registros direccionales

Baker Hughes INTEQ

Registros Direccionales(Directional Surveying)

Tecnologías en Perforación y Evaluación

750-500-096S Rev. A Agosto 1998

Confidencial

Technical CommunicationsP.O. Box 670968Houston, TX 77267-0968USA713-625-4694

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La información aquí contenida se cree precisa y, donde cabasada en sólidos principios de ingeniería. Sin embargo, Baker Hughes Inteq Co. no ofrece garantías o representaciones a este respecto. Toda la información estpresentada "como está" y el uso de tal información es enteramente a riesgo del usuario. Están prohibidos la copio el uso no autorizados de la información aquí contenida ysujetos a los castigos estipulados bajo las leyes de derechoautor y otras leyes en los Estados Unidos y otros países.

1994 Baker Hughes Incorporated

Todos los Derechos Reservados

Table of Contents

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Table of ContentsGeneralPropósito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Grupos Usuarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Capítulo 1

Razones para Tomar Registros DireccionalesSe toman registros para: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-¿Qué Miden los Instrumentos de Registros Direccionales? . . . 1-2

Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Función del Operador de Registros Direccionales en el lugar del pozo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Capítulo 2

Conceptos y Términos en Registros DireccionalesGenerando mapas de La Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

Latitud y Longitud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-Cartografiando Diferentes Proyecciones . . . . . . . . . . . . . . 2-2

Proyección Cónica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4Proyección Mercator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4

Geometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Coordenadas Polares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-Coordenadas Cartesianas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6

Referencias en los Registros Direccionales de Pozos . . . . . . . . 2-9Referencias de Profundidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-9Referencias de Inclinación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-10

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Registros Direccionales Table of Contents

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Referencias de Azimuth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-10Norte Verdadero (Geográfico) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-11Norte Cuadrícula o Norte de Mapa . . . . . . . . . . . . . . . . .2-11Mercator Transversal Universal . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-11

Declinación Magnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-1Declinación Este: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-1Declinación Oeste: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-1Convergencia de Cuadrícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-16

Elipsoide de Incertidumbre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-18Términos y Definiciones en Registros direccionales . . . . . . .2-20

Profundidad Medida (Measured Depth / MD) . . . . . . . . .2-20Profundidad Vertical Verdadera

(True Vertical Depth / TVD) . . . . . . . . . . . . . . . .2-20Inclinación (desvío / Drift) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-20Azimuth (dirección del pozo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-21Norte Verdadero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2Norte Cuadrícula o Norte de Mapa . . . . . . . . . . . . . . . . .2-22Norte Magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2Lado Alto (High Side) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-23Herramienta (de fondo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-23Toolface (Orientación de la Cara de la Herramienta) . . . .2-23Orientación de Toolface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-24Toolface Lado Alto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2Toolface Magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2Interferencia Magnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-25Corrección de Declinación Magnética . . . . . . . . . . . . . .2-25Buzamiento Magnético (Magnetic Dip) . . . . . . . . . . . . .2-25Pata de Perro (Dog Leg / DL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-26Severidad de la Pata de Perro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-26Sección Vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2Cierre (Closure) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2Interferencia de la Sarta de Perforación . . . . . . . . . . . . .2-28Pescado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2Acelerómetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2Magnetómetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2

Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-Conceptos de Registros Direccionales . . . . . . . . . . . . . .2-30

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Capítulo 3

Herramientas de Registro DireccionalTipos de Herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-

Magnéticas Versus Giroscópicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1Instrumentos Magnéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

Instrumentos Giroscópicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3Herramientas Magnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

Single Shot Magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4Los Componentes del Instrumento Básico . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

Multitomas Magnéticas (Multishots) . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8Herramienta de Survey Electrónico Magnético (EMS) . . . 3-9Herramienta Dirigible de Cable (Wireline) . . . . . . . . . . . 3-10

Herramientas Giroscópicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12Giroscopio de Toma Unica (single shot) . . . . . . . . . . . . . 3-12Giroscopio Multitomas (multishot) . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12Seeker (Buscador) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1RIGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

Factores en la Selección de la Herramienta . . . . . . . . . . . . . . 3-16Factores que influyen la selección de herramientas

de registros direccionales: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

Herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

Capítulo 4

Cálculos en Registros DireccionalesMétodos de Cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-Método del Angulo Promedio: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2Método del Radio de Curvatura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2Método de Curvatura Mínima: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3

Cambio en profundidad medida . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4Dogleg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-Ratio Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-Cambio en Coordenadas Norte/Sur . . . . . . . . . . . . . . 4-7Cambio en Coordenadas Este/Oeste . . . . . . . . . . . . . 4-8Cambio en Profundidad Vertical TVD . . . . . . . . . . . . 4-9TVD Total . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1Coordenadas Totales Norte/Sur . . . . . . . . . . . . . . . . 4-11

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Coordenadas Totales Este/Oeste . . . . . . . . . . . . . . .4-12Closure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-1Definición de Sección Vertical . . . . . . . . . . . . . . . . .4-15Diferencia de Dirección (DD) . . . . . . . . . . . . . . . . .4-16Sección Vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-1Severidad de Dogleg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-19

Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-Métodos de Cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-2

Appendix A

Cálculos del Angulo Promedio

Appendix B

Datos Comparativos sobre Herramientas y CompetenciaMatriz de Competidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-2Hoja de Campo de Multishots Magnético . . . . . . . . . . . . . . . B-3Hoja de Campo para Cálculos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-4Respuestas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-Conceptos de Registros direccionales . . . . . . . . . . . . . . . B-6

Herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B Métodos de Cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-9

Notas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-Preguntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-1Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-1

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Guía De Entrenamiento750-500-096S Rev. A / Agosto1998 Confidencial

Prefacio

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GeneralLa formación de Baker Hughes INTEQ ha cubierto numerosas necesidades en los diferentes niveles de educación, desarrollo de habilidades, desarrollo de personal y entrenamiento de la fuerza laboral.

Está plenamente reconocido que la educación y el entrenamiento de la fuerza laboral son dos áreas diferentes que necesitan ser atendidas en paralelo. El entrenamiento enlazado (transferencia de habilidades)relaciona más específicamente con el personal de camrepresenta un proyecto a más largo plazo. Se pueden utilizar los programas técnicos disponibles para cubrir eentrenamiento enlazado.

Este manual puede ser utilizado a través de nuestra organización para levantar la competencia y el entendimiento a un mismo nivel..

• Ayudará al personal de ventas, de soporte técnicogerencia que escucharán y tengan un motivo paradiscutir acerca del tema diariamente.

• Es para usarse antes de, y junto con, los cursos fundamentales apropiados; para familiarizar al lector con los conceptos, los tipos de herramientadefiniciones y terminología relacionadas existenteen la industria.

• No es para el personal altamente entrenado en eárea técnica, que necesita un conocimiento profundel tema.

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Registros Direccionales General

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Propósito

Proveer una base para el desarrollo de la capacidad y comprensión de la tecnología de registros de desviació

Grupos Usuarios

Los grupos para los cuales se ha diseñado este manuaentrenamiento son:

• Personal sin contacto técnico con clientes y otrosprofesionales

• Profesionales de las áreas de ventas y servicio aclientes

Objetivo

Los objetivos claves son:

• Al menos 90 % de calificación en el DSCC (Pruebde Capacidad en Registros Direccionales)

• Completar un Programa de Entrenamiento en losFundamentos de Registros Direccionales

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Objetivos

Después de leer y estudiar este texto elemental, el lectserá capaz de:

• Explicar el papel del operador en la toma de registros direccionales en el campo

• Explicar los parámetros que miden las herramientde registros direccionales

• Dar cuatro razones para tomar registros direccionales de pozos

• Explicar las diferencias entre los distintos tipos deherramientas de registros direccionales

• Leer un reporte de registros direccionales

• Graficar las coordenadas de ubicación en un plande desviación de pozo

• Explicar lo que se entiende por “Pata de Perro” (Dogleg)

• Explicar lo que se entiende por “Orientación de laHerramienta” (Toolface)

• Explicar lo que se entiende por “Lado Alto” (High Side)

• Explicar lo que se entiende por “Sección Vertical(Vertical Section)

• Explicar lo que se entiende por “Desplazamiento(Closure)

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Guía De Entrenamiento750-500-096S Rev. A / Agosto 1998Confidencial

Capítulo
1
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Razones para Tomar Registros Direccionales

Se toman registros para:

• permitir los cálculos de las coordenadas del pozodiferentes profundidades, especificando con precisión la trayectoria del pozo y la posición actu

• medir la inclinación y la dirección en el fondo del pozo y determinar por tanto hacia donde se dirigepozo.

• determinar la orientación del toolface de las herramientas de deflexión o de los sistemas dirigibles.

• localizar “patas de perro” (dog leg) y permitir calcular los valores de la severidad del dog leg.

Se Necesita Saber el Curso Preciso de un Pozo para:

• conseguir el objetivo de las áreas geológicas.

• evitar colisiones con otros pozos, especialmente perforar desde una plataforma.

• definir el objetivo de un pozo de alivio en el caso dun reventón.

• dar una mejor definición de los datos geológicos yde reservorio para optimizar la producción.

• cumplir con los requisitos legales localmente.

1-1

Registros Direccionales Razones para Tomar Registros

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¿Qué Miden los Instrumentos de Registros Direccionales?

La mayoría de las herramientas de registros miden la inclinación y la dirección del pozo a una profundidad determinada.

La medición de la “Dirección” de un pozo se puede expresar en varios formatos. Los dos más usados en perforación y registros direccionales son:

1. Cuadrante

2. Azimuth

Por ejemplo, el método del Cuadrante expresa la dirección de la siguiente forma:

N 45° O ó S 38° O ó N 63° O etc.

Esta es la manera como se leería una brújula magnéticestándar.

Y el método del Azimuth expresa las direcciones como:

45° ó 142° ó 297° etc.

Este método toma la dirección y la expresa como si setomara una circunferencia y se mide de 0° -360°, medien el sentido de las agujas del reloj desde el Norte com

Inclinación

Dirección

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referencia.

El azimuth es más lógico y fácilmente manejable en loscálculos; por lo tanto, es el método recomendado por INTEQ. Para necesidades específicas de los clientes sencuentra disponible el método del cuadrante.

Definiciones

• La inclinación de un pozo en un punto dado es elángulo entre el eje axial del pozo y la vertical representada por una plomada.

