Perforacion Direcc Espanol
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Perforación Direccional
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AgendaPerforación Direccional y Horizontal• Aplicaciones• Planeación• Diseño de Trayectorias• Diseño de BHA• Herramientas
– Motores,– BHA Rotarios– Turbinas
• Sistemas Emergentes• Aplicaciones Horizontales• Pozos Radio Largo, medio y Corto
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AgendaSistemas MWD y LWD• Sistemas de Telemetría• Sistemas de Potencia• Sensores MWD• Sensores LWD
– Resistividad– Neutrón – Porosidad– Densidad
• Geo-Navegación
Tipos de pozos Horizontales:
• Radio Largo• Radio Medio• Radio Corto
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Qué es Perforación Direccional?
• Dirigir un pozo de manera controlada a lo largo de una trayectoria planeada para alcanzar un objetivo geológico.
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Aplicaciones
• Locaciones inaccesibles• Desvío (Sidetrack)• Perforaciones en Domos
de Sal• Pozos múltiples desde
una estructura artificial• Múltiples arenas desde un
pozo
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Aplicaciones
• Exploración desde un pozo
• Pozos de alcance extendido
• Perforación Horizontal• Intersección de zonas de
alta presión• SAGD
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Posicionamiento
y
Sistema de Coordenadas
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Referencia Vertical
Referencia Global(Nivel del Mar)
Elevación del terreno
Elev
acio
n Po
zo
Proj
ect
Offs
et
Elev
ctio
n Es
truc
tura
Elevación de la Mesa
RKB
Prof
undi
dad
Surv
ey
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Referencia Horizontal
Global Origin Eastings
Origen Proyecto
Origen Estructura
Wel
lO
ffset
Stru
ctur
e O
ffset
Origen Pozo
SurveyCoordinates Objetivo
Proj
ect O
ffset
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Sistema de Coordenadas UTM
• En Perforación Direccional los mapas utilizados son planos.
• Para representar La Tierra en forma plana existen varias proyecciones.
• UTM divide la tierra en 60 Zonas, cada una de 6° de amplitud.
• Locaciones se miden en Nortes y Estes en cambio de longitudes y latitudes.
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Zona de Coordenadas UTM
Equator(assigned False Northing value:= 0m for Northern Hemisphere= 10,000,000m for Southern Hemisphere)
Origin of False Easting
Central Meridian. Bisecting zone(assigned False Easting = 500,000m)
Zone narrows as it approaches the poles
500,000m
3°3°
Approximately600,000m at Equator
6°
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Norte Grid/Norte Verdadero
True NorthGrid Projection
GNGN TN TN
Grid North(East of True North)
Grid North(West of True North)
Meridian of Longitude
Rings of Latitude
Central meridian (True North = Grid North)
N
E
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Métodos de Cálculo de “Survey”
Un registro direccional está compuesto por :• Profundidad Medida MD• Inclinación • Azimuth (Corregida al Norte en referencia)
Métodos mas utilizados son• Tangencial• Angulo promedio• Radios de Curvatura• Mínima Curvatura
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Método de Mínima Curvatura
Ecuaciones del Método de Curvatura Mínima
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Planeación Básica
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Planeación de Pozos Direccionales
La planeación direccional es el proceso en el que todas las variables del pozo se acomodan para cumplir con los objetivos de manera precisa y al menor costo posible
• Variables fundamentales:Coordenadas de superficieCoordenadas del objetivoTamaño del objetivoPozos vecinosTipo de Perfil
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Tipos de Perfiles
• Perfil tipo “S”
• Perfil tipo “J”• Perfil tipo
“J reducida”
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Terminología
– KOP : Kick Off Point– BUR : Build Up Rate– EOB : End Of Build– Inclinación– Azimut– TVD– Survey– Departure– Vertical Section– Severidad del Dog Leg
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Clasificación de BUR
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Factores en el Diseño de Trayectorias
• Factores Clave– Drenaje– Completamiento
