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Planeacin de Pozos
Direccionales
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La planificacin de un pozo direccional se
realiza como un paso previo a la perforacin del
mismo. Es responsabilidad del Diseador
Direccional, quien generalmente trabaja en
conjunto con el Ingeniero de Perforacin,
Gelogos y Direccionales del proyecto.
Normalmente, la compaa operadora
suministra las coordenadas de superficie y una o
ms coordenadas de fondo (Objetivos) que se
utilizan para iniciar el plan.
Introduccin a la
Planificacin
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El plan del pozo generado a partir de las
coordenadas suministradas debe ser lo ms
eficiente desde el punto de vista geolgico y
desde el punto de vista direccional, cumpliendo
a cabalidad con las especificaciones del cliente
o proporcionando un plan lo suficientemente
aproximado a los requerimientos iniciales con
las observaciones y/o recomendaciones de ser
necesario.
Introduccin a la
Planificacin
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Introduccin a la
Planificacin
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Terminologa de Planificacin
Para planificar un pozo es necesario manejar
ciertos trminos Direccionales, los cuales
representan o definen ciertas caractersticas del plan.
Conocer estos trminos permitir tener un mayor y
mejor entendimiento de la estructura de un Pozo
Direccional. Muchos de estos trminos son conceptos
completos que se interrelacionan. Son la clave para
simplificar la descripcin del plan y poder llevar a cabo
una metodologa de diseo del pozo.
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Terminologa de Planificacin
(Partes del Pozo)
1. Locacin de Superficie.
2. Punto de Desviacin (Kick off).
3. Perfil del Pozo.
4. Area del (los) Objetivo(s).
5. Inclinacin.
6. Direccin.
7. Profundidad Medida (MD).
8. Profundidad Vertical Verdadera (TVD).
9. Desplazamiento Horizontal.
10. Seccin Vertical.
11. Tasa de Construccin (BUR).
12. Tasa de Giro (TUR).
13. Pata de Perro (Dogleg).
14. Severidad de Pata de Perro (Dogleg Severity).
15. Fronteras o Bordes.
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Terminologa de Planificacin
Locacin de Superficie.
Es el punto departida del Pozo.
Las coordenadas de
la locacin de
superficie
representan la
posicin geogrfica
en donde inicia la
perforacin.
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Terminologa de Planificacin Punto de Desviacin.
Es el punto de desviacindel pozo a una direccinespecfica, una
inclinacin daday a una tasa de construccindeterminada. La seleccin
delpunto de desviacin se realizaconsiderando:
La trayectoria geomtrica delpozo.
Las caractersticas geolgica dela formacin.
La tasa de construccin noes ms que el incremento de lainclinacin
del pozo medida enun intervalo de 30 m.
Punto de
Desviacin
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Terminologa de Planificacin
Perfil del Pozo.
Definido como la trayectoria del pozo desde lalocacin de
superficie hasta la profundidad final.Normalmente es diseado para
minimizar patas deperro, torque y arraste de la sarta de
perforacin.
La pata de perro esta definida como el cambio endireccin y/o
inclinacin del pozo medida cada 30metros. Se expresa en
grados/long.
La PP es directamente proporcional al torque y a elarrastre de
la sarta de perforacin.
El objetivo de minimizar el torque y arrastre esprevenir daos
por deflexin excesiva de la sarta y evitarque exista riesgo de
pega.
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Terminologa de PlanificacinObjetivo:
Un rea definida a una determinadaprofundidad vertical y
coordenadas, la cualdebe ser interceptada por la trayectoria
delpozo.
El tamao del objetivo es el margen detolerancia que tiene el rea
consideradaObjetivo. Esta rea debe serdebidamente definida en el
plan, pues deella depende en gran medida el xito delpozo.
Objetivo
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Terminologa de
PlanificacinInclinacin:
En cualquier punto
determinado de la trayectoria
del pozo, la inclinacin es el
ngulo con respecto a la
vertical.
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Terminologa de
PlanificacinDireccin:
En cualquier punto
determinado de la trayectoria del
pozo, la direccin es el ngulo con
respecto al norte.
Si el pozo que se est
perforando esta dirigido al norte
franco su Dir: 0 grados.
Si va dirigido al Este Franco su
Dir: 90 grados.
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Terminologa de
PlanificacinProfundidad Medida
(MD):
Es la longitud real de la
trayectoria del Pozo, no
requiere proyeccin.
Es medida con sensores de
superficie localizