Capitulo_5

7/17/2019 Capitulo_5

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Capítulo 5: Perforación de pozos

Introducción

Aunque en la zona del Mar Negro, principalmente Rumania, también se explotaba y refinaba petróleo durante el sigloXIX, fue en stados !nidos donde adquirió mayor dinamismo y poder la industria petrolera moderna, con el "erdaderoapro"ec#amiento de un recurso que indudablemente #a contribuido a la conformación del mundo actual$

%a desde &'() *amuel +ier, un boticario de ittsburg, ensyl"ania, comercializó el aceite negro por "ez primera ba-o elnombre de .aceite de roca. o petróleo$ /a técnica de perforar pozos y extraer petróleo por bombeo se inauguró también

en ensyl"ania, con d0in 1ra2e, propietario del primer pozo que se explotó en forma industrial en &'(3$ sta iniciati"afue seguida por 4o#n 1$ Roc2efeller, quien creó un poderoso imperio petrolero5 la *tandard 6il 7o, nacida el 8 de enerode &''8 llegó a controlar unas 9) empresas dedicadas al transporte y refinación de petróleo$ n &'3:, se crea la*tandard 6il of Ne0 4ersey, y luego, con el nombre de xxon, pasó a ser la compa;<a petrolera m=s importante delmundo$ osteriormente, en &3&&, de esta empresa se "an a desprender tres de las que m=s tarde ser<an parte del 7=rtelconocido como /as : #ermanas5 la *tandard 6il of Ne0 4ersey, ya mencionada> la *tandard 6il 7ompany of Ne0 %or2?*ocony@ y la *tandard 6il of 7alifornia ?*ocal@$

/os inicios de la industria petrolera estu"ieron ligados fundamentalmente a la iluminación doméstica y urbana y lacalefacción$ ue durante el siglo XX, con el desarrollo del motor de combustión interna, que el petróleo adquiere"erdadera importancia para la producción industrial misma y el transporte$

A;os m=s tarde se descubrir<an yacimientos importantes en Rumania, olonia, Rusia, las Islas de *onda y en gran partede stados !nidos$ *in embargo, el tiempo demostrar<a que todos los continentes ?excepto la Ant=rtica@ poseenyacimientos de petróleo, de mayor o menor importancia$

Perforación/a etapa de perforación se inicia acondicionando el terreno mediante la construcción de .planc#adas. y los caminos deacceso, puesto que el equipo de perforación mo"iliza #erramientas y "e#<culos "oluminosos y pesados$/os primeros pozos son de car=cter exploratorio, éstos se realizan con el fin de localizar las zonas donde se encuentranlos #idrocarburos, posteriormente "endr=n los pozos de desarrollo$ A#ora para reducir los costos de transporte losprimeros pozos exploratorios de zonas ale-adas pueden ser perforados por equipos muc#o m=s peque;os para perforar pozos de menor di=metro$

/os pozos exploratorios requieren contar con "ariada información5 perforación, perfila-e del pozo abierto, obtención demuestra y cementación$/a perforación de un pozo se la puede realizar por dos métodos5

Rotación ercusión

Método a rotación

Recién en el a;o &3)) el método a rotación para la perforación de pozos toma importancia porque permitió un me-or control de los traba-os que se realizaban que métodos anteriores$1e acuerdo con la profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se "an a atra"esar y las condiciones propias delsubsuelo, se selecciona el equipo de perforación m=s indicado$Bay di"ersas formas de efectuar la perforación, pero el modo m=s eficiente y moderno es la perforación rotatoria otrepanación con circulación de barro$

ig$ &C quipo perforador, de terminación o de reparación, 6pera las 89 #oras del d<a, los DE( d<as del a;o$

l equipo de perforación propiamente dic#o consiste en un sistema mec=nico o electromec=nico, compuesto por una

torre, de unos "einte o treinta metros de altura, que soporta un apare-o diferencial5 -untos conforman un instrumento quepermite el mo"imiento de tuber<as con sus respecti"as #erramientas, que es accionado por una transmisión energizadapor motores a explosión o eléctricos$ ste mismo con-unto impulsa simult=nea o alternati"amente una mesa de rotaciónque contiene al "=stago ?2elly@, tope de la columna perforadora y transmisor del giro a la tuber<a$aralelamente el equipo de perforación cuenta con elementos auxiliares, tales como tuber<as, bombas, tanques, unsistema de seguridad que consiste en "=l"ulas de cierre del pozo para su control u operaciones de rutina, generadoreseléctricos de distinta capacidad segFn el tipo de equipo, etc$ *i a esto se agregan las casillas de distinto dise;o paraalo-amiento del personal técnico, depósitoGs, taller, laboratorio, etc$, *e est= delante de un con-unto de elementos quecon"ierten a la perforación en una acti"idad y comunidad casi autosuficientes$l trépano es la #erramienta de corte que permite perforar$ s y #a sido permanentemente modificado a lo largo deltiempo a fin de obtener la geometr<a y el material adecuados para "encer a las distintas y comple-as formaciones delterreno que se interponen entre la superficie y los #idrocarburos ?arenas, arcillas, yesos, calizas, basaltos@, las que "anaumentando en consistencia en relación directa con la profundidad en que se las encuentra$



