anular. Los tramos de tubería se unen entre si por medio de roscas, las cuales est!n




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dise"adas para soportar grandes esfuerzos de tensión, enros4ue y desenros4ue constante,

pandeo, torsión y otros esfuerzos 4ue pueden ocasionar fallas en la tubería de perforación.

#uadrante o ellyG

*ubo de acero pesado, hueco, 4ue tiene

generalmente forma CeBagonal. Esta

suspendido en su eBtremo superior de la

+nión iratoria? pasa a través del hueco

de la esa 9otatoria y est! conectado a la

sarta de perforación. La parte eBterior del

'uadrante es heBagonal para poder así

transmitir el momento de torsión de la

esa 9otatoria a la tubería de perforación.=u longitud es de 85 a %5 pies

nión /iratoria




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=e encuentra colgando del ancho,

muy cerca del <lo4ue 1ia3ero. Esta

conectado a la parte superior de la

v!lvula del 'uadrante, soportando

todo el peso de la sarta mientras se

esta rotando. Esta ubicada en la

parte superior de la sarta y permite

4ue el 'uadrante y la sarta roten

libremente durante las operaciones

de perforación. roporciona una

coneBión para la manguera rotatoria

y separa a través de ella una vía

para 4ue el lodo fluya hacia la parte

superior de la unión y de allí a la

sarta de perforación.

(esa 6otatoriaG

a4uinaria sumamente fuerte y resistente 4ue hace girar el

'uadrante y a través de este a la =arta de perforación y la

echa. Dunciona por intermedio de un bu3e de transmisión, el

cual transmite el omento de *orsión tor4ue0 e imparte el

movimiento giratorio a la sarta. 9etiene a las cu"as 4ue

soportan el peso de toda la sarta de perforación cuando esta no

est! soportada por el ancho y los Elevadores.




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Est compuesta por G

Entre sus accesorios ms

importantes

#uerpo

de la

mesa

$iso de

la mesa

$olea del pi1ón

de la

transmisión

#one7ión

directa

"ue

(aestro.

"ue del

#uadrante

elly

"ushing



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Sistema e !irculaci"n:

Formado por una serie de equipos y accesorios que permiten el movimiento continuo del eje

principal de la perforación como lo es el fluido de perforación. Para su óptimo funcionamiento

se deben tener en cuenta varios principios básicos:

• Capacidad adecuada de tanques de reserva

• Disposición de equipos auxiliares para mantener circulación cuando la bomba este

fuera de uso.

• La bomba auxiliar debe estar conectada en forma tal que pueda usarse para mezclar

lodo mientras la bomba principal trabaja en la perforación.

• Debe proveerse tanques para la sedimentación de arena, para evitar la acumulación

de este material abrasivo en los tanques de lodo.

•




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#ircuito o ciclo del lodo

<ombas de Lodo

'oneBiones de =uperficie

*ubo 1ertical =tand ipe0

anguera de Lodo

ortamechas rill 'ollars0

echa

*ubo 'anal Linea de retorno0 E4uipos

de 'ontrol de =olidos olea iratoria

=Jibel0 'uadrante Ielly 0

*ubería de erforación

Espacio Anular

*an4ue de =ucción

E;"-*& $ )"%)+()"8!:

Son a4uellos 4ue movilizan el lodo de perforación a través de todo el sistema de circulación ypermiten un me3or recorrido del mismo.

C*-*!$!/$&:

"om%as de Lodo G

Son los componentes primarios de cual4uier sistema de circulación de fluido? funcionan con

motores eléctricos conectados directamente a ellas o con energía transmitida por la central de

distribución.

*iene mucha potencia y son capaces de mover grandes volúmenes de fluidos a presiones

altísimas.

EBisten varios tipos de bombas y entre ellas est!nG

upleB, *ripleB y 'entrifugas? la diferencia entre ellas es él numero de pistones




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Lineas de Descarga y 6etornoG

'onectan las lineas 4ue transportan el lodo ba3o presión. Las

lineas de descarga llevan el lodo fresco y tratado a la =artade erforación. La linea de retorno lleva el lodo conteniendo

ripios y gases por gravedad desde la

boca del pozo al !rea de

acondicionamiento.