• El azimuth de un pozo en un punto dado es la dirección del pozo medido en un plano horizontal(0°-360°) en el sentido de las agujas del reloj tomado como referencia el Norte. Estos dos componentes, junto con la profundidad, se usan para calcular las coordenadas de la trayectoria depozo.

Las excepciones a lo anterior son los Sistemas de Navegación Inercial. Este tipo de herramienta mide loscomponentes de la aceleración a lo largo de tres ejes cuando la herramienta se mueve. Las aceleraciones medidas se integran dos veces con respecto al tiempo obtener primero velocidades y luego desplazamientos.Estos desplazamientos son las coordenadas del pozo.

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Función del Operador de Registros Direccionales en el lugar del pozo

Los operadores de registro de Baker Hughes INTEQ esentre los mejor equipados y entrenados en la industria.previsión y conocimiento a fondo de las tecnologías deregistro es el factor principal en la conclusión exitosa dcualquier trabajo de registros direccionales.

El rol o función de estos operadores se puede categoridentro de algunas áreas amplias:

• Se aseguran que la instrumentación magnética ogiroscópica adecuada sea entregada en la locacióConfirman también el cumplimiento cabal de la calibración y el control de calidad.

• En el sitio, el operador es responsable por la corrde la instrumentación en el pozo. Los instrumentoadquirirán información pozo abajo de la posición del pozo y la posición toolface y los transmitirá a la superficie o bien los guardará para luego regresara la superficie. Las técnicas antiguas grababan lainclinación y el azimuth (dirección) del pozo, midiéndose la profundidad (measured depth, MD) en la superficie. Las nuevas tecnologías de navegación inercial graban los cambios en la posición.

• Usando los datos recopilados, el operador realizacálculos matemáticos en el campo para determinla posición y el perfil del pozo. Genera entonces ureporte de campo para el representante del clientesu regreso a la oficina, se verifica el registro por otoperador calificado. Se entrega entonces al clientereporte final generado en computadora.

• El operador también ayuda al perforador direccionu otro representante de servicios, dándole los datgrabados para orientar los ensamblajes dentro depozo como son: motores, herramientas varias, etc



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Estas mismas medidas las puede usar el operadoorientaciones de núcleos.


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Ejercicios

Introducción

1. Las registros direccionales se usan para: (seleccionar todas las respuestas correctas)

a. Cumplir con requisitos legales

b. Seleccionar los mejores ensamblajes de perforación para perforar pozos horizontales

c. Ayudar en la evaluación de las característicasdel reservorio

d. Determinar la herramienta más popular usadaen un cierto ambiente de perforación

e. Determinar los registros direccionales exactoen la superficie del taladro de perforación

f. Ayudar en las operaciones de rastreo

g. Verificar que el programa de perforación direccional va de acuerdo al perfil del pozo

h. Obtener un registro direccional preciso del po

i. Determinar la orientación de la herramienta

j. Colocar el equipo de perforación dentro de laslíneas de concesión apropiadas

2. Se necesita un conocimiento preciso de la posiciódel pozo para: (seleccionar todas las respuestas correctas)

1. conseguir el objetivo de las áreas geológicas

a. evitar colisionar con otros pozos, especialmendurante la perforación desde una plataforma

b. definir el objetivo de un pozo de alivio en casode un reventón



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c. dar una mejor definición de los datos geológicos y de reservorio para la optimizacióde la producción

d. cumplir con los requisitos legales localmente

2. Los instrumentos de registros direccionales miden

a. la dirección horizontal del pozo como un ángulo a partir de la vertical

b. el ángulo del pozo con respecto a la vertical ydirección horizontal con respecto al Norte

c. la inclinación con respecto al Norte

d. los componentes de la aceleración a lo largo dos ejes cuando la herramienta se mueve

3. ¿Cuáles de las siguientes no es una función del operador en el sitio del pozo?

a. generar un reporte de registros direccionales campo para el representante del cliente

b. seleccionar la instrumentación de registro adecuada para entregar en el sitio de la perforación

c. seleccionar la instrumentación de registro adecuada para localizar las líneas de arrendamiento

d. operar los instrumentos para obtener la posicidel pozo y/o la orientación de la herramienta



•Notes•



Capítulo
2
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Conceptos y Términos en Registros DireccionalesGenerando mapas de La Tierra

Latitud y Longitud

Como la tierra es una esfera, no tiene comienzo, fin o bordes. Hay dos puntos de referencia: los polos.

Las líneas de longitud, son líneas que pasan por los poloNorte y Sur y se llaman meridianos. Ellas miden la distancia hacia el este o el oeste del meridiano principal, que fue establecido cerca de Greenwich, Inglaterra. Universalmente, se acepta como la línea 0°. La longitudmide 0° a 180° este y 0° a 180° oeste del Meridiano deGreenwich. Por esta razón nos podemos referir al “Hemisferio Oriental” y al “Hemisferio Occidental”. Sobreel otro lado de la tierra, 180°, se tiene la línea internaciode fecha.

Las líneas de latitud son líneas que rodean la tierra y soparalelas al Ecuador. Son llamadas paralelos y miden la distancia al norte o al sur del ecuador. Están equiespaciaen grados, no en millas o kilómetros. Un grado de latitues, aproximadamente, igual a 70 millas ó 112 kilómetroLa mayoría de los globos terráqueos muestran sólameparalelos y meridianos cada 15°. Como la tierra es acha

2-1

Registros Direccionales Conceptos y Términos en Registros

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en los polos hay una pequeña diferencia en la longitudun grado.

Como una circunferencia tiene 360° y una semicircunferencia 180°, hay 90° desde el ecuador a lopolos. La latitud mide 0° a 90° norte; desde el EcuadorPolo Norte; o 0° a 90° sur, desde el Ecuador al Polo Su

Cartografiando Diferentes Proyecciones

Para ser útiles, los datos del pozo deben estar relacionacon elevaciones o posiciones en la superficie. Es necesentonces identificar con precisión la posición en la superficie.

Sin embargo, representar el globo en un mapa no es fáHay que imaginarse cortar un globo en dos y tratar de



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aplanar los dos hemisferios. Los hemisferios se arrugary sus formas se distorsionarían. De hecho, cada mapa talgo de distorsión. Un mapa puede representar el tamaño correcto de los países o la forma correcta de áreas pequeñas, pero no ambos.

Hay muchas maneras de proyectar un globo sobre un plano. Imagínese un globo de cristal con líneas grabadsobre su superficie. Las que corren paralelas al ecuadollaman paralelos de latitud; las que conectan los polos sellaman meridianos de longitud.

Hay distintos tipos de proyecciones sobre mapas: Mercator, Cónica, Policónica, Conformal de Lambert y otras. Por ejemplo, la proyección Mercator está basadasobre un cilindro con los meridianos y paralelos como líneas rectas y la escala verdadera sólo en el ecuador.proyecciones cónicas se hacen como si se colocara un csobre el globo. Sobre los mapas Mercator, los paralelos rectos; en los de proyección cónica son círculos. Los mapas Lambert se usan a menudo con fines militares y la base de las cartas aeronáuticas norteamericanas. Eclase de mapa es muy preciso sobre áreas pequeñas. Independientemente del método empleado para construn mapa particular, ciertas características son las misméstas son las de uso cotidiano.



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Proyección Cónica

PROYECCION CONICA . Se hace un mapa ConformaCónico Lambert, proyectando el globo sobre un cono. Llíneas de latitud donde se tocan el globo y el cono se muestran más oscuras que el resto; se llaman paraleloestándar. La palabra “conformal” quiere decir que este mapa representa con precisión la forma de áreas pequeñas. Los mapas cónicos se usan para mostrar lapartes del globo que van este u oeste en las latitudes medias. Los Estados Unidos pudieran ser un ejemplo.

Proyección Mercator

PROYECCION CILINDRICA (MERCATOR). El mapa en proyección mercator es muy común. Es el meen la navegación marina ya que la línea recta que conecualquier par de puntos da la mejor dirección en la brúju

Los mapas a gran escala se pueden pegaren los bordes si tienen los mismos paralelosestándar y la misma escala

DosParalelosEstándar(seleccionadosporelcartógrafo)



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entre ellos. Este mapa representa muy bien la forma palas áreas cerca del Ecuador, pero distorsiona enormemente los tamaños relativos de las masas de tiemientras más cerca están de cualquier polo. Por ejempAlaska parece ser la mitad de Suramérica sobre el mapcuando en realidad es 11 veces más pequeña.

PROYECCION MERCATOR TRANSVERSAL . Esta proyección es igual a la Mercator salvo por la orientaciódel cilindro sobre el cual se proyecta el globo. Nótese qun meridiano sobre el globo toca la superficie del cilindroA lo largo de esta línea y hasta 15° a cada lado de ella,distorsión no es excesiva, pero a mayores distancias apartir de esta línea, la distorsión se vuelve un problemaserio. Esta proyección es usado por el United States Geological Survey para muchos mapas cuadrangulares dibujados a una escala de 7.5 minutos por grado latera



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Geometría

Coordenadas Polares

Para algunas aplicaciones, es más conveniente utilizarsistema de Coordenadas POLARES. En la industria deperforación direccional, este sistema define los registrodireccionales de un punto como una distancia y una dirección a partir de un origen ( o POLO). Aunque no smuestren puntos sobre un gráfico en coordenadas polase usan coordenadas polares para representar una locaCuando se calcula el desplazamiento del fondo del pozoen forma de coordenadas polares. El siguiente es un sistema de coordenadas polares adaptado para la indudireccional.

Se han graficado cuatro puntos en el ejemplo. El puntoestá a veinte pies del polo en dirección N 30 O. La coordenada polar para el punto se escribe: 20’@ N 30°El punto B es 27’@ S 45° E, el punto C es 27’ @ S 66°y el punto D es 15’ @ S 66° O.

Coordenadas Cartesianas

Las ciencias y las matemáticas aplicadas a menudo utilila idea de asociar puntos con números. Al trabajar conreglas graduadas, los números se asocian con puntos sla escala. Los mapas asocian puntos sobre el mapa copares de números sobre los lados del mapa. Una asocia



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entre un punto sobre una línea y un valor numérico es uLINEA NUMERO. El número asociado con un punto sobre una línea número es la COORDENADA del puntEl punto es el GRAFICO de ese número. La línea númees un eje donde el punto 0 es el ORIGEN. Cada númereal se puede asociar con exactamente un punto sobrelínea número.

En 1637 René Descartes, matemático y filósofo francédesarrolló un método que asocia puntos sobre un planopares de números. Dibujando dos líneas número o ejesperpendiculares en el punto 0 u origen, se forma un sistede COORDENADAS RECTANGULARES. Un punto sobre este plano de coordenada se asocia con un par números conocido como PAR ORDENADO.

El primer número en el par corresponde a la proyeccióhorizontal del punto sobre la horizontal EJE X. El seguncorresponde a la proyección sobre la vertical o EJE Y. Lpuntos P y Q están asociados con los pares ordenados y (2,-3) respectivamente. Tales pares ordenados se llamCOORDENADAS RECTANGULARES.

Este sistema de coordenadas rectangulares ha sido adaptado a la industria de la perforación direccional pa



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varios propósitos. La aplicación más sencilla para entenes la determinación del fondo del pozo con respecto a boca del pozo. En esta instancia, se construye un sistemcoordenadas rectangulares usando el eje Norte-Sur coeje Y y el eje Este-Oeste como eje X.

Esto elimina la necesidad de números negativos; sin embargo, éstos pueden usarse para representar Sur u OLos pares ordenados todavía se usan para definir un pusobre el gráfico. La coordenada Norte o Sur se da primy luego la coordenada Este u Oeste. Cada coordenada tener también una dirección. Por ejemplo, los puntos R son S2 O4 y N3 E3, respectivamente. Este es la formacomo el fondo del pozo se dibuja sobre la planta horizonde una propuesta de pozo direccional.

Es importante notar que cada punto se representa por par de números. Si el punto está cinco unidades al norteorigen, sus coordenadas son N5 E0, no N5 O0.



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Referencias en los Registros Direccionales de Pozos

Con la excepción de los sistemas de navegación inercitodos los sistemas de registros direccionales miden la inclinación y el azimuth a ciertas profundidades (profundidades medidas “a lo largo del pozo”). Estas medidas se deben llevar a sistemas fijos de referencia pque la ruta del pozo se pueda calcular y registrar. Los sistemas de referencia usados son:

• Referencias de profundidad

• Referencias de inclinación

• Referencias de azimuth

Referencias de Profundidad

Hay dos clases de profundidades:

• La profundidad medida o “a lo largo del pozo” es ldistancia medida a lo largo de la trayectoria del pozo desde el punto de referencia en la superficiehasta el punto del registros direccionales. Esta profundidad siempre se mide de alguna manera, decir, por conteo de tubería o el contador de profundidad del wireline.

• La Profundidad Vertical Verdadera (True Vertical Depth, TVD) es la distancia vertical desde el nivel de referencia de profundidad hasta un punto en latrayectoria del pozo. Normalmente, es un valor calculado.

En la mayoría de las operaciones de perforación la elevación de la Mesa Rotatoria (Rotary Table, RT) se usa como la referencia de profundidad medida (Working Depth Reference, BRT o RKB). También se conoce comoelevación del piso de la torre de perforación. Para la perforación en plataformas flotantes la elevación de la



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mesa rotatoria no es constante y, por lo tanto, se usa uelevación promedio.

Para comparar pozos individuales en el mismo campo,debe definir y usar una referencia común. Cuando se perfora un pozo de alivio hacia un pozo reventado, la diferencia en elevación entre las cabezas de pozo debeconocida con precisión. Costa afuera, se utiliza a vecenivel promedio del mar. Las variaciones entre el nivel redel mar y el nivel promedio pueden medirse o se puedeleer en una tabla de mareas.

Referencias de Inclinación

La inclinación de un pozo es el ángulo (en grados) entrevertical local y la tangente al eje del pozo del pozo en punto particular. La convención establece que 0° es vertical y 90° es horizontal. La referencia vertical es la dirección del vector local de gravedad como lo indicaríapor ejemplo, una plomada.

Referencias de Azimuth

En registros direccionales hay tres sistemas de referende azimuth:

• Norte Magnético

• Norte (Geográfico) Verdadero

• Norte Cuadrícula o Norte de Mapa

Todas las herramientas de “tipo magnético” dan una lectura de azimuth referida al Norte Magnético. Sin embargo, el Norte Magnético cambia constantemente: lo tanto, los cálculos de coordenadas finales siempre esreferidos al Norte Verdadero o al Norte Cuadrícula o Node Mapa para obtener una referencia estable.



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Norte Verdadero (Geográfico)

Esta es la dirección del Polo Norte geográfico, la cual cen el eje de rotación de la Tierra. La dirección se muesen los mapas por los meridianos de longitud.

Norte Cuadrícula o Norte de Mapa

Durante las operaciones de perforación, se trabaja sobuna superficie curva, i.e. la superficie terrestre, pero cuando se calculan coordenadas en el plano horizontaasume que se está trabajando en una superficie plana.Obviamente, no es posible representar exactamente pade la superficie de una esfera sobre un plano de pozo. que corregir las medidas. Los principales sistemas de proyección se describen en la siguiente página.

Mercator Transversal Universal

En la proyección mercator transversal la superficie del esferoide escogido para representar la tierra se envuelvun cilindro que toca al esferoide en un meridiano escogi(Un meridiano es un círculo alrededor de la Tierra que papor ambos polos geográficos). Los meridianos de longitconvergen hacia el Polo Norte y por lo tanto no producuna coordenada rectangular. Las líneas de la cuadrícusobre un mapa forman un sistema rectangular, la direcchacia el norte la determina un meridiano de longitud específico. Esta dirección se llama Norte Cuadrícula o



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Norte de Mapa. Es idéntica al Norte Verdadero solamente para el meridiano específico.

La relación entre el Norte Verdadero y el Norte de Mapestá indicada por el ángulo “a” en la figura. La convergencia es el ángulo entre el norte cuadrícula o norte de mapa y el norte verdadero para la posición considerada.



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Declinación Magnética

La declinación magnética es el ángulo entre el norte verdadero y el norte magnético en cualquier punto sobrtierra.

Como una brújula reacciona a la componente horizontadel campo magnético terrestre, se usa para indicar la dirección desde el norte magnético. El norte magnéticoes un punto estacionario sobre la tierra y no está localizen el mismo punto del norte verdadero. Al momento, esen el norte de Canadá, cerca de Lougheed Island.

El polo norte geográfico es el punto en el hemisferio noen el cual el eje de rotación de la tierra corta a la superfiterrestre. Se usa como norte de referencia cuando la dirección se reporta con respecto al “norte verdadero”.

Los instrumentos magnéticos que se utilizan para determinar la dirección de un pozo usan el norte magnético como su norte de referencia, pero la dirección nunca se reporta con respecto al norte magnético. Si la dirección ha de darse con respecto al norte verdadero, es necesario corregir la lectura magnética. Esta corrección compensa la diferencia en la dirección entre ambos nortes en la locacdonde se toma la medida y se llama “corrección de declinación magnética”. La declinación cambia tanto co



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el lugar como con el tiempo. El tiempo es importante puesto que el norte magnético se mueve lentamente.

Para determinar la dirección de la corrección de declinación magnética, es necesario saber si el norte magnético está al este o al oeste del norte verdadero. Cse puede ver en el diagrama, hay lugares donde la direcdel norte magnético y el norte verdadero es la misma.

La declinación se reporta como declinación este o declinación oeste. Se establece el tamaño de la correcangular junto con la palabra este u oeste. Otra manerareportar la declinación es dar la corrección angular comun número con signo positivo o negativo. Un número positivo indica declinación este y uno negativo, oeste.

Declinación Este:

La declinación este ocurre cuando el norte magnético eal este del norte verdadero con respecto a la locación considerada. Para Norte y Sur América esto tendrá valipara cualquier lugar que esté al oeste de la línea de declinación cero (p.e., Texas, Alaska, California, Méxicetc.). Se aplica una corrección de declinación este cambiando (moviendo) la lectura magnética en direccióde las agujas del reloj sobre la brújula. Si la dirección seusando el azimuth, el valor de declinación se suma al dlectura magnética. Si la dirección se da usando cuadranel valor de declinación se suma al valor en los cuadrannoreste y suroeste (donde los números aumentan en esentido de las agujas del reloj), y se substrae del valor los cuadrantes sureste y noroeste (donde los números disminuyen en el sentido de las agujas del reloj). Por ejemplo:

La declinación en una locación en Prudoe Bay, Alaska,1994 es 30°. (30° Este)

Una ubicación magnética se lee como S 42° E (13azimuth).

La dirección declinada es S 12° E (168° azimuth)



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Otra ubicación magnética en la misma locación es S 21°(201° azimuth).


Declinación Oeste:

La declinación oeste ocurre cuando el norte magnético eal oeste del norte verdadero con respecto a la locaciónconsiderada. Para Norte y Sur América esto tendrá validpara cualquier lugar que esté al este de la línea de declinación cero (p.e., New York, Georgia, Venezuela,Brasil, etc.). Se aplica una corrección de declinación escambiando (moviendo) la lectura magnética en direcciócontraria a las agujas del reloj sobre la brújula. Si la dirección se da usando el azimuth, el valor de declinacse resta al de la lectura magnética. Si la dirección se dusando cuadrantes, el valor de declinación se resta al ven los cuadrantes noreste y suroeste (donde los númedisminuyen en el sentido contrario a las agujas del reloj)se suma al valor en los cuadrantes sureste y noroeste (donde los números aumentan en el sentido contrario aagujas del reloj). Por ejemplo:

La declinación en una locación en el Mar del Norte, en1994 es - 5.0°. (5° Oeste)

Una ubicación magnética se lee como S 42° E (13azimuth).


Otra ubicación magnética en la misma locación es S 21(201° azimuth).

La dirección declinada es S 16° O (196° azimuth)



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Dependiendo del cuadrante, la declinación este u oeste puede ser positiva o negativa cuando la dirección del pozo se expresa en orientaciones en cuadrante.

Convergencia de Cuadrícula

Cada vez que se hace un mapa, las coordenadas debeconvertirse desde una esfera (la Tierra) a una superficiplana. La mayoría de los mapas hoy en día utilizan la proyección mercator transversal. Esta proyección mueslos meridianos de longitud como líneas verticales sobremapa rectangular y la dirección hacia el norte como el Norte Cuadrícula o Norte de Mapa. En realidad, sólo emeridiano central corresponde al norte verdadero, todosotros meridianos convergen hacia el meridiano central el Norte Verdadero. El ángulo entre la cuadrícula rectangular y el meridiano verdadero, al doblarse éste hael meridiano central, se conoce como Convergencia de Cuadrícula, la cual se define como:

La convergencia es el ángulo entre el norte cuadrícula norte de mapa y el norte verdadero para el sitio considerado.

Declinación OesteCorrección de declinación Corrección de declinación

Declinación Este



Ejemplo: Lectura Norte Verdadero = N 52 EConvergencia de cuadrícula = 1,5° EAzimuth de cuadrícula = 52° - 1,5° = N 50,5 E



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Elipsoide de Incertidumbre

Cualquier medida tiene algo de incertidumbre asociada ella. Si medimos la longitud de un cuarto, nuestra medino será exacta, no importa con cuantos decimales lo reportemos. Varios factores afectan la calidad de nuesmediciones. Cuán bien calibrada está nuestra cinta métrcon qué precisión la leemos, la sostenemos con la tenscorrecta, etc. Es posible investigar estos errores y tenerincertidumbre probable para cualquier medición usandoeste método, p.e., 0,05 pies por cada pie.

Un registro direccional es una medición en tres dimensiones y por lo tanto está sujeto a incertidumbrescada dimensión, lo que resulta en un volumen de incertidumbre. Para cada punto a lo largo del registro, evolumen toma la forma de un elipsoide. En el pasado, la mayoría de la gente estaba interesada en la incertidumen el plano horizontal, desde entonces se utiliza a menel término “elipse de incertidumbre” en lugar de elipsoide de incertidumbre.

Los diferentes tipos de herramientas de registros direccionales tienen distintos errores intrínsecos que producen distintos tamaños de elipsoides. Por esta razóplanificar un pozo es importante escoger el programa dregistros direccionales y las herramientas apropiadas coprecisión necesaria para que el pozo alcance el objetivbuscado.



Elipsoide de Incertidumbre alrededorde una Estación



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Términos y Definiciones en Registros direccionales

Profundidad Medida ( Measured Depth / MD)

Es la distancia medida a lo largo de la ruta actual del podesde el punto de referencia en la superficie hasta el pude registros direccionales. Es la sumatoria de la cantidatubos perforados más el ensamblaje de fondo para completar la profundidad del pozo.

Profundidad Vertical Verdadera (True Vertical Depth / TVD)

Es la distancia vertical desde el nivel de referencia de profundidad hasta el punto correspondiente al curso depozo.

Inclinación (desvío / Drift)

Es el ángulo (en grados) entre la vertical local (el vectolocal de gravedad como lo indica una plomada) y la



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tangente al eje del pozo en un punto determinado. Porconvención, en la industria petrolera 0° es vertical y 90horizontal.

Azimuth (dirección del pozo)

El azimuth de un pozo en un punto es la dirección del posobre el plano horizontal, medido como un ángulo en sentido de las agujas del reloj a partir del Norte de referencia. Esta referencia puede ser el Norte VerdaderoMagnético o el de Mapa y por convención se mide en sentido de las agujas del reloj. Todas las herramientasmagnéticas inicialmente dan la lectura de azimuth con respecto al Norte Magnético. Sin embargo, las coordenadas calculadas finalmente están referidas al NVerdadero o al Norte de Mapa.



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Norte Verdadero

La dirección del polo norte geográfico, el cual yace sobel eje de rotación de la tierra.

Norte Cuadrícula o Norte de Mapa

Es la dirección norte sobre un mapa. El Norte CuadrículNorte de Mapa es idéntico al Norte Verdadero sólo en ciertos meridianos específicos. Todos los otros puntos deben corregirse por convergencia (el ángulo entre el Node Mapa y el Norte Verdadero en cualquier punto).



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Norte Magnético

Es la dirección de la componente horizontal del campomagnético terrestre en un punto seleccionado sobre lasuperficie de la Tierra.

Lado Alto ( High Side )

Es el lado del pozo directamente opuesto a la fuerza dgravedad. El punto que representa el lado alto es importante para la orientación toolface.

Es importante notar que con una inclinación de 0°, no hlado alto. En esta condición, los lados del pozo o de la herramienta de registros direccionales son paralelos covector de gravedad y no hay un punto de intersección desde el cual se puede definir un lado alto. Otro conceimportante es que sin inclinación (0°), el pozo no tiene dirección horizontal. Es decir, el eje del pozo se representaría como un punto y no como una línea sobrplano horizontal. Sin inclinación, no hay lado alto; sin ladoalto, no hay dirección.

Herramienta (de fondo)

Cualquier cosa que se incluya en el aparejo de perforaco que se corra dentro del pozo. Los motores de lodo, lacamisas MWD, las herramientas de registros direccionaleetc., son ejemplos de herramientas de fondo.

Toolface (Orientación de la Cara de la Herramienta)

El término se usa en conexión con las herramientas dedeflexión o los motores dirigibles y se puede expresar dos formas.

Física - El lugar sobre una herramienta de deflexión, marcado usualmente con una línea de marca, que se posiciona hacia una orientación determinada mientras perfora, para determinar el curso futuro del pozo.



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Conceptual - En el pozo, el término “toolface” (“t.f.o.” ), es a menudo usado como frase corta de orientación decara de la herramienta, “orientación toolface”. Por ejemplo, “toolface” puede ser la orientación (expresada como una dirección desde el Norte o desde la boca del pozo) del sustituto de navegación de un motor dirigible

Orientación de ToolfaceLa medida angular del toolface de una herramienta

flexionada con respecto ya sea al lado alto del pozo o al n

Toolface Lado Alto

El toolface lado alto (conocido también como el toolface de gravedad) indica si el toolface de una herramienta de deflexión mira hacia arriba (0°), hacia abajo (180°) o encualquier ángulo entre 0° y 180° a la izquierda o a la derecha del lado alto (0°). Este tipo de orientación se ucuando el pozo tiene una inclinación entre 3° y 5° o may

Toolface Magnético

Indica la orientación del toolface de una herramienta de deflexión como una medida angular desde el norte (dirección). Se reporta este tipo de toolface cuando el pozo tiene una inclinación menor de 3° a 5°.



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Interferencia Magnética

Son los cambios en el campo magnético de la Tierra encercanías de la herramienta de registro, causados por presencia de la tubería de revestimiento u otras tuberíael pozo o en pozos cercanos o por las propiedades magnéticas de la misma formación

Corrección de Declinación Magnética

Es la corrección angular en grados para convertir una lectura magnética a una lectura de Norte Verdadero.

Buzamiento Magnético ( Magnetic Dip )

Es el ángulo de intersección, medido desde la horizontentre las líneas de flujo magnético y el plano horizonta(superficie de la Tierra).



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Pata de Perro ( Dog Leg / DL )

Es la curvatura total del pozo (la combinación de camben inclinación y dirección) entre dos estaciones de regisdireccionales. La pata de perro se mide en ángulos.

D.L. = cos-1 [sen I1 sen I2 cos (A2-A1) + cos I1 cosI2]

donde: I 1 e I 2 son dos medidas de inclinación consecutiva

A1 y A2 son dos medidas de dirección consecutiva

I1 = Inclinación Previa

I2 = Inclinación Actual

A1 = Azimuth Previo

A2 = Azimuth Actual

Severidad de la Pata de Perro

Es la cantidad de DL referido a un intervalo estándar (usualmente 100 pies ó 30 metros). La severidad (DLS) se reporta en grados por 100 pies o grados por 30 metrosla conversación normal la severidad se nombra como “pde perro”, lo que puede confundir al principiante. Es deseable mantener las severidades tan bajas como seposible en la perforación convencional (menos de 4° o 5100 pies). Las severidades altas pueden conducir a problemas en el pozo como ojo de llave (key seats) , tubería trabada o desgaste de la tubería de perforación o del revestimiento.

D.L.S. = (D.L. x 100) / C.L.

donde:

DL es la pata de perro calculada entre dos estaciones registros direccionales

CL (Course Length) es la profundidad medida entre dos estaciones de registros direccionales.



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Sección Vertical

En un plano de pozo, el perfil vertical corresponde usualmente a una propuesta en un plano definido por ladirección recta entre la boca de pozo y el objetivo. Estadirección se conoce como “azimuth de la sección vertico “ubicación propuesta del fondo del pozo (PBHL)” o “plano propuesto” o “dirección del objetivo”. En este cas, se llama sección vertical a la desviación horizontal total dpozo proyectada sobre este plano. Considérese un plahorizontal del pozo en el diagrama siguiente:

Cierre (Closure)

Esta se define como una recta trazado desde el punto referencia del taladro a cualquier coordenada rectanguen un plano horizontal (generalmente usada para definifondo del pozo). Se calculan la longitud y la dirección dla recta. Por ejemplo, si la posición localizada es 643’ N1,310’ E, el cierre puede ser calculado usando el Teore



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de Pitágoras y la trigonometría: de manera que el cierrserá 1,459.30 pies con dirección N 63.86° E.

Interferencia de la Sarta de Perforación

Es una condición que ocurre cuando fuerzas magnéticaextrañas ocasionan una lectura incorrecta de la brújula.interferencia puede ocurrir por la presencia en las cercade revestimiento de acero.

Pescado

Cualquier objeto abandonado accidentalmente en el podurante las operaciones de perforación o de workover que deba ser recobrado o eludido antes de que el trabajo pucontinuar.



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Acelerómetro

Los acelerómetros se usan para medir el campo gravitacional terrestre local. Cada acelerómetro consisde una masa magnética (péndulo) suspendida en un caelectromagnético. La gravedad desvía la masa de su posición de equilibrio. Se aplica al sensor una cantidadcorriente suficiente como para regresar la masa a su posición de equilibrio. Esta corriente es directamente proporcional a la fuerza gravitacional que actúa sobre lmasa.

Las lecturas gravitacionales se usan para calcular la inclinación del pozo, el toolface y la referencia vertical usada para calcular el ángulo de incidencia (DIP).

Magnetómetro

Los magnetómetros se usan para medir el campo magnético terrestre local. Cada magnetómetro es un aparato que consiste de dos núcleos idénticos con un embobinado primario alrededor de cada núcleo pero endirecciones opuestas. Un embobinado secundario envuelve ambos núcleos y el embobinado primario. Lacorriente primaria (corriente de excitación) produce un campo magnético en cada núcleo. Estos campos son digual intensidad, pero con orientaciones opuestas, y potanto se cancelan uno al otro, de manera que no se indvoltaje alguno sobre el embobinado secundario. Cuandmagnetómetro se coloca en un campo magnético exteralineado con el eje del magnetómetro (eje de los núcleoocurre un desbalance en la saturación de los núcleos yproduce un voltaje directamente proporcional al campoexterno en el embobinado secundario.