Bay as< trépanos de &, 8 y #asta D conos montados sobre rodillos o bu-es de compuestos especiales> estos conos,ubicados originariamente de manera concéntrica, son fabricados en aceros de alta dureza, con dientes tallados en susuperficie o con insertos de carburo de tungsteno u otras aleaciones duras5 su geometr<a responde a la naturaleza delterreno a atra"esar$l trépano cuenta con uno o "arios pasa-es de fluido, que orientados y a tra"és de orificios ?-ets@ permiten la circulacióndel fluido$ l rango de di=metros de trépano es muy amplio, pero pueden indicarse como m=s comunes los de &8 H y de' pulgadas$

ig$ 8C diferentes tipos de trépano

l con-unto de tuber<as que se emplea para la perforación se denomina columna o sarta de perforación, y consiste en unaserie de trozos tubulares interconectados entre s< mediante uniones roscadas$ ste con-unto, adem=s de transmitir sentido de rotación al trépano, ubicado en el extremo inferior de la columna, permite la circulación de los fluidos deperforación$

Equipo de rotaciónl primer componente de la columna que se encuentra sobre el trépano son los portamec#as ?drill collars@, tubos deacero de di=metro exterior casi similar al del trépano usado, con una longitud de 3,9( m$, 7on pasa-e de fluido que

respeta un buen espesor de pared$ *obre los portamec#as ?o lastrabarrena@ se ba-an los tubos de perforación ?drillpipes@, tubos de acero o aluminio, #uecos, que sir"en de enlace entre el trépano yGo portamec#as y el "=stago ?2elly@ queda el giro de rotación a la columna$ l di=metro exterior de estos tubos se encuentra en general entre D y ( pulgadas ysu longitud promedio es de 3,9( m$/a rapidez con que se perfora "ar<a segFn la dureza de la roca$ A "eces, el trépano puede perforar E) metros por #ora>sin embargo, en un estrato muy duro, es posible que sólo a"ance D)GD( cent<metros en una #ora$

Equipo de recirculación/os fluidos que se emplean en la perforación de un pozo se administran mediante el llamado sistema de circulación ytratamiento de inyección$ l sistema est= compuesto por tanques intercomunicados entre s< que contienen mecanismostales como5

Zaranda: dispositi"o mec=nico, primero en la l<nea de limpieza del fluido de perforación, que se emplea para separar losrecortes del trépano u otros sólidos que se encuentren en el mismo en su retorno del pozo$ l fluido pasa a tra"és de unoo "arios coladores "ibratorios de distinta malla o tama;o de orificios que separan los sólidos mayores$

Desgasificador: separador del gas que pueda contener el fluido de perforación$

Desarenador / desarcillador: dispositi"os empleados para la separación de granos de arena y part<culas de arcilla delfluido de perforación durante el proceso de limpieza del mismo$ l fluido es bombeado tangencialmente por el interior deuno o "arios ciclones, conos, dentro de los cuales la rotación del fluido pro"ee una fuerza centr<fuga suficiente paraseparar las part<culas densas por efecto de su peso$

Centrífuga: instrumento usado para la separación mec=nica de sólidos de ele"ado peso espec<fico suspendidos en elfluido de perforación$ /a centr<fuga logra esa separación por medio de la rotación mec=nica a alta "elocidad$

e!o"edores de fluido #idr$ulicos/!ec$nicos %lodo&'

E!(udo de !ezcla: tol"a que se emplea para agregar aditi"os pol"orientos al fluido de perforación$

)o!(as centrífugas * (o!(as a pistón % + o , &: son las encargadas de recibir la inyección preparada oreacondicionada desde los tanques e impulsarla por dentro de la columna de perforación a tra"és del pasa-e o pasa-esdel trépano y de"ol"erla a la superficie por el espacio anular resultante entre la columna de perforación y la pared delpozo, cargada con los recortes del trépano, y contaminada por los componentes de las formaciones atra"esadas$