*ubo 1erticalG 8Stand $ipe 9

Esta ubicado paralelo a una de las patas de la torre y

conecta la línea de descarga de las bombas de lodo

con la manguera de lodo, la cual se conecta con la

unión giratoria y permite el paso del lodo a través de la

misma. *anto la manguera de lodo como la unión

giratoria se pueden mover verticalmente hacia arriba o

hacia aba3o cuando así se re4uiera

anguera 9otatoria G




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21

(anguera de goma con eBtremo muy

fuerte, fleBible y reforzada 4ue conecta el

*ubo 1ertical en la +nión iratoria. ebe

ser fleBible para permitir el movimiento

vertical libremente

Area e Aconicionamiento el #oo G

#onstituida por una serie de e4uipos 4ue permiten acondicionar el lodo elimin!ndole gran

cantidad de solidos indeseables 4ue han sido incorporados durante la perforación.

E4uipos limpiadores de lodoG*an4ue de AsentamientoGermite la deposición de solidos por gravedad durante el proceso de tratamiento del lodo.

1ibradores G =eparan los ripios cortados al

hacer pasar el lodo 4ue viene del pozo a través de

una malla o tamiz vibrador 4ue retiene estos solidos

grandes indeseables. La eliminación de solidos

perforados es de vital importancia durante el

proceso de perforación para el buen funcionamiento

del fluido de perforación. Las mallas utilizadas son

intercambiables y de su tama"o depender! la

presencia o no de solidos grandes en el sistema.




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22

esarenadores G

E4uipos de control de solidos 4ue permiten separar

la arena contenida en el fluido de perforación

producto de la perforación. Duncionan a través del

principio de fuerza centrifuga e3ercida sobre el fluido

de perforación cuando el mismo pasa por conos.

Limpiador de lodos G

'onsiste en una batería de conos colocados por

encima de un tamiz de malla fina y alta vibración. Este

proceso remueve los sólidos perforados de tama"o dearena, aplicando primero el Cidrociclón al lodo y

haciendo caer luego la descarga de los Cidrociclones

sobre el tamiz vibratorio de malla fina. El lodo y los

sólidos 4ue atraviesan el tamiz, son recuperados y los

sólidos retenidos sobre el tamiz se descartan? el

tama"o de la malla varia entre #55 y 7/% mesh

Sistema de Seguridad:

Dormado por v!lvulas impiderreventones <(0, cuya función principal es controlar

mec!nicamente una A99EE*6A 4ue si no se controla a tiempo puede convertirse en un

9E1EF*(F

,unciones' ermitir un sello del hoyo cuando ocurra una arremetida. antener

suficiente contrapresión en el hoyo. 6mpedir 4ue continúe la entrada de fluidos desde

la formación




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Desgasificador:

ermite la separación continua de

pe4ue"as cantidades de gas

presentes en el lodo para evitar la

reducción de la ensidad del mismo,

la eficiencia de las <ombas de Lodo y

la resión Cidrost!tica e3ercida por la

columna de lodo

• #omponentes:

reventor Anular G 'onstituido por un elemento de empa4ue de acero reforzado

con goma especial 4ue cierra y sella la tubería, el cuadrante o el hoyo abierto.

Pre*entor deArietes:




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Permite cerrar el diámetro de tuberías de perforación determinados o el hoyo abierto

Tipos de Ariete:

• De tubería: Cierran solamente el tamaño del diámetro externo del tubo para el cual han

sido diseñados.

• Ciegos: Cierran solamente el hoyo abierto

• De corte: Cortan tubería y cierran el pozo




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Carretos:

=on espaciadores entre los preventores,

provistos de orificios donde se conecta la

línea 4ue va al distribuidor de flu3o usado

para controlar las arremetidas y la linea

de matar el pozo por donde se bombea

lodo pesado.

Acumulador:

Los preventores se abren o cierran con fluido

hidráulico que va almacenando bajo presión en un

equipo llamado Acumulador. Varios recipientes en

forma de botella o esféricos están localizados en la

unidad de operaciones y es allí donde se guarda el

fluido hidráulico. Posee líneas de alta presión que

llevan el fluido hidráulica a los preventores y cuando

las válvulas de control se activan, el fluido causa que los preventores actúen.

MúltipleEstrangulador:

Ensamblaje de tuberías blindadas de alta

presión con salidas laterales controladas por

válvulas manuales y automáticas. La linea de

estrangulación lo comunica con el conjunto de

válvulas de seguridad. Cuando se activa el

distribuidor de flujo se mantiene suficiente

contrapresión en el hoyo para que no continúe

entrando fluidos desde la formación hacia el

pozo, al desviarse el lodo a través de las

válvulas que restringen el flujo y lo dirigen a

los tanques de reserva, el separador de gas o al área de acondicionamiento del lodo.