La medida del voltaje inducido por el campo externo dauna determinación precisa de la dirección y la magnitudel campo magnético local con respecto a la orientaciódel magnetómetro en el pozo.



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Ejercicios

Conceptos de Registros Direccionales

1. Paralelos de latitud:

a. Son líneas que conectan los polos

b. Distorsionan el tamaño de un área a otra

c. Se forman proyectando el globo sobre un cilindro

d. Son líneas que corren paralelas al ecuador

2. Para ser útil, los datos del fondo del pozo deben estar:

a. En forma cónica

b. En proyección mercator

c. Relacionados a una posición de superficie o elevación

d. En formato azimuth

3. Longitud:

a. Debe pasar a través de Greenwich, Inglaterra

b. Se llama meridiano

c. Está dividida en 180 grados en el Hemisferio Occidental y 180 grados en el Hemisferio Oriental

d. Las líneas de longitud están separadas entre exactamente 70 millas

4. Líneas de latitud:

a. Se pueden llamar meridianos

b. Se miden de 0° a 90°, con 90° en el polo NorteSur

c. Se miden en 180° desde Greenwich, Inglaterrhasta la línea internacional de fecha



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d. Están separadas entre sí exactamente 70 mil

5. El ángulo entre el Norte Cuadrícula o Norte de Mapy el norte verdadero se llama:

a. Declinación

b. Convergencia

c. Un grado de latitud

d. Azimuth

6. Un ejemplo de coordenada polar es:

a. 20 pies @ N 45° E

b. p(56,35)

c. N5, E7

d. 2 x 35

7. Un ejemplo de coordenada rectangular es:

a. 20 pies @ N 45° E

b. N5, E7

c. 2 x 35

d. N25E

8. Con la excepción de los sistemas inerciales, todossistemas de registro direccional miden _________________ y _________________ en ciertas profundidades medidas

9. La profundidad medida siempre se mide de algunamanera, mientras que la profundidad ________________ es, en general, un valor calculado

10. RKB es:

a. Una medida de la TVD

b. Una referencia de profundidad

c. Se localiza normalmente en el fondo del pozo



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d. Se puede obtener de las tablas de mareas

11. Si un pozo tiene una inclinación de 25°, hay un ángulo de 25° entre la tangente al eje del pozo y ____________________

12. Los tres sistemas de referencia Norte más usadosregistros direccionales son Norte __________, No____________ y Norte _____________

13. La declinación es una corrección:

a. Desde el Norte Magnético al Norte Cuadrículaal Norte Verdadero

b. A la latitud

c. Desde el Norte Magnético al Norte Verdadero

d. Desde el Norte Cuadrícula o Norte de Mapa aNorte Magnético

14. Si un lugar en un pozo tiene un Azimuth magnéticde 123°, y la declinación para ese punto es 2 EsteAzimuth de Norte Verdadero es:

a. 121°

b. 123°

c. 125°

d. 100°

15. Un elipsoide de incertidumbre es una forma de definir el volumen de incertidumbre alrededor de cualquier punto en un registro direccional. Esta incertidumbre es causada por errores de ______________ inherentes a los diversos tipos dherramientas de registros direccionales

16. El toolface provee un punto de referencia para el alineamiento en el ensamblaje de fondo del pozo. Este se usa para cambiar la _____________ y la ______________ del pozo mientras se perfora



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17. La cantidad de curvatura del pozo entre dos puntose llama:

a. Desplazamiento

b. Pata de Perro

c. Dirección del Objetivo

d. Severidad

18. El punto “A” en la figura 1 se conoce como el _____________ del pozo:

a. Lado bajo

b. Inclinación

c. Pata de Perro

d. Lado Alto

19. El magnetismo de la sarta de perforación puede causar:

a. Operación inadecuada del motor

b. Lecturas incorrectas de la brújula

c. Aumentos en la pata de perro

d. Profundidades medidas incorrectas

20. La desviación horizontal total del pozo proyectadasobre el plano de propuesta se llama __________________________

21. _______________ puede ser la distancia recta deel punto de referencia del taladro hasta el fondo depozo en una vista de planta



22. Si “B” en la figura 2 representa la profundidad medida de un pozo, “A” representa:

a. RKB

b. TVD

c. Inclinación

d. Azimuth

23. El azimuth de la figura 3 pudiera ser:

a. 25°

b. 360°

c. 135°

d. 270°



a
24. En la figura 4 el ángulo entre la plomada
(representando la vertical) y el eje del pozo se llam___________

25. En la figura 5 “A” representa el Norte Magnético mientras “B” representa el Norte ____________



res

26. En la figura 6 un registro direccional tomado en elPunto A tendría una declinación Este u Oeste

27. Localizar las siguientes Coordenadas Rectangulaen la figura 7:

a. N5, W3

b. S2, E4

c. 4, -3

d. -1, -1



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28. Localizar las siguientes Coordenadas Polares en figura 8:
a. 25 pies @ N 30° E

b. 15 pies @ N franco

c. 17 pies @ 285°

d. 27 pies @ 110°



•Notes•



Capítulo
3
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Herramientas de Registro Direccional

Tipos de Herramientas

Magnéticas Versus Giroscópicas

Los datos direccionales tales como la posición del pozoel toolface se pueden obtener durante un registro direccional usando instrumentos magnéticos o giroscópicos. Estos instrumentos magnéticos o giroscópicos se pueden además clasificar en “convencionales” o “de alta tecnología”.

Los instrumentos convencionales usan unidades mecánicas de ángulo combinadas con brújulas magnéto giroscopios direccionales y cámaras con película pargrabar las lecturas de los instrumentos.

Los instrumentos de alta tecnología utilizan acelerómetde grado inercial combinados con magnetómetros sensde tasa de giro de nivel de rotación y memoria electrónde estado sólido (chips) o comunicación electrónica de superficie y líneas conductoras.

Instrumentos Magnéticos

Los instrumentos magnéticos tanto convencionales comde alta tecnología están diseñados para tomar lecturasestacionarias del campo magnético terrestre. Por lo tannecesitan estar distanciados de la sarta de perforaciónotros aparejos de fondo para minimizar la interferencia cel campo magnético terrestre. Este espaciamiento se locon corridas de estos instrumentos con partes no magnéticas y alojados en tubería de perforación no magnéticas durante la perforación.

3-1

Registros Direccionales Herramientas de Registro Direccional

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Los instrumentos magnéticos no están diseñados parausados en el revestimiento, o cuando hay presencia de ofuentes grandes de interferencia. Los pozos con revestimiento afectarán a menudo los instrumentos magnéticos, incluyendo un MWD. En la mayoría de los casos, se necesitan entre 20 y 75 pies de distancia entpozos para evitar la interferencia magnética.



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Instrumentos Giroscópicos

Los instrumentos giroscópicos convencionales están diseñados para tomar lecturas estacionarias referidas aalineamiento direccional inicial de rotación, la cual se mantiene usando un montaje mecánico (gimbal).

Los instrumentos giroscópicos de nivel de rotación de atecnología están diseñados para tomar lecturas estacionarias basadas en la tasa de respuesta del nivegiroscópico, o bien para tomar lecturas de las salidas dsensor cuando la herramienta se mueve a lo largo del poEstas salidas están referidas al alineamiento inicial delsensor para calcular la posición de la herramienta.

Hay instrumentos giroscópicos especiales de nivel de rotación electrónicos de alta tecnología, pero estos estdisponibles en forma limitada y van más allá del alcanceesta sección.



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Herramientas Magnéticas

Single Shot Magnético

Los instrumentos magnéticos de registros direccionalesutilizan una brújula para medir la dirección del pozo conrespecto al norte magnético.

Los instrumentos magnéticos determinan tanto la direcccomo la inclinación utilizando una plomada o arco de desviación diseñados para buscar el lado bajo del pozoPara medir la inclinación y la dirección, la cámara del instrumento fotografía la posición de la plomada con respecto a un indicador calibrado de ángulos y con respea una brújula. Estos parámetros junto a la profundidad medida de la estación de registros direccionales se usapara calcular la posición del pozo.

Las registros direccionales de sigle shot, que fotografíainstrumento en una única posición a menudo se usan pseguir el progreso de la barrena mientras se realiza la perforación.



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La brújula de un instrumento de registros direccionalescoloca en un drill collar no magnético (non-magnetic drilling collar, NMDC) para aislarla de la interferencia dela sarta de perforación. La ubicación del instrumento dentro de la NMDC varía con la dirección del pozo, la latitud y la herramienta de fondo.

Las lecturas magnéticas de registros direccionales se deben ajusta por la diferencia entre el Norte magnéticolocal y el Norte Verdadero o el Norte de Mapa. El tamañde la corrección varía geográficamente y con el tiempo



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Los Componentes del Instrumento Básico

Hay cuatro componentes básicos en un herramienta desingle shot magnético:

• Brújula/Unidad angular

• Cámara fotográfica

• Medidor de tiempo

• Baterías

La brújula/unidad angular, es el sensor y da lecturas deinclinación y dirección del pozo y, en algunas circunstancias, toolface.

Baker Hughes INTEQ tiene dos tipos completos de instrumentos de single shot, los tipos E y R. Estos dos tide instrumentos se diferencian sólo en el tamaño ya quson muy similares.

Los instrumentos tipo E son más pequeños y caben dede un barril de presión de 1-3/8” (1,375”), mientras que lde tipo R (“regulares”) caben dentro de un barril de presde 1-3/4” (1,75”). El protector contra calor disponible palos instrumentos tipo E tiene un diámetro externo (OD) de 1-3/4”, mientras que para los de tipo R tiene un OD de 2-1/8”.