/as funciones del sistema son las siguientes5

• reparar el fluido de perforación$

• Recuperarlo al retornar a la superficie$

• Mantenerlo limpio ?des#acerse de los recortes producidos por el trépano@$

• Jratarlo qu<micamente, segFn las condiciones de perforación lo exi-an$

• Kombearlo al pozo$

/os fluidos de perforación ?lodos@, conocidos genéricamente como inyección, constituyen un cap<tulo especial dentro delos elementos y materiales necesarios para perforar un pozo$ *u dise;o y composición se establecen de acuerdo a lascaracter<sticas f<sicoCqu<micas de las distintas capas a atra"esar$ /as cualidades del fluido seleccionado, densidad,"iscosidad, p#, filtrado, composición qu<mica, deben contribuir a cumplir con las distintas funciones del mismo, a saber5enfriar y limpiar el trépano> acarrear los recortes que genere la acción del trépano> mantener en suspensión los recortes ysólidos e"itando su asentamiento en el interior del pozo cuando por algFn moti"o se interrumpa la circulación de lainyección> mantener la estabilidad de la pared del pozo> e"itar la entrada de fluidos de la formación del pozo, situación



que podr<a degenerar en un pozo en surgencia descontrolada ?blo0 out@> controlar la filtración de agua a la formaciónmediante un buen re"oque> e"itar o controlar contaminaciones no deseadas por contacto con las distintas formaciones yfluidos$7omo fluidos base de perforación se utilizan distintos elementos l<quidos y gaseosos, desde agua, dulce o salada, #asta#idrocarburos en distintas proporciones con agua o cien por ciento #idrocarburos$ /a selección del fluido a utilizar y susaditi"os dependen de las caracter<sticas del terreno a perforar, profundidad final, disponibilidad, costos, cuidado delambiente, etc$

*e clasifican segFn su composición en5

A base de agua

A base de aceites

A base de gas

A base de espuma

l fluido o lodo de perforación, como se se;alo anteriormente, es un l<quido compuesto de agua o petróleo y arcilla conaditi"os qu<micos ?por e-emplo, formalde#<do, cal, #idracida sódica, baritina@$ A menudo se a;ade sosa c=ustica paracontrolar el pB ?acidez@ del lodo de perforación y neutralizar aditi"os del lodo y l<quidos de terminación potencialmentepeligrosos$ l lodo de perforación se inyecta en el pozo ba-o presión desde el tanque de mezcla en la plataforma deperforación, por el interior de la tuber<a de perforación #asta la barrena$ 1espués, el lodo asciende por entre la superficieexterior de la tuber<a de perforación y las paredes del agu-ero y "uel"e a la superficie, donde se filtra y recicla$

l lodo de perforación se utiliza también para controlar el flu-o que sale del pozo, al re"estir las paredes del agu-ero yoponer resistencia a la presión del gas, petróleo o agua que encuentre la barrena$ *e pueden inyectar c#orros de lodo apresión en el fondo del agu-ero para facilitar la perforación$

Entu(ado1urante la perforación de un pozo se realiza el entubado del mismo con ca;er<as de protección, intermedias yGo deproducción, y la posterior cementación de las mismas$ Normalmente y con el fin de asegurar el primer tramo de laperforación ?entre los ) y ()) m$ Apróx$@, 1onde las formaciones no son del todo consolidadas ?arenas, ripios@, #ay queproteger napas acu<feras para e"itar su contaminación con los fluidos de perforación y pro"eer de un buen ancla-e alsistema de "=l"ulas de control de surgencias ?que normalmente se instalan al finalizar esa primera etapa@$ *e ba-aentonces un re"estidor de superficie, que consiste en una tuber<a ?casing@, de di=metro interior mayor al del trépano aemplear en la siguiente etapa, y se lo asegura mediante la circulación del lec#adas de cemento que se bombean por

dentro de la tuber<a y se desplazan #asta el fondo, #asta que las mismas desbordan y cubren el espacio entre el ca;ore"estidor y las paredes del pozo$ stas tuber<as as< cementadas a<slan al pozo de las formaciones atra"esadas$1urante la perforación también se toman registros eléctricos que ayudan a conocer los tipos de formación y lascaracter<sticas f<sicas de las rocas, tales como densidad, porosidad, contenidos de agua, de petróleo y de gas natural$

Igualmente se extraen peque;os bloques de roca a los que se denominan .corazones. y a los que se #acen an=lisis enlaboratorio para obtener un mayor conocimiento de las capas que se est=n atra"esando$

7on toda la información adquirida durante la perforación del pozo es posible determinar con bastante certeza aspectosque contribuir=n al éxito de una operación de terminación, tales como5

• rofundidad, espesor y propiedades petrof<sicas de la zona de interés$

• 1etección de posibles agentes perturbadores de la producción del pozo como, por e-emplo, aporte de arena$