• Otros Factores– Fallas – Locaciones remotas– Formaciones suaves (Evitar)– Programa de revestimiento– Arenas sobre/baja presión (Evitar)
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Modelamiento de Trayectorias
• Tendencias de Giro “walk”• Anti-Colisión• Herramientas (MWD,
Gyro)• Modelos de Incertidumbre
– Elipse de incertidumbre – Traveling Cylinder
• Spider Plots
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Planeación Avanzada
• Contempla colisión con pozos próximos
• La incertidumbre de posicionamiento es factor decisivo
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Cálculos de Incertidumbre
Systematic Ellipse Error Surface
ISCWSA Error Surface Displaying ‘Bias’
Calculated Trajectory
‘Most Likely’ Trajectory
Survey Bias
Survey Station
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Cilindro Viajero y Spider Plot
Traveling Cylinder Spider Plot
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Torque y Arrastre
• Factor crítico en el diseño.• Consideraciones:
– Trayectoria del pozo– Configuración de la sarta– Dog-leg– Factores de fricción
• Uso de los Modelos T&D– Evaluar y optimizar trayectorias– Calcular fuerza normales (diseño de
casing)– Identificar profundidad alcanzable– Identificar los requerimientos de carga
del taladro– Identificar el diseño de sartas de
perforación
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Torque y Arrastre
Análisis de Torque y Arrastre
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Herramientas de Perforación Direccional
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Herramientas de Perforación Direccional
• Dos tipos básicos:– Motores de Fondo– Ensamblajes Rotarios
• Técnicas Opcionales– Jetting– Whipstocks
• Adicionales– MWD (registros de desviación en tiempo real)– LWD (sensores de registros )
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BHAs Rotarios
• Se usan para perforar secciones tangentes• Se usan cuando la tendencia de la formación es predecible para
construir o tumbar ángulo• Responde a cambios en el WOB
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Diseño de BHA
• BHA (Bottom Hole Assembly).• Es otro factor clave en el diseño del pozo:
– Respuesta del BHA a cambios en los parámetros de operación o tendencias de formación
– Diámetro de los estabilizadores– Angulo del pozo– Angulo del motor de fondo– Distancias de los estabilizadores
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Modelos de Diseño de BHA
• Existen varios modelos de BHA– Modelo de equilibrio:
modelo de “viga” estatica en donde todos los momentos y fuerzas en el hueco y el BHA estan en equilibrio (Lubinski).
– No consideran efectos de rotación
– Se deriva un valor por ensayo y error llamado FI (Formation Index) que interactúa con el BHA y la formación
– Es el mas usado y exacto
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Motores de Perforación
• Los PDM son el método mas usado de control direccional.
• Son herramientas que usan el fluido como fuente de poder para hacer girar la broca sin que la sarta de perforación rote.
• la potencia del motor es generada por la combinación rotor/estator según el principio de Monieauinverso.
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Configuración de Los PDM
Configuraciones Rotor / StatorRelaciones Rotor / Stator de Motores de Fondo
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Componentes del PDM
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Desempeño de los PDM
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Motores Dirigibles
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Rotor Jetting
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Aplicaciones - PDM
Convencional Horizontal Horizontal
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Turbinas
• También son accionadas por el fluido de perforación• Utiliza aletas de metal que dan resistencia a altas
temperaturas y ambientes hostiles• Mas rápidas que un PDM• Se utilizan generalmente con brocas impregnadas
(diamante natural)• Capacidad de ser dirigidas
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Estabilizadores Ajustables
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Perforación de Alcance Extendido
• Mejor conocida como ERD.
• Un pozo ERD es un pozo que alcanza una relación de desplazamiento horizontal de 2:1 respecto a su TVD o mas.