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Línea deMatar:

Va desde la bomba de lodo al conjunto de válvulas de

seguridad, conectándose a estas en el lado opuesto alas líneas de estrangulación.. A través de esta línea

se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presión

se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se ejerce

suficiente presión hidrostática contra las paredes del

hoyo para prevenir cualquier irrupción del fluido al

pozo

Tanqu e de Viaje:

Estructura metálica utilizada con la finalidad de

contabilizar el volumen de lodo en el hoyo durante

los viajes de tubería. Permite detectar si la sarta

de perforación esta desplazando o

manteniendo el volumen dentro del

hoyo cuando se meta o se saque tubería del

mismo.




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3. D"0$%$!)"(& $!/%$ -$%0*%(%=()""$!/*& $ (& = $ -$/%8+$*

=i el yacimiento tiene energía propia, generada por la presión subterr!nea y por los elementos

4ue acompa"an al petróleo por e3emplo gas y agua0, éste saldr! por sí solo. En este caso se

instala en la cabeza del pozo un e4uipo llamado K!rbol de navidadK, 4ue consta de un con3unto

de v!lvulas para regular el paso del petróleo.

=i no eBiste esa presión, se emplean otros métodos de eBtracción. El m!s común ha sido el

KbalancínK o KmachínK, el cual, mediante un permanente balanceo, acciona una bomba en el

fondo del pozo 4ue succiona el petróleo hacia la superficie.

El petróleo eBtraído generalmente viene acompa"ado de sedimentos, agua y gas natural, por

lo 4ue deben construirse previamente las facilidades de producción, separación yalmacenamiento.

+na vez separado de esos elementos, el petróleo se envía a los tan4ues de almacenamiento

y a los oleoductos 4ue lo transportar!n hacia las refinerías o hacia los puertos de eBportación.

En el caso de yacimientos 4ue contienen únicamente gas natural, se instalan los e4uipos

re4ueridos para tratarlo proceso de secado, mantenimiento de una presión alta0 y enviarlo a

los centros de consumo.

=i el yacimiento tiene energía propia, generada por la presión subterr!nea y por los elementos

4ue acompa"an al petróleo por e3emplo gas y agua0, éste saldr! por sí solo. En este caso seinstala en la cabeza del pozo un e4uipo llamado K!rbol de navidadK, 4ue consta de un con3unto

de v!lvulas para regular el paso del petróleo.

=i no eBiste esa presión, se emplean otros métodos de eBtracción. El m!s común ha sido el

KbalancínK o KmachínK, el cual, mediante un permanente balanceo, acciona una bomba en el

fondo del pozo 4ue succiona el petróleo hacia la superficie.

El petróleo eBtraído generalmente viene acompa"ado de sedimentos, agua y gas natural, por

lo 4ue deben construirse previamente las facilidades de producción, separación y

almacenamiento.

+na vez separado de esos elementos, el petróleo se envía a los tan4ues de almacenamiento

y a los oleoductos 4ue lo transportar!n hacia las refinerías o hacia los puertos de eBportación.




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>.<L**& = /"-*& $ +**&

D$9!")"8! $ L**

El fluido de perforación o lodo como comúnmente se le llama, puede ser cualquiersustancia o mezcla de sustancias con características físicas y químicas apropiadas, como

por ejemplo: aire o gas, agua, petróleo o combinaciones de agua y aceite con determinado

porcentaje de sólidos.

El fluido no debe ser tóxico, corrosivo, ni inflamable, pero sí inerte a las contaminaciones

de sales solubles o minerales y estable a las altas temperaturas. dem!s, debe mantener sus

propiedades según las exigencias de las operaciones, debe ser inmune al desarrollo de

bacterias.