• Identificación de capas con potencial para generar problemas ?presencia de acu<feros, capas con gases

corrosi"os, etc$@$

Al finalizar la perforación el pozo queda literalmente entubado ?re"estido@ desde la superficie #asta el fondo, lo quegarantiza su consistencia y facilitar= posteriormente la extracción del petróleo en la etapa de producción$

ig$ DC plataforma de perforación "ertical de un pozo



• or la terminación• or el casing

0erra!ientas especiales

7uando se realizan este tipo de pozos existen #erramientas cuyo uso es casi una constante, y ellas son5

Cuñas desviadoras: ueden ser permanentes o recuperables y se las utiliza para des"iar los pozos #acia el ob-eti"opre"isto fi-=ndolas de la ca;er<a madre$ xisten también cu;as para pozo abierto, aunque estas no son recuperables$

Packers inflables: Oeneralmente se utilizan para colgar ca;er<as en pozo abierto yGo aislar alguna zona$

ig$ 9C ebrero de &333, desplazamiento #orizontal de &)$('( m$, 7on una longitudJotal de perforada de &&$&'9 m$, Récord mundial de longitud perforada en su momento$

!na "ez finalizadas las tareas de perforación y desmontado el equipo, se procede a la terminación y reequipamiento delpozo$

e"esti!iento * ce!entaciónl re"estimento es una tuber<a pesada de acero especial que re"iste el agu-ero del pozo$ *e utiliza para e"itar elderrumbe de las paredes del agu-ero de la perforación y proteger los estratos de agua dulce pre"iniendo fugas del flu-o deretorno de lodo durante las operaciones de perforación$ l re"estimiento sella también las arenas impregnadas de agua ylas zonas de gas a alta presión$ Inicialmente se utiliza cerca de la superficie y se cementa para guiar la tuber<a deperforación$ ara ello se bombea una lec#ada de cemento a la tuber<a y se la fuerza a subir por el espacio comprendidoentre el re"estimiento y las paredes del pozo$ !na "ez fraguado el cemento y colocado el re"estimiento, se continFa conla perforación utilizando una barrena de menor di=metro$

1espués de colocar en el pozo el re"estimiento superficial, se montan en la parte superior de éste dispositi"osantirre"entones ?grandes "=l"ulas, sacos o empaquetaduras@, en lo que se denomina un =rbol$ 7uando se descubrepetróleo o gas, se entuba el fondo del pozo, es decir, se re"iste para e"itar que penetren en el agu-ero de perforacióntierra, rocas, agua salada y otros contaminantes, y también con ob-eto de crear un conducto para las tuber<as deextracción de crudo y gas$

1er!inación/a terminación es el proceso de poner un pozo en producción una "ez perforado #asta la profundidad a que se esperaencontrar petróleo o gas$ 7omprende "arias operaciones, entre ellas la penetración de la tuber<a de re"estimiento y lalimpieza del oleoducto para expulsar el agua y el sedimento a fin de que no obstaculicen el flu-o de producción$ 1urantela perforación se utilizan barrenas sacatestigos especiales para extraer muestras de #asta () m de longitud con el fin deanalizarlas para determinar cu=ndo debe efectuarse la penetración$ rimero se extraen la tuber<a de perforación y labarrena, y se cementa el tramo final de re"estimiento> después se introduce en el pozo una pistola de perforaciónconsistente en un tubo met=lico con casquillos que contienen balas o cargas explosi"as #uecas$ /as cargas se detonan

por medio de impulsos eléctricos para que atra"iesen la entubación y penetren en el yacimiento, creando as< aberturaspara que el petróleo y el gas fluyan al pozo y, a tra"és de éste, lleguen a la superficie$ l flu-o de petróleo crudo y gasnatural se controla mediante una serie de "=l"ulas, denominadas P=rboles de na"idadQ, que se colocan en la partesuperior de la cabeza del pozo$ *e instalan monitores y controles para accionar de forma autom=tica o manual las"=l"ulas de seguridad de superficie y subterr=neas, en caso de cambio de presión, incendio u otra situación peligrosa$!na "ez obtenidos el petróleo y el gas natural, se separan y se eliminan del petróleo crudo el agua y el sedimento$

uede obser"arse que la operación de terminación implica una sucesión de tareas m=s o menos comple-as segFn seanlas caracter<sticas del yacimiento ?profundidad, presión, temperatura, comple-idad geológica, etc$@ % requerimientospropios de la ingenier<a de producción$ 1e la calidad de los procedimientos para satisfacer estos requerimientosdepender= el comportamiento futuro del pozo para producir el m=ximo potencial establecido por la ingenier<a dereser"orios$