• Se han alcanzado relaciones de 5:1
• No necesariamente tiene que ser pozos horizontales
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Perforación de Alcance Extendido
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Perforación HorizontalMWD, LWD y Geo-Navegación
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Ventajas de los Pozos Hz
• Las principales ventajas son:• Reducción de la conificación
de agua y gas debido a la reducción de la caída de presión a través del yacimiento
• Incremento de producción por incremento del área expuesta del yacimiento al pozo
• Reducción de la caída de presión en el pozo
• Una combinación de las dos anteriores puede producir una reducción en la producción de arena
• Aumento de recobro de reservas y un patrón mas eficiente de drenaje
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Producción de Pozos Horizontales
• Consideraciones– Espesor vertical del
yacimiento– Relación de
permeabilidad Kh vs Kv– Efecto de las barreras
de permeabilidad vertical
– Estimación de la productividad
– Modelo de productividad
Reservas Recuperables
0
200
400
600
800
1000
1200
0 100 200 300 400 500 600
Espesor de Formación (ft)
N (M
Mst
b)
Iani=0.25
Iani=1
Iani=3
Iani=1Iani=0.25
Iani=3
VerticalHorizontalMultilateral
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Selección de Aplicaciones Hz
Conectar fracturas naturales
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Selección de Aplicaciones Hz
• Reducción de la conificación de agua y gas
![Page 48: Perforacion Direcc Espanol](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042714/5571f7b949795991698bdf34/html5/thumbnails/48.jpg)
Selección de Aplicaciones Hz
Incertidumbre Geológica y Posición horizontal
![Page 49: Perforacion Direcc Espanol](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042714/5571f7b949795991698bdf34/html5/thumbnails/49.jpg)
Selección de Aplicaciones Hz
Pozos altamente desviados Vs Pozos Horizontales
Actual Resistivity
Model Resistivity
Model and Actual GR
Well profile
Offset data
Actual & Model Neutron & Density
Well path Stratasteered to third & fourth target
Single fault
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Selección de Aplicaciones Hz
Pozos verticales fracturados Vs Pozos Horizontales
![Page 51: Perforacion Direcc Espanol](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042714/5571f7b949795991698bdf34/html5/thumbnails/51.jpg)
Pozos Radio Largo
• Pozos con tasas de construcción desde 1 hasta 8°/100 pies.
• El motor que se usa para construir la curva se puede usar también para perforar la tangente.
• La curvatura del pozo no es suficiente para causar fatiga en el DP
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Consideraciones de Diseño RL
• Se usan los DC para dar peso sobre la broca.
• No se debe rotar los DC en curvaturas altas
• Las herramientas de MWD/LWD son mas flexibles que los DC
• Si el ángulo es bajo, la sarta perforara en tensión.
• Minimizar DL no planeados en la sección de construcción.
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Sección de Construcción y Tangente
• Se usan motores dirigidos diseñados con exceso de DL.
• Alternar intervalos de deslizamiento con rotación
• Seguir el perfil determinado
• Perforar tangente con motor preferiblemente
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Pozos Radio Medio
• Los BHAs y la planeación con similares a pozos de Radio Largo
• Las curvas limitan la rotación de las herramientas• Estas limitaciones afectan el diseño del perfil• Perfiles con varias secciones. No es continuo
![Page 55: Perforacion Direcc Espanol](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022042714/5571f7b949795991698bdf34/html5/thumbnails/55.jpg)
Diseño de Sarta Pozos de RM
• El WOB no proporciona peso a la broca• DC o HWDP en la sección vertical para empujar• Opciones de “pull down machines”• El análisis de T&D es critico en el diseño• Siempre con motores de fondo y MWD/LWD
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Configuración del BHA
• El motor se diseña para no ser rotado
• Los estabilizadores son removidos
• Se usa un “Pad” o camisa excentrica
• Se puede usan un segundo codo.
• Es recomendable usar un Sensor ABI (At BitInclination) en el lateral
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Pozos Radio Corto
• Curvaturas de 75 - 110°/30m.• Radios de 82 - 50 ft• Secciones horizontales de 650’
(198 m).• Equipo direccional incluye:
• Motores de construcción articulado.
• Motor lateral articulado• MWD articulado• Motor híbrido (alternativa)