T"-*& $ +**&

- L:D:S ES$(:S:S

Dabricados mediante la inyección de agua y agentes espumantes dentro de una

corriente de aire o gas creando un espuma estable y viscosa o mediante la inyección

de una base gel conteniendo un agente espumante, su capacidad de acarreo es

dependiente m!s de la viscosidad 4ue de la velocidad en el anular. En cuanto a los

lodos aireados en una base gel, tienen el propósito de reducir la cabeza hidrost!tica yprevenir pérdidas de circulación en zonas de ba3a presión, adem!s de incrementar la

rata de penetración

- L:D:S "+SE +/+

La bentonita es usada para tratar lodos de agua fresca para satisfacer las

necesidades reológicas del lodo, así como para controlar las pérdidas de fluido?

obtiene su me3or desempe"o en lodos 4ue contengan menos de #5,555 ppm partes

por millón0 de cloruro de sodio, al afectar grandemente sus propiedades. Los fosfatos

siendo el pirofosfato !cido de sodio =A0 el m!s usado0 son 4uímicos inorg!nicos

usados para dispersar estos lodos cuyas viscosidades aumentan mediante la

contaminación con cemento o con sólidos perforados, sin embargo, no reducen la

pérdida de fluido y no son estables a temperaturas superiores a los #%5D.9ara vez un

lodo formado a partir de solo bentonita es usado, gracias a su facilidad a ser

contaminado.




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- L:D:S ;: D<S$E6S:S

+tilizados para perforar pozos poco profundos o los primeros metros de pozos

profundos lodos primarios0, en la mayoría de casos compuesto de agua dulce,

bentonita y cal apagada hidróBido de calcio0, donde primero se hidrata la bentonita y

luego se agrega cal para aumentar el valor real de punto de cedencia, 4ue le da lacapacidad de transportar recortes, a ba3as ratas de corte shear rate0. Las cantidades

re4ueridas de bentonita y cal dependen del punto de cedencia deseado en muchos

pozos se puede usar entre #% y /% lbm>bbl de la primera y entre 5.# y # lbm>bbl de la

segunda0. El ob3etivo de este sistema es reducir la cantidad total de sólidos arcillosos,

resultando en una rata de penetración alta. Fo son muy estables a altas temperaturas,

aproBimadamente 855D.ara el control de pérdidas de filtrado en estos lodos se

recomienda agregar a la mezcla, un polímero no iónico tal como el almidón o el M'

4ue respeten el punto de cedencia logrado por la cal.

- L:D:S DE #+L#<:

Altamente tratados con compuestos de calcio, catión divalente 4ue inhibe el

hinchamiento de las arcillas de las formaciones perforadas, muy utilizados para

controlar shales f!cilmente desmoronables. *ambién aplicados en la perforación de

secciones de anhidrita de considerable espesor y en estratos con flu3os de agua

salada. Estos lodos difieren de los otros base agua, en 4ue las arcillas base sodio de

cual4uier bentonita comercial o la bentonita 4ue aporta la formación es convertida a

arcillas base calcio mediante la adición de cal o yeso, tolerando altas concentraciones

de sólidos arcillosos con ba3as viscosidades a comparación de los otros fluidos base

agua fresca.

Estos sistemas son referidos como lodos base cal o base yeso dependiendo cual de

estos 4uímicos es usado para convertir el sistema a base calcio. Formalmente se

obtienen por la adición de cal apagada, de tal forma 4ue la arcilla sódica bentonita0,

se convierta en arcilla c!lcica, manteniéndose usualmente concentraciones en eBceso

de calG de # a / lbm>bbl en lodos ba3os en cal0 o de % a#% lbm>bbl en lodos altos en

cal0 y en los sistemas de yeso un eBceso de / a 8 lbm>bbl, para no aceptar los 4ue

puedan aportar las formaciones, inalter!ndolas, previniendo formar cavernas.

- L:D:S D<S$E6S:S

uy útiles cuando se perfora a grandes profundidades o en formaciones altamente

problem!ticas, pues presentan como característica principal la dispersión de arcillas

constitutivas, adelgazando el lodo. 'ompuestos por bentonita, sólidos perforados y

ba3as concentraciones de agentes dispersantes, tales como los lignosulfonatos y

lignitos? el C de este lodo est! entre $.% y #5.% para mantener estable el Fa(C 4ue

es re4uerido para activar el agente dispersante usado.Estos lodos pueden ser

similares en aplicabilidad a los lodos con fosfato, pero pueden ser usados a mayores




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profundidades gracias a la estabilidad del agente dispersante, los lignitos son m!s

estables 4ue los lignosulfonatos a temperaturas elevadas y son m!s efectivos como

agente de control de pérdida de circulación, aun4ue los lignosulfonatos son me3ores

agentes dispersantes, el car!cter reductor de filtrado para el lignosulfonato se degrada

a 7%5D.