Los componentes de la unidad angular se muestran enpágina siguiente. Todas las partes están selladas en uncámara de fluido para dar un efecto amortiguador. El péndulo permanece vertical cuando el instrumento estáinclinado. La distancia entre el centro del péndulo y el ecentral de la herramienta da una medida de la inclinaciUn disco de cristal con anillos concéntricos sirve de escque permite la lectura directa de la inclinación en el dis



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La brújula se alinea a sí misma con el Norte Magnético. latitudes altas, donde el campo magnético terrestre tieneángulo de incidencia grande, la carta de la brújula se dmantener nivelado con un mecanismo compensador. Cuando el centro del hilo del péndulo se fotografía sobrecarta de la brújula, la dirección del pozo se puede leer proyectando una recta desde el centro de la carta de labrújula a través del centro del péndulo hacia el borde decarta de la brújula. Dependiendo de la inclinación esperada, hay distintas unidades angulares con escala0° - 10°; 0° - 20° ó 15° - 90°. En la superficie, se saca edisco de película del barril del instrumento, se revela y lee. Normalmente, se debería usar el menor rango de unidad angular para medir la inclinación máxima del popara así maximizar la precisión.

Unidad Angular de 15° - 90° Unidad Angular de 0° - 10



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Multitomas Magnéticas ( Multishots )

Las registros direccionales de multitomas dan una mejoidea de la trayectoria del pozo.

Este tipo de registros direccionales generalmente se cocuando se saca el aparejo de perforación, o bien por ucambio de broca o por un viaje de limpieza. Como su nombre lo indica, se toma una sucesión de registros direccionales a intervalos regulares de profundidad (típicamente la longitud del aparejo) a través de la seccdel pozo abierto. La herramienta se coloca en el pozo dentro de un NMDC junto con la herramienta de fondo ecual sienta sobre un sostenedor tipo totco.

Hay dos tamaños disponibles de instrumentas correspondientes a los dos tamaños de herramienta defondo. El instrumento estándar multitomas cabe dentro mismo barril de 1,75” OD que se usa para los de toma ún(single shot) tipo R. Este no es el barril que se usa para lode toma única tipo E, ya que el aparato multitomas es considerablemente más largo que los de tipo E de tomaúnica. Sin embargo, las otras partes del aparejo de corri.e., espaciadores, etc., son comunes en ambos sistem

Los protectores de calor están disponibles para ambossistemas, el estándar y el mini magnético.

Ejemplo de película multitomas con una serie de tomasregistros direccionales



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Herramienta de Survey Electrónico Magnético (EMS)

El EMS es lo último en tecnología de registros direccionales magnético electrónicos de multitomas papozos, alcanzando nuevos estándares de precisión enregistros direccionales magnético usando acelerómetromagnetómetros triaxiales para medir una variedad de parámetros dentro del pozo.

Además de la inclinación y la dirección del pozo, calculael ángulo de inclinación magnética y la fuerza del campo en cada estación de registro direccional. Estos valores se usan para calculala interferencia magnética enel pozo, validando las medidas de la registros direccionales. Además, el EMS mide la temperatura y está diseñado para un rangoentre 0 y 125° C. El EMS se arma en superficie y luego escorrido como un multitomas estándar. La herramienta EMS se puede programar para el modo de toma única,multitomas u orientación de núcleos, con los tiempos de retardo variables y los intervalos de las estaciones calculados en la superficie. Puede guardar datos hasta para 1.023 puntos de registros direccionales.



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El equipo de superficie incluye un computador portátil resistente, el cual procesa los resultados, y una imprespara el sistema.

Después de tomar los registros direccionales, la herramienta se reconecta al computador del sistema, el procesa los datos e imprime un reporte en el lugar del p.

Como usa una memoria electrónica para guardar los dael sistema elimina muchas de las fuentes de error asociacon lo sistemas de cámaras, como el error en la introducción de los datos o malas interpretaciones.

Herramienta Dirigible de Cable ( Wireline )

Una herramienta dirigible wireline es una herramienta de registro direccional que se usa para dar lecturas contina la superficie de los datos de registros direccionales mientras se perfora el pozo con un sistema de navegació

Se corre una sonda electrónica en una línea conductorasentado en un sustituto orientador puesto sobre el motsobre el MWD. En la sonda están los sensores electrónque miden la inclinación, el azimuth y el toolface del pozo. Los resultados de la registros direccionales son transmitidos desde la sonda vía el conductor hacia la superficie, donde un computador analiza la señal y da ulectura digital de los ángulos medidos.

Este método de registro ofrece varias ventajas sobre losingle shot.

• Se ahorra tiempo de taladro al eliminar la gran cantidad de viajes de wireline que se necesitan paratomar registros direccionales y chequear la orientación.

• El monitoreo continuo reduce el riesgo de que el pozo se desvíe, reduciendo por lo tanto el númerocorridas.

• Debido al mejor control, la trayectoria del pozo debería ser más suave con menos patas de perro



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La aparición de las herramientas MWD ha significado el uso limitado de este tipo de herramienta, sin embargo algunas aplicaciones especiales como la perforación dRadio Corto y la perforación con Aire utilizan esta tecnología.



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Herramientas Giroscópicas

Giroscopio de Toma Unica (single shot)

Las herramientas de registros direccionales que utilizanbrújulas magnéticas para medir la dirección no se puedusar en pozos revestidos ya que la presencia del revestimiento de acero originará lecturas erróneas. Estpuede ocurrir también cuando se hacen registros direccionales en un pozo abierto donde hay cerca pozorevestidos. Cuando se comienza a perforar un pozo direccional desde una plataforma con pozos múltiples, uherramienta magnética de toma única puede no ser confiable debido a la proximidad de pozos adyacentes.Bajo estas circunstancias, se reemplaza la brújula magnética por una brújula giroscópica que no está afectpor la presencia de campos magnéticos. Esta configuracde herramienta se conoce como un giroscopio de tomaúnica.

Giroscopio Multitomas (multishot)

Una vez que se corre una sarta de revestimiento, la trayectoria del pozo revestido se puede obtener con ungiroscopio multitomas. El giroscopio multitomas se corrcon wireline y las registros direccionales se hacen mientrse baja la herramienta en el pozo. Esto se hace para redel error causado por la variación de giro del giroscopio,cual es significativa sobre períodos de tiempo largos. Lcambios de rotación en el giroscopio no aumenta uniformemente con el tiempo. Para corregir los resultadde los registros direccionales por el efecto de cambio drotación del giroscopio, se hace una serie de chequeosvariación del giroscopio mientras se baja y se saca la herramienta del pozo. El giroscopio se mantiene estacionario por unos minutos, tomando una serie de fotografías del mismo punto. Se puede construir una ta



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de correcciones por variación para ajustar las lecturas iniciales.

Seeker (Buscador)

En el seeker, se monta un giroscopio de niveles en un montaje giratorio con un único acelerómetro. El giroscopmide el nivel de rotación de la tierra en cada estación dregistros direccionales y el acelerómetro mide la fuerzagravedad. Esta información se transmite a la superficie wireline donde el computador del sistema determina la dirección del pozo independientemente para cada estac

El seeker no necesita orientación de superficie, lo cual acelera la toma de registros y elimina una fuente potencde error en los registros direccionales. Además, el giroscopio de tasa de giro no está sujeto a variacionesgiroscopio convencional, haciendo innecesarios los chequeos y las correcciones de desviación.

Girando el paquete de los sensores en cada estación, herramienta permite que las mediciones del giroscopio yacelerometro promedien la señal, aumentando la precisde la registros direccionales.

El barril estándar de OD de 2” del seeker permite registros direccionales en tubería de perforación, pozos profundotubería de producción, convirtiéndolo en una de las herramientas de registro más precisas y versátiles disponibles.



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RIGS

El Ring Laser Inertial Guidance Surveyor (RIGSTM) (Localizador Anular con Guía Inercial por Laser) es un sistema de registros direccionales de alta velocidad y aprecisión que obtiene datos continuamente mientras elsensor se mueve en el pozo. El RIGS es un sistema de navegación inercial de tres ejes. Con la ayuda de técniavanzadas de medición por wireline, su precisión es de 1 a2 pies / 1.000 pies de pozo registrado, con un máximo ehorizontal de 2,6 pies / 1.000 pies. Los resultados son veces más precisos y se completan en la mitad del tiemde los registros direccionales convencionales con giroscopio de niveles.

El sistema RIGS alcanza su mayor nivel de precisión combinando tecnología de navegación inercial con un sofisticado modelo matemático con técnicas avanzadasmedición por cable fino.

Al comienzo de cada registro direccional, la herramientde fondo se alinea en el sitio del pozo y el sistema deriuna referencia del Norte verdadero midiendo la rotaciónla tierra. Mientras el instrumento baja por la trayectoria dpozo, el sensor RIGS INS mide los cambios en su posiciónen el espacio en 3 dimensiones, generando coordenadnorte / sur, este / oeste y hacia abajo a lo largo de la trayectoria del pozo.

El método de navegación inercial elimina los errores (comúnmente, 1 pie/1.000 pies) encontrados en los métodos de cálculo de registros direccionales punto a punto que se usan en los giroscopios de tasa de giro y esistemas de registros direccionales convencionales.

Para verificar la profundidad del sensor se usan un sistede precisión de medición de profundidad por wireline y un localizador del revestimiento. Los errores en la medicióde la profundidad con wireline son menores de 0,5 pies / 1.000 pies. Unos centralizadores rodantes mantienen lherramienta alineada con el eje del pozo, asegurando



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lecturas exactas. También protegen a la herramienta dchoques y vibraciones. Las capacidades técnicas del sistema, combinadas con un análisis QC de cada procedimiento de la registros direccionales, arrojan incertidumbres laterales de 1 a 2 pies / 1.000 pies de psondeado.

El RIGS no es sólo extremadamente preciso, sino que también es la manera más rápida de sondear un pozo revestido con revestimiento de 7 pulgadas como mínim

Por ejemplo, el tiempo de alineamiento promedio para sensor del RIGS es de unos 12 minutos. Se hace un chequeo de desviación de 3 minutos para verificar los parámetros iniciales. El aparejo de fondo se corre a 30pies/minuto, recogiendo datos mientras se mueve desdsuperficie a la profundidad total. En el fondo, se hace uchequeo de inclinación inercial con la herramienta en reposo por otros 3 minutos. Se saca , sin parar, el RIGS a 300 pies/minuto, tomando una segunda serie de datos,completamente independiente. Al finalizar se realiza otchequeo de inclinación de 3 minutos.