Producción * conser"ación de petróleo crudo * gas natural

/a producción de petróleo se lle"a a cabo b=sicamente por desplazamiento mediante agua o gas$ Al iniciarse laperforación, casi todo el crudo est= a presión$ sta presión natural disminuye a medida que se "an extrayendo petróleo ygas del yacimiento, durante las tres fases de la "ida de éste$

• rimera fase5 /lamada de producción emergente, el flu-o lo controla la presión natural del yacimiento, debida al gasdisuelto en el petróleo, al gas a presión atrapado encima del petróleo y a la presión #idr=ulica del agua atrapadadeba-o de este Fltimo$

• *egunda fase5 /a de producción por presión artificial, se realiza inyectando gas a presión en el yacimiento cuando se#a agotado la presión natural$



• Jercera fase5 1enominada de agotamiento o de producción marginal, tiene lugar cuando los pozos sólo producenintermitentemente$

Al principio no se conoc<an bien las fuerzas que afectaban a la producción de petróleo y gas natural$ l estudio delcomportamiento de los yacimientos de petróleo y gas natural se inició al comienzo del siglo XX, cuando se descubrió quebombeando agua en un yacimiento aumentaba la producción$ n aquel entonces, la industria recuperaba entre el &) y el8) de la capacidad de los yacimientos, frente a unas tasas de recuperación actuales que superan el E) antes de quelos pozos se "uel"an improducti"os$ l concepto de control se basa en que una tasa de producción r=pida disipa lapresión del yacimiento con mayor rapidez, reduciendo por tanto la cantidad total de petróleo recuperable$ 1os de las

medidas que se utilizan para conser"ar los yacimientos petrol<feros son la5

• !nificación• spaciado de los pozos$

2a unificación consiste en explotar un campo como una sola unidad a fin de aplicar métodos de recuperaciónsecundarios y mantener la presión, aunque para ello sea necesaria la inter"ención de "arias compa;<as diferentes$ /aproducción total se distribuye equitati"amente entre las distintas compa;<as$

El espaciado de los pozos es la delimitación y el correcto emplazamiento de los pozos para conseguir la m=ximaproducción sin disipar un campo por exceso de perforaciones$

Capítulo 3: Métodos de recuperación de producto adicional

Introducción

/a producti"idad de los yacimientos de petróleo y gas natural me-ora con di"ersos métodos de recuperación$

Métodos primarios, 7onsiste en abrir pasos en los estratos por procedimientos qu<micos o f<sicos para que el petróleo y elgas puedan mo"erse con mayor libertad por los yacimientos #asta el pozo$ *e inyecta agua y gas en los yacimientos paramantener la presión de traba-o por desplazamiento natural$

Métodos de recuperación secundarios, entre los que se incluyen el desplazamiento por presión, la producción por presiónartificial y la inyección de agua, me-oran y restauran la presión del yacimiento$ /a recuperación optimizada consiste en elempleo de di"ersos métodos de recuperación secundarios en mFltiples combinaciones diferentes$

Asimismo incluye métodos m=s a"anzados para obtener producto adicional de yacimientos agotados, como larecuperación térmica, que utiliza calor en lugar de agua o gas para forzar lasalida de mayor cantidad de petróleo crudo de los yacimientos$

4cidificación

/a acidificación es un método para aumentar el rendimiento de un pozo bombeando =cido directamente en un yacimientoproductor con ob-eto de abrir canales de flu-o mediante la reacción de los productos qu<micos y los minerales$ Al principiose utilizaba =cido clor#<drico ?normal@ para disol"er las formaciones calizas$ ste =cido es aFn muy utilizado, pero a#orase le a;aden di"ersas sustancias qu<micas para controlar su reacción y e"itar la corrosión y la formación de emulsiones$

4unto al =cido clor#<drico se emplean también =cido fluor#<drico, =cido fórmico y =cido acético, dependiendo del tipo deroca o de los minerales del yacimiento$ l =cido fluor#<drico siempre se combina con uno de los otros tres =cidos yoriginalmente se usaba para disol"er la arenisca$ *uele llam=rsele P=cido antilodoQ, dado que actualmente se utiliza para

limpiar perforaciones taponadas con lodo de perforación y restaurar la permeabilidad da;ada en las inmediaciones delagu-ero del pozo$ /os =cidos fórmico y acético se utilizan en yacimientos profundos, muy calientes, de caliza y dolomita, ycomo =cidos de descomposición antes de la perforación$ l =cido acético también se a;ade a los pozos como agentetampón neutralizante para controlar el pB de los l<quidos de estimulación del pozo$ 7asi todos los =cidos lle"an aditi"os,como in#ibidores para e"itar la reacción con los re"estimientos met=licos, y tensoacti"os para pre"enir la formación delodos y emulsiones$

racturación

/a fracturación es el método utilizado para aumentar el flu-o de petróleo o gas natural a los pozos a tra"és de unyacimiento mediante fuerza o presión$ /a producción puede disminuir porque la formación del yacimiento no sea lobastante permeable para que el petróleo pueda fluir libremente #acia el pozo$