- L:D:S "+=:S E; S:L<D:S

=on a4uellos lodos en los cuales la cantidad y tipos de sólidos son estrictamente

controlados. Estos no deben presentar porcenta3es en volumen de sólidos totales por

encima de #5N y la relación de sólidos perforados a bentonita, debe ser menor 4ue

/G#.En a"os recientes han aparecido productos nuevos 4ue hacen pr!ctico el uso de

lodos con cloruro de potasio, cuya concentración de cloruro de potasio usada

depende del tipo de formación a perforar.

- L:D:S S+T6+D:S #:; S+L

Fombre común para un lodo de perforación en el 4ue la fase agua est! saturada

mínimo #$&,555 ppm0 de cloruro de sodio inclusive 7#%,555 ppm O -$D0. El

contenido salino puede provenir propiamente del agua, mediante adición en la

superficie o aporte de las formaciones perforadas? varias sales pueden ser usadas

según el propósito específico, como las de sodio, calcio, magnesio y potasio. La base

convencional de estos lodos es la atapulguita o bentonita prehidratada y los

compuestos de starsh o almidón y carboBimetilcelulosa ''0 4ue son usados para el

control de perdidas de fluido. ebe considerarse 4ueGP =e hace casi inmane3able

cuando se permite 4ue el con3unto de sólidos de gravedad específica ba3a se vuelva

alto. Así, para 4ue un lodo saturado con sal y de densidad de ##.# lbm>gal cumpla

bien sus funciones debe presentar; como m!Bimo; &N en volumen aproBimadamente2% lbm>bbl0, de sólidos de ba3a gravedad especifica

- L:D:S #:; (+TE6<+LES $:L<(E6<#:S

=on a4uellos base agua dulce o salada, 4ue tienen incorporados compuestos

4uímicos de cadena larga y peso molecular alto, 4ue pueden contribuirG #0 al control

de pérdidas de filtrado y de propiedades reológicas, /0 a la estabilidad térmica, 70 a

la resistencia ante contaminantes, 80 a la protección de zonas potencialmente

productoras, %0 a mantener la estabilidad de las formaciones atravesadas, -0 a dar

lubricación a la sarta, prevenir pegas y corrosión, 20 a me3orar la perforabilidad, $0 a

mantener un ambiente limpio, etc.Entre los materiales poliméricos m!s usados est!nG

el almidón, la gomas de QuarR, QManthanR y de algarrobo, '', el lignito, la celulosa

polianiónica, los poliacrilatos, el copolimero de vinil amida>vinil sulfonato, la

poliacrilamida parcialmente hidrolizada, los !cidos poliaminados y la metilglucosa,

entre otros.La desventa3a relativa m!s prominente de los lodos con materiales

poliméricos parece ser su alto costo siendo superados en costo por lodos base aceite

y base material sintético.




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- L:D:S "+SE +#E<TE

EBisten dos tipos principales de sistemasG

a0 Lodos de aceite? 4ue contienen menos del %N en agua y contiene mezclas de

!lcalis, !cidos org!nicos, agentes estabilizantes, asfaltos oBidados y diesel de altopunto de llama o aceites minerales no tóBicos. +no de sus principales usos es eliminar

el riesgo de contaminación de las zonas productoras. Los contaminantes como la sal

o la anhidrita no pueden afectarlos y tiene gran aplicación en profundidad y altas

temperaturas, también son especiales para las operaciones de corazonamiento.

b0 Emulsiones invertidasG estos sistemas contiene m!s del %5N en agua, 4ue se

encuentra contenida dentro del aceite mediante emulsificantes especiales? este lodo

es estable a diferentes temperaturas.El uso de estos dos tipos de lodos re4uiere

cuidados ambientales debido a su elevado poder contaminante.