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Factores en la Selección de la Herramienta

La selección de la herramienta de registros direccionalestará influenciada por una serie de factores, de los cula exactitud (accuracy) requerida en el sondeo no será lamenos importante. La exactitud, en este sentido, no deconfundirse con la precisión (precision); los instrumentos de precisión en registros direccionales pueden dar resultados que hasta cierto punto son inexactos. Algunaplicaciones, como la perforación de un pozo de alivio,requieren de mayor exactitud que otros.

Los requerimientos de exactitud estarán también determinados por el tamaño del objetivo, puesto que llea un objetivo más pequeño o mejor definido necesita demayor grado de exactitud. Además, las profundidades dregistros direccionales, así como la latitud del pozo, afectarán la exactitud de algunos instrumentos magnétiy giroscópicos.

Factores que influyen la selección de herramientas de registros direccionales:

• Tamaño del objetivo: determina, en parte, las necesidades de exactitud

• Latitud del pozo: afectará los instrumentos magnéticos, así como la exactitud de las herramientas de giroscopios de nivel, disminuyensu exactitud al aumentar la latitud

• Dirección del objetivo: las registros direccionales Este / Oeste necesitan de procedimientos especiapara los sensores tanto magnéticos como seekers

• Tipo de instalación de perforación: la interferencia magnética es inherente a algunas instalaciones tipo multipozos

• Costos de taladro: afectarán la relación costo-efectividad de los instrumentos de registros direccionales de alta tecnología, e.g., el medir



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mientras se perfora es más eficiente en cuanto a costos cuando los costos de taladro son altos

• Inclinación máxima planeada: algunas herramientas de registros direccionales tienen límites superiores de inclinación, más allá de los cuales no son exactos o no son operacionales

• Condiciones de la formación y del pozo: los pozos calientes, abiertos o pequeños limitan el uso de algunas herramientas

• Presupuesto del pozo: como los costos de taladro,este factor determina la relación costo-efectividadde algunas herramientas de registros direccionale

• Profundidades de registros direccionales: la exactitud del sondeo está afectada por la profundidad a las cuales se toman los registros direccionales

• Temperatura del pozo: todas las herramientas tienen límites operacionales

• Pozo abierto o revestido: afecta el uso de instrumentos magnéticos



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Ejercicios

Herramientas

1. INTEQ define las herramientas convencionales deregistros direccionales como las que tienen (entreotras)

a. Sensores giroscópicos

b. Sensores magnéticos mecánicos para el extrebajo y sensores giroscópicos para el extremoalto

c. Unidades mecánicas angulares y cámaras copelícula fotográfica

d. Acelerómetros de grado inercial

2. Los instrumentos magnéticos necesitan espaciarsela sarta de perforación y el BHA para minimizar la interferencia con el ____________ _______________

3. Se necesita separación entre __________ y __________ pies de espacio para evitar interferencias magnéticas cuando se usan instrumentos de registros direccionales magnéticoalrededor de revestimientos existentes

4. Una desventaja del giroscopio convencional es qudebe tener un ___________ ________________________, el cual se mantienepor medio de un gimbal mecánico. Un giroscopio detasa de giro, por otra parte, toma lecturas basadasla ___________________ _________ _________________de la tierra



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5. Los registros direccionales magnéticos de toma única (single shot) fotografían el instrumento en unposición única y se pueden usar para:

a. Perforar el revestimiento

b. Seguir el progreso de la broca mientras se perfora el pozo

c. Registros direccionales dentro el revestimient

d. Eliminar la necesidad de una camisa no magnética

6. Los componentes básicos de un instrumento convencional de toma única son:

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7. Los magnetómetros se usan para el mismo propósque un ____________________ en un instrumentde registros direccionales convencional:

a. Péndulo y anillo de vidrio con escala

b. Carta de brújula

c. Medidor de tiempo

d. Baterías

8. Los acelerómetros se usan para el mismo propósique un ____________________ en un instrumentde registro convencional:

a. Péndulo y anillo de vidrio con escala

b. Carátula de brújula


d. Baterías



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9. Un registro direccional multitomas:

a. Consiste en varias tomas únicas

b. Es una sucesión de registros direccionales tomados a intervalos regulares de profundida

c. Sólo puede hacerse en un barril de presión de1,75” de OD

d. Debe ser corrido usando una cámara con película fotográfica

10. Una herramienta de registros direccionales que seusa para obtener lecturas continuas en la superficde los registros direccionales mientras se perfora eun:

a. Giroscopio multitomas

b. EMS

c. Herramienta dirigible wireline

d. Seeker

11. Además de la inclinación y la dirección, el EMS calcula ____________________ y ____________en cada estación de registros direccionales

12. Las herramientas giroscópicas se usan en lugar demagnéticas cuando:

a. Hay necesidad de mayor exactitud

b. El ángulo de caída magnética es demasiado b

c. Se ha corrido revestimiento y hay interferencimagnética

d. Cuando la rotación de la tierra es de este a oe



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13. Normalmente, un registro direccional con giroscopde tasa de giro es más exacto que uno con giroscoconvencional porque:

a. No necesita orientación en superficie

b. No necesita correcciones por variaciones de rotación (drift)

c. No está sujeta a las tendencias del sensor y adesalineamiento que se encuentran algunas veces en los sistemas de giroscopio convencional

d. Todas las anteriores

14. Un Seeker se debe correr en lugar de un RIGS cuando:

a. No es posible una alineación de superficie

b. La exactitud es de mayor importancia

c. No hay restricciones de tiempo

d. El revestimiento es menor de 7 pulgadas

15. El Localizador Anular con Guía Inercial por Laser (RIGS):

a. Es el más exacto de los sistemas de registrosdireccionales descritos

b. Se corre a 300 pies/minuto

c. Deriva una referencia de Norte Verdadero midiendo la rotación de la tierra

d. Todas las anteriores



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16. Algunos de los factores que influyen en la seleccióde la herramienta de registros direccionales son:
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b. ______________________

c. ______________________

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Capítulo
4
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Cálculos en Registros Direccionales

Métodos de Cálculo

Introducción

Los resultados del sondeo direccional se dan en términde azimuth e inclinación de un pozo a cierta profundidaSe debe analizar esta información para calcular la posicactual del pozo en dicha estación de registro en relaciósu ubicación respecto a la superficie. Para hacer esto sdeben calcular las distancias progresivas entre las estaciones de registros direccionales. Sabiendo las coordenadas de la estación superior, mediante una sumpueden saber las coordenadas de la estación inferior. Lcoordenadas horizontales de un punto se conocen com“Norte” (o latitud) y el “Este” (o separación).

La inclinación y el azimuth en cada estación de registrodefinen dos vectores tangenciales a la trayectoria del poEl vector inclinación está en el plano vertical, mientras qel vector azimuth está en el horizontal. La única otra información disponible es la longitud entre dos estacion(diferencia de profundidades entre estaciones de registdireccionales). Por lo tanto, es necesario asumir algunaclase de trayectoria idealizada entre las estaciones superiores e inferiores. Se pueden utilizar diferentes tipde modelos geométricos; cada modelo genera un ciertonúmero de ecuaciones matemáticas. La trayectoria asumida puede ser simplemente una línea recta que undos estaciones o alguna clase de curva definida por lospuntos extremos.

La exactitud de las coordenadas finales dependerá naturalmente en cuán bien aproxime la trayectoria asuma la trayectoria real del pozo. La posición del pozo deb

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Registros Direccionales Cálculos en Registros Direccionales

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conocerse con precisión en las etapas críticas durante perforación (e.g., cuando se comienza un pozo cerca dotros existentes). Usualmente, una compañía operadoradoptará un método para calcular la posición del pozo aplicará este modelo a todos los registros direccionalestravés de la longitud del pozo. Por consistencia, es necesario aplicar el mismo modelo a todos los otros poperforados desde esa plataforma.

La instrumentación existente no puede definir precisamente la trayectoria entre dos estaciones. Hay uinnumerable conjunto de modelos diferentes con sus fórmulas relacionadas. Por lo tanto, es importante notaque no hay una única respuesta correcta.

Los tres modelos más comunes se describen a continuación:

Método del Angulo Promedio:

Asume que el pozo es paralelo al promedio simple de lángulos de inclinación y dirección y realiza el cálculo endos estaciones localizadoras. Este método es bastantepreciso y los cálculos son lo suficientemente simples copara ser hechos en campo con una calculadora científicprogramable; pero la justificación teórica del método, conocido también como “método del promedio angulares bastante difícil.

Método del Radio de Curvatura:

Es uno de los más aceptados. Usa los ángulos medidolos extremos de las secciones a lo largo de la longitud sondeada. El método del radio de curvatura genera uncurva en el espacio que representa la trayectoria del poPara cada intervalo de registros direccionales, el métodasume que las proyecciones vertical y horizontal de la curva tienen radio de curvatura constante. Estos cálculsuelen hacerse en una calculadora programable o en ucomputadora.



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Método de Curvatura Mínima:

También conocido como el método del arco de circunferencia, asume que el pozo es un arco de circunferencia con mínima curvatura (máximo radio decurvatura) entre dos estaciones de registros direccionaEste método es el más preciso para la mayoría de las trayectorias de pozos y tiene una mejor justificación teórica que todos los otros métodos. Sin embargo, el método conlleva cálculos complejos que usualmente shacen en una calculadora programable o en una computadora.

El método estándar de Baker Hughes INTEQ es el de curvatura mínima; sin embargo, nuestras computadorapuede usar cualquier método si el cliente lo requiere.

Para demostrarle al lector la aplicación final de todos lamedidas tomadas en una estación de registros direccionales, se muestra el siguiente ejemplo sencillo.


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2)]

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0.1

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48.

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∆ Est

e =

[–

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168

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2)]

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– 1

2.5

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15.3

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88 – 27

.95



o

ser bos

Closure

Closure es la distancia y dirección en linea recta trazaddesde el taladro punto de referencia a una coordenadarectangular en un plano horizontal

La coordenanada rectangular es usualmente las coordenadas Norte/Sur y Este/Oeste calculadas en unpunto de survey como N9.88', W27.95'.

Closure es típicamente reportado sólo una vez, para lalocación del fondo del pozo. Sin embargo, closure debecalculado en cada estación de survey debido a que amla distancia y la dirección son usados para calcu;lar la sección vertical.