/a fracturación fuerza la apertura de canales subterr=neos bombeando al yacimiento, a alta presión, un l<quido conmateriales o productos de entibación especiales ?como arena, metal,bolas qu<micas y conc#as@ para producir fisuras$ *e puede a;adir nitrógeno al l<quido para estimular la expansión$7uando se suprime la presión, el l<quido se retira y los materiales de entibación permanecen, manteniendo as< las fisurasabiertas para que el petróleo pueda circular m=s f=cilmente$

/a fracturación masi"a consiste en bombear grandes cantidades de l<quido a los pozos para crear #idr=ulicamente fisurasde miles de pies de longitud$ /a fracturación masi"a se utilizanormalmente para abrir pozos de gas donde las formaciones de los yacimientos son tan densas que ni siquiera el gaspuede atra"esarlas$

Manteni!iento de la presión



1os métodos comunes de mantenimiento de la presión son la inyección de agua o gas ?aire, nitrógeno, dióxido decarbono y gas natural@ en yacimientos donde las presiones naturales son reducidas o insuficientes para la producción$

Ambos métodos exigen perforar pozos de inyección auxiliares en determinados lugares para conseguir los me-oresresultados$ /a inyección de agua o gas para la presión de traba-o del pozo se denomina desplazamientonatural$ l empleo de gas a presión para aumentar la presión del yacimiento recibe el nombre de producción o extracciónpor presión artificial ?con gas@$

In*ección de agua

l método secundario de recuperación optimizada utilizado con m=s frecuencia es el bombeo de agua a un yacimiento de

petróleo para empu-ar el producto #acia los pozos de producción$ n el método inyección de agua Pfi"e spotQ ?cincopuntos@, se perforan cuatro pozos de inyección para formar un cuadrado con el pozo de producción en el centro$ *econtrola la inyección para mantener un a"ance uniforme del frente de agua #acia el pozo productor a tra"és delyacimiento$ !na parte del agua que se utiliza es agua salada, obtenida del petróleo crudo$ n la inyección de agua conba-a tensión superficial, se a;ade al agua un tensoacti"opara facilitar la circulación del petróleo por el yacimiento reduciendo su ad#erencia a la roca$

In*ección !isci(le

/a inyección de l<quido miscible y de pol<mero miscible son métodos de recuperación optimizados que se utilizan parame-orar la inyección de agua reduciendo la tensión superficial del petróleo crudo$ rimero se inyecta en un yacimiento unl<quido miscible ?es decir, soluble en el crudo@$ 1espués, se inyecta otro l<quido que empu-a la mezcla de crudo y l<quidomiscible #acia el pozo de producción$ /a inyección de pol<mero miscible consiste en utilizar un detergente para separar elcrudo de los estratos mediante la"ado$ 1etr=s del detergente se inyecta un gel o agua espesada para desplazar el crudo#acia el pozo productor$

In*ección de fuego

/a inyección de fuego, o combustión in situ ?en el yacimiento@, es un método de recuperación térmica de ele"ado costeconsistente en inyectar en el yacimiento grandes cantidades de aire o de un gas que contenga ox<geno e inflamar unaparte del petróeo crudo$ l calor producido por el fuego reduce la "iscosidad del crudo denso y permite que éste fluyam=s f=cilmente$ /os gases calientes producidos por el fuego ele"an la presión del yacimiento y crean un estrec#o frentede combustión que empu-a al crudo menos denso desde el pozo de inyección #acia el de producción$

l crudo denso permanece donde se encuentra y aporta combustible adicional a medida que el frente de llama a"anzalentamente$ l proceso de combustión se "igila y controla cuidadosamente regulando el aire o el gas inyectado$

In*ección de "apor

/a inyección de "apor es un método de recuperación térmica consistente en calentar el petróleo crudo denso y reducir su"iscosidad inyectando "apor a muy alta temperatura en el estrato m=s ba-o de un yacimiento relati"amente pocoprofundo$ l "apor se inyecta a lo largo de un per<odo de &) a &9 d<as y después se cierra el pozo m=s o menos duranteotra semana para permitir que el "apor caliente completamente el yacimiento$ Al mismo tiempo, el aumento detemperatura expande los gases del yacimiento, ele"ando as< la presión de éste$ ntonces se reabre el pozo y el crudocalentado, a#ora menos "iscoso, fluye por el pozo$ !n método m=s reciente consiste en inyectar "apor no muy caliente ya ba-a presión en secciones mayores de dos, tres o m=s zonas simult=neamente, creando de ese modo una Pc=mara de"aporQ que comprime el petróleo en cada una de las zonas$ sto permite obtener un mayor flu-o de petróleo #acia lasuperficie utilizando menos "apor$