- L:D:S #>+ ,+SE #:;T<;+ ES ?(+TE6<+L S<;TET<#: producido por

síntesis 4uímica0REsta nueva clase de lodos Sdenominados Qlodos basados en seudo;

aceiteR S poseen la mayoría de propiedades de los lodos con fase continua aceitosa y

con su uso se podrían disminuir los grandes problemas de contaminación causados,

pero muchos de ellos presentan toBicidad acu!tica. Aun así, algunos autores

recomiendan estos nuevos lodos como una alternativa al uso de lodos cuya fase

continua es aceite




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5$ %cuaci"n &ara la 'ir(ulica e&er)oraci"n

C?LCULOS DE IDR?ULICA DEL TRPANO

Aem(s e la &*ria e &resi"n e la +arrena, arios c(lculos e 'ir(ulicaaicionales son usaos &ara o&timi-ar el renimiento e la &er)oraci"n$ .stosincluen c(lculos e la &otencia 'ir(ulica, e la )uer-a e im&acto e laelocia el c'orro$ %l rango e &otencia 'ir(ulica ''& recomenao &arala maora e las +arrenas &ara rocas es e 2,5 a 5,0 !a+allos e uer-a &orulgaa !uaraa S el (rea e la +arrena$ #a &otencia 'ir(ulica en la

+arrena no &uee eceer la &otencia 'ir(ulica total el sistema$

POTENCIA IDR?ULICA POR PULGADA CUADRADA DEL ?REA DE LA

ARRENA

@ELOCIDAD DE TOERA PIES4SEG:

elociaes e to+era e 250 a 450 &ies/seg son recomenaas &ara lamaora e las +arrenas$ #as elociaes e to+era maores ue 450 &ies/seg

&ueen esgastar la estructura e corte e la +arrena$

FUERZA DE IMPACTO IFB IDR?ULICA




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6$ alance e masas e loos e&er)oraci"n

9elación matem!tica entre las densidades y los volúmenes correspondientes de las

mezclas de lechadas de lí4uidos y sólidos y las mezclas de fluidos claros, como los

lodos de perforación y los fluidos de terminación. Los supuestos sonG #0 las masas y

los volúmenes de los componentes son aditivos y /0 no se genera ni pierde material

del sistema. 'omo e3emplo sencillo, a continuación se presentan dos ecuaciones de

balance de materiales para una mezcla de tres componentes de aceite o0, agua J0 y

sólidos s0, donde

1 T volumen porcentual,

T densidad específica y

U T peso de la mezcla.

odría representar una formulación simple de lodo a base de aceite densificado.0

U T s1s : o1o : J1J

#55N T 1s : 1o : 1J.9esolviendo estas ecuaciones simult!neamente puede hallarse

un par!metro desconocido si los otros par!metros son conocidos o se pueden estimar

con precisión. Las ecuaciones de balance de materiales se utilizan para derivar

formulaciones de lodos, para calcular la cantidad de barita necesaria para densificar

un lodo, para determinar la cantidad de agua necesaria para diluir un lodo y para

hallar el volumen de dos o m!s lodos 4ue se mezclar!n para lograr un nuevo peso y

volumen del lodo. El balance de materiales es también la base para calcular el

contenido de sólidos de los lodos sobre la base de los datos de ensayo




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C*!)+&"8!.

ara 4ue los hidrocarburos permanezcan dentro de los yacimientos, las capas o estratos

subyacentes 4ue lo cobren, deben ser impermeables. e igual manera, los lados tienen 4ueimpedir la fuga de los lí4uidos. 'iertas condiciones fundamentales deben estar presentes para

4ue eBista un yacimiento, como sonG la porosidad de la roca, 4ue indica el porcenta3e de

capacidad de almacenamiento del volumen total de la roca? el volumen total yacimiento 4ue se

estima tomando en consideración su espesor promedio y eBtensión? la cantidad de

hidrocarburos en sitio, dada por el porcenta3e de saturación, o sea el porcenta3e del volumen

4ue forman los poros y 4ue esta ocupado por los hidrocarburos. Estos factores b!sicos sirven

para estimar el aspecto volumétrico del yacimiento. ara complementar la apreciación

volumétrica en sitio, es muy importante determinar y aplicar el factor de recuperación, 4ue

presenta el porcenta3e estimado de petróleo 4ue podr! producirse durante la etapa primaria de

producción del yacimiento. *anto este factor como, por ende, la etapa primaria de producción,

est!n íntimamente ligados al aspecto económico del desarrollo inicial y la vida productiva

subsiguiente del yacimiento.

esafortunadamente, no es posible eBtraer todo el petróleo en sitio del yacimiento. =in

embargo, no se escatiman esfuerzos por estudiar, investigar y aplicar métodos 4ue

conduzcan a la eBtracción del mayor porcenta3e acumulado durante la primera y

segunda etapas de vida productiva del yacimiento y, 4uiz!s, si fuese posible, hasta una

tercera y cuarta etapas

perforación unidad ii.docx

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