Cálculo de la distancia y la dirección del closure

Distancia del Closure

C.D. N/S( )2total E/W( )2

total+=

C.D. 9.88( )2total 27.95–( )2

total+=

C.D. 878.8169=

C.D. 29.6448=



un

ión a

Closure Angle

CLOSURE: 29.64 ft. @ N70.53°W (cuadrante) o

29.64 ft @ 289.47° (azimuth)

Definición de Sección Vertical

Sección Vertical es la desviación horizontal del pozo proyectado sobre el plano de propuesta de un pozo. Enplano de propuesta, el perfil vertical usualmente corresponde a un plan en un plano definido por la direccdesde la boca del pozo hasta el objetivo. Esta direcciónmenudo es referido como:

• azimuth de la sección vertical,

• locación propuesta del fondo del pozo (PBHL),

• plano de la propuesta, o

C.A. tan 1– East/West( )total

North/South( )total---------------------------------------------=

C.A. tan 1– 27.95–9.88

----------------=

C.A. 70.53–=

C.A. 70.53=



o).

• target direction.

Diferencia de Dirección (DD)

La Diferencia de Dirección (DD) representa el ángulo entre el closure y la dirección del target (plano propuestUsando DD, distancia del closure y una función trigonométrica simple, la Sección Vertical puede ser calculado.

Para calcular DD, ambos, la dirección del target y del closure deben ser expresados en azimuth..

CLOSURE: 29.64 ft. @ N70.53°W (quadrature) or

29.64 ft @ 289.47° (azimuth)



DD = Direccióntarget – C.A. (or)DD = Direccióntarget – C.A.

DD = 74° – 70.53° DD = 286° – 289.47°

DD = 3.47° DD = – 3.47°

SurveyStation

W est

N orth

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C losure D istance

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Target

DD A ngleN 74 W(286 az im uth )

ClosureAngle

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27.

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972.

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15.3

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Ejercicios


Haga corresponder la mejor respuesta de la columna dderecha con cada afirmación de la columna izquierda

1. Asume que las proyecciones vertical y horizontal dla curva tienen curvatura constante

a. Radio de Curvatura

2. Método de cálculo estándar de BHI

b. Curvatura Mínima

3. Cálculos complejos, necesita de una calculadoprogramable o un computador

c. Angulo Promedio

4. Asume que la trayectoria del pozo es un arco circunferencia con curvatura mínima entre estaciones de desviación

d. Angulo Promedio

5. Es bastante exacto y lo suficientemente simplcomo para usar en el campo con una calculadno programable

1. _____ 2. _____ 3. _____ 4. _____ 5. _____



•Notes•



Apéndice
A
omo dio

o

se se el

Cálculos del Angulo PromedioEn este método, cada trozo de la trayectoria se asume crecta. La dirección del pozo se toma como la del promede las direcciones en las estaciones localizadoras al comienzo y al final de cada sección. Similarmente, el ángulo de desviación (inclinación del pozo a partir de lavertical) es el promedio de los valores al comienzo y alfinal de la sección de trayectoria. Claramente, el métodda resultados cada vez menos precisos a medida que aplica a secciones de trayectoria más largos. Considéresiguiente ejemplo:

Los promedio de “estaciones” sucesivas son:

A-1

Registros Direccionales

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OTA

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S 27.

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17,0

°S

44°

O--

----

---

-

A-2 Baker Hughes INTEQConfidencial 750-500-096S Rev. A / Agosto 1998


de 0° s

Sobre los 94’ pies de longitud del trozo entre estacionesregistros direccionales, la inclinación se toma como 16,y la dirección del pozo como de S 43° O, i.e., los valorepromedio. Considérese ahora el plano vertical:

La inclinación promedio es 16°. Usando trigonometría elemental tenemos:

Profundidad Vertical

cos 16° = ------------------------------------ ; profundidad vertical = 94’ cos 16° = 90,36’

Longitud de la Sección (CL)

Desviación de la Sección

sen 16° = ------------------------------------ ; desviación del trozo = 94’ sen 16° = 25,91’

Longitud de la Sección (CL)

Por supuesto, son sólamente los incrementos en la desviación y la profundidad vertical sobre los 94’ de trayectoria considerados. Por lo tanto, para obtener la TVD en la estación S2, debemos agregarle el aumento en profundidad vertical de 90,36’ a la TVD de la estación S1.

Guía De Entrenamiento A-3750-500-096S Rev. A / Agosto 1998Confidencial


se la

s sur

Habiendo encontrado la desviación de la sección (desviación horizontal), podemos encontrar los incrementos en las coordenadas sur y este. Considéreplanta horizontal siguiente:

Para esta figura se puede ver claramente que:

Incremento en la

Coordenada Sur = Desviación del Pozo x cos 43° = 18,95’

Incremento en la

Coordenada Oeste = Desviación del Pozo x sen 43° = 17,67’

Estos incrementos se le deben sumar a las coordenaday este en la estación de registros direccionales S2.



TV

DN

/SE

/OM

DIN

CD

IRT

OTA

LT

OTA

LT

OTA

LS 1

7.56

415

,0°

S 4

2° O

7.53

4,76

-66,

22-6

3,56

S 27.

658

17,0

°S

44°

O7.

625,

12-8

5,17

-81,

23

Guía De Entrenamiento A-5750-500-096S Rev. A / Agosto 1998Confidencial


y la nte el

ner:

xto.

La aplicación de estos cálculos a sucesivas estacionessuma continua de los aumentos producirán eventualmeuna serie de coordenadas que pueden graficarse sobreplano del pozo y dar una representación gráfica de la trayectoria del pozo.

Se realizan cálculos adicionales importantes para obte

• Sección vertical

• Cierre (closure)

• Dog Leg

• Severidad de Dog Leg

pero estos cálculos van más allá del alcance de este teSe encuentra información adicional sobre ellos en el manual sobre Registros Direccionales Magnéticos y Giroscópicos



Apéndice
B Datos Comparativos sobre Herramientas y Competencia
He

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B-1


Matriz de Competidores

SPERRY SUN SCHLUMBERGER GYRODATASCIENTIFIC DRILLING

CONTROLS

Buen rango de servicios de registros

Registros direccionales limitados a GCT y algunos convencionales (Anadrill)

Giroscópicas de alta tecnología y EMS únicamente

Rango casi completo de productos de registros direccionales

Reconocida como compañía de registros

Monopolio en Altas Latitudes

Registros direccionales es única línea de productos

Enfocados a registros direccionales

Objetivo en mercados geográficos específicos

Limitada experiencia en registros

Ventas agresivas

Poder de ventasdedicada

Fabricación interna

Registros direccionales en paquetes

Falta capital de desarrollo

Falta capital de desarrollo

Capaz de Mercadear Soluciones Integrales

Pueden penetrar mercados a relativo bajo costo

Pueden penetrar mercados a relativo bajo costo

B-2 Baker Hughes INTEQConfidencial 750-500-096S Rev. A / Agosto 1998


Hoja de Campo de Multishots Magnético

Guía De Entrenamiento B-3750-500-096S Rev. A / Agosto 1998Confidencial


Hoja de Campo para Cálculos



o

Respuestas

Introducción

1.

a. Cumplir con los requisitos legales

c. Asistir en la evaluación de las características del reservorio

f. Ayudar en las operaciones de sidetracking

g. Verificar que el programa de perforación direccional esté produciendo el perfil de pozodeseado

h. Obtener posiciones precisas del pozo

i. Determinar la orientación de la herramienta

2.

a. Llegar al objetivo de las áreas geológicas

b. Evitar colisionar con otros pozos, especialmente durante la perforación desde plataformas

c. Definir el objetivo de un pozo de alivio en casde un reventón

d. Dar una mejor definición de los datos geológicos y de reservorio para permitir la optimización de la producción

e. Cumplir con los requisitos de la legislación local

3.

b. El ángulo del eje del pozo con referencia a la vertical y la dirección horizontal con referenciaal Norte



mo

o

4.

c. La selección de los instrumentos de registro apropiados para localizar las líneas de présta

Conceptos de Registros direccionales

1.

d. Son líneas que corren paralelas al ecuador

2.

c. En relación a la posición en superficie o elevación

3.

c. Están divididos en 180 líneas en el HemisferioOriental y 180 líneas en el Hemisferio Occidental

4.

b. Están medidos de 0° a 90°, con el polo Norte Sur en 90°

5.

b. Convergencia

6.

a. 20 pies @ N 45° E

7. b. N5, E7

8. Inclinación, Azimuth

9. Vertical Verdadera

10. b. Una profundidad de referencia

11. Vertical

12. Magnético, Verdadero y Cuadrícula

13. c. Desde el Norte Magnético al Norte Verdadero

14. c. 125°



15. Sistemático

16. Inclinación, Azimuth

17. b. Pata de perro

18. d. Lado alto

19. b. lectura de brújula incorrecta

20. Sección vertical

21. Desplazamiento

22. b. TVD

23. c. 135

24. Inclinación

25. Verdadero

26. Este

27.

28.



e

os

o

a

Herramientas

1. Unidades mecánicas de ángulos y cámaras fotográficas

2. Campo Magnético Terrestre

3. 20, 75

4. Alineación Direccional Inicial de Giroscopio; Nivel de Rotación

5. b Seguir el progreso de la broca al tiempo que sperfora el pozo

6. a. Brújula y unidad de ángulos

b. Cámara


d. Batería

7. b. Carta de brújula

8. a. Péndulo y anillo de vidrio graduado

9. b. Es una serie de registros direccionales tomada intervalos regulares de profundidad

10. c. Herramienta dirigible wireline

11. d. Buzamiento Magnético e intensidad del camp

12. c. Se ha corrido revestimiento o hay interferencimagnética

13. d. Todas las anteriores

14. d. El OD del revestimiento es menor de 7"

15. d. Todas las anteriores

16. a. Tamaño del objetivo

b. Latitud del pozo

c. Dirección del objetivo

d. Tipo de instalación de perforación



e. Costos de taladro

f. Máxima inclinación planificada

g. Condiciones de la formación y del pozo


1. a. Radio de Curvatura

2. b. Mínima Curvatura

3. a. Radio de Curvatura ;b. Mínima Curvatura

4. b. Mínima Curvatura

5. c. Angulo Promedio



Notas



Preguntas



on

Referencias

Mapas Geológicos: A Practical Guide to the Interpretatiand Preparation of Geologic Maps, (1993). Edgar W. Spencer

Applied Drilling Engineering, (1986). Bourgoyne, Millheim, Chenevert, Young Jnr.

Directional Drilling, (1987). T.A. Inglis

Deviated Drilling, (1986). P.G. Mills


registros direccionales

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