ig$ (C pozo aguarage xpC& ?cuenca noroeste@

/a necesidad de ba-ar costos en zonas de pozos de ba-a producti"idad lle"ó a utilizar en forma creciente técnicas yGomateriales que redu-eron tiempos de mane-o y costos de equipamiento$ /a bFsqueda de minimizar los costos deequipamiento lle"ó a condicionar la geometr<a de los pozos a la producción esperada, a perforar pozos de poco di=metrodenominados slimC#oles$ stos pozos de di=metro reducido son terminados generalmente ba-o el sistema tubingCless,



que consiste en entubar el pozo abierto con tuber<a de producción ?tubing@, y luego cementarlo aplicando el mismoprocedimiento que para un re"estidor con"encional$ Mediante la utilización de slimC#oles los operadores #an podido reducir los costos de perforación de los pozos entre un9) y un :), reduciendo a su "ez, costos y preocupaciones ambientales$ /a experiencia indica que la perforación deslimC#oles no reduce usualmente la producción$ /os slimC#oles fueron utilizados inicialmente en ee$uu$ n los a;os SE)>sobre &$D)) pozos que #an sido perforados con una profundidad entre D)) y &$))) metros en 2ansas, texas y canad=usando slimC#oles de 8&G8 a 8:G' pulgadas en casing, los operadores #an tenido reducciones entre 9) y () en costosde tuber<a y de un &: en gastos generales$

Bay "arios e-emplos documentados de posteriores programas de perforación de slimC#oles5 en indonesia, durante elper<odo &3'DC&3'E, se lograron reducir los costos de perforación entre un E( y :D> por otra parte, en tailandia, mediantela perforación de slimC#oles en su golfo de tailandia durante &333, se registraron reducciones en los costos de #asta el9), pudiéndose comprobar adem=s, que la producti"idad de los slimC#oles fue mayor a la lograda con los pozoscon"encionales$

l coiledCtubing y la snubbing unit son un material y una #erramienta de traba-o de uso cada "ez m=s frecuente5 aunquese desarrollaron #ace poco m=s de dos décadas, las nue"as técnicas de perforación, terminación e inter"ención de pozosnecesitan utilizarlos cada "ez m=s$ l coiledCtubing, como su nombre lo indica, consiste en un tubo met=lico continuoconstruido en una aleación especial que permite que se lo trate como a un tubo de p"c ?cloruro de "inilo polimerizado@,pero que posee las mismas caracter<sticas f<sicas de una tuber<a con"encional de similar di=metro, con la siguiente"enta-a5 no es necesario manipularlo, ni estibarlo tramo por tramo para ba-arlo o retirarlo del pozo, ya que se lo desenrollao enrolla en un carretel accionado mec=nicamente como si fuera una manguera$ sta Fltima caracter<stica permite unme-or y m=s r=pido mane-o y almacena-e> por ello este tubo tiene mFltiples aplicaciones tanto en la perforación de pozosdirigidos como en la terminación y reparación de los mismos$

ig$ EC unidad de coiled tubing

1esde su aplicación inicial en los a;os SE), el uso de coiled tubing se #a incrementado el punto que, en la actualidad, #ay:() unidades diseminados en todo el mundo, donde el () de ellos est= siendo empleado en norteamérica$

/a perforación con coiled tubing se #a incrementado notablemente en los a;os S3)> a lo largo de &333, alrededor de &$8))pozos fueron perforados utilizando este material$

/as unidades de coiled tubing #an sido empleadas inicialmente en Alas2a, 6m=n, 7anad=, Mar del Norte y Lenezuelapero la perforación de pozos usando este material "a en aumento en la medida que a"anza la tecnolog<a$

/a snubbing unit es una m=quina #idr=ulica que, reemplazando o superpuesta a una con"encional, permite efectuar traba-os ba-o presión, o sea sin necesidad de circular yGo a#ogar al pozo para controlarlo$ sta condición de traba-o, que

adem=s de reducir tiempo de operación y costos ayuda a conser"ar intactas las cualidades de la capa a inter"enir,consiste en la extracción o corrida de tuber<a mediante un sistema de gatos #idr=ulicos que mue"en alternati"amente dosmesas de traba-o en las que est=n ubicados -uegos de cu;as accionados de manera #idr=ulica o neum=tica, que retieneno soportan la columna de tubos segFn sea necesario$ ste sistema mec=nico de mane-o de tuber<a est= complementadocon un arreglo de cuatro "=l"ulas de control de pozos, también accionadas de manera #idr=ulica, que funcionanalternati"amente con la ayuda de un compensador de presiones, lo que posibilita la extracción o ba-ada de la tuber<a ba-opresión$

ig$ :C snubbing unit

l empleo con-unto de estas dos #erramientas permite realizar tareas especiales de perforación$

ecursos 0u!anos



ara lle"ar adelante las tareas de perforación, terminación y reparación de pozos es necesario un con-unto de personascon diferentes grados de especialización5 ingenieros, geólogos, técnicos, obreros especializados y obreros> tienenresponsabilidades directas como programación, super"isión, operación y mantenimiento, e indirectas, tales como las delas compa;<as pro"eedoras de ser"icios técnicos, productos qu<micos y fluidos de perforación, unidades de mezcla ybombeo de cemento u otros ser"icios de bombeo, unidades para correr registros eléctricos, trépanos y pro"eedores deser"icios auxiliares como transporte de equipo, materiales, cargas l<quidas, personal, etc$

l personal directo e indirecto in"olucrado en la perforación de un pozo, cuando se trata de perforación en tierra en pozosde desarrollo, asciende a una cantidad entre no"enta y cien personas> en la medida que aumente la comple-idad deltraba-o, como, por e-emplo, en los pozos exploratorios profundos, pozos costa afuera, la cantidad de personal requerido

puede llegar a duplicarse$!n equipo perforador, de terminación o de reparación, opera las 89 #oras del d<a, todos los d<as del a;o, con personalque traba-a en turnos rotati"os de ' #oras$

Método a percusión

quipo de perforación5 /os siguientes son los principales elementos que forman parte del equipo de perforación5

Jorre de perforación5 s la estructura de metal que soporta todo el peso del equipo y sostiene las poleas que ba-an ysuben el trépano$

Jrépano5 s la #erramienta que realiza la perforación y la apertura del pozo$ s de acero con bordes cortantes y

puede pesar #asta &()) +gr$ Karra maestra5 st= unida al trépano y aumenta su peso$

oleas5 *on las que permiten le"antar el peso de la PsartaQ con poco esfuerzo$

Kalanc<n5 Imprime un mo"imiento alternati"o de ascenso y descenso a la barra maestra$

Motor5 s la unidad que imprime toda la fuerza motriz necesaria en el equipo$

7uc#ara5 s la #erramienta con la que se extrae todo el material disgregado$

l trépano "a disgregando poco a poco las di"ersas capas de terreno que encuentra$ *us formas y dimensiones

dependen de la naturaleza del terreno$ Tste est= unido a una barra maestra que sostiene con un cable de aceroconectado a un balanc<n, que es accionado por un motor$ l cable del trépano pasa sobre poleas soportadas por la torrede metal$ eriódicamente se retira el trépanopara extraer los materiales o detritos, con una #erramienta llamada cuc#ara$

or su lentitud, actualmente #a ca<do en desuso, emple=ndose Fnicamente en pozos poco profundos$

/a mayor<a de los pozos petrol<feros se perforan con el método rotatorio$ n este método, el trépano, animado demo"imiento de rotación, recorta el terreno, en lugar de disgregarlo por percusión$

Perforación 6u(!arina:

6tro método para aumentar la producción de los campos petrol<feros y uno de los logros m=s impresionantes de laingenier<a en las Fltimas décadas es la construcción y empleo de equipos de perforación sobre el mar$ stos equipos de

perforación se instalan, mane-an y mantienen enuna plataforma situada le-os de la costa, enaguas de una profundidad de #asta "arioscientos de metros$ /a plataforma puede ser flotante o descansar sobre pilotes anclados en elfondo marino, y resiste a las olas, el "iento y Uen las regiones =rticasU los #ielos$ /os pozosmarinos producen alrededor de 8( del petróleoextra<do en todo el mundo y lle"an a laexplotación de una importante reser"a adicionalde petróleo$



Al igual que en los equipos tradicionales, la torre es en esencia un elemento para suspender y #acer girar el tubo deperforación, en cuyo extremo "a situada la broca$ A medida que ésta "a penetrando en la corteza terrestre se "ana;adiendo tramos adicionales de tubo a la cadena de perforación$ /a fuerza necesaria para penetrar en el sueloprocede del propio peso del tubo de perforación$ ara facilitar la eliminación de la roca perforada se #ace circular constantemente lodo a tra"és del tubo de perforación, que sale por toberas situadas en la broca y sube a la superficie atra"és del espacio situado entre el tubo y el pozo ?el di=metro de la broca es algo mayor que el del tubo@$ 7on estemétodo se #an perforado con éxito pozos con una profundidad de m=s de E,9 +m$ desde la superficie del mar$

Capitulo_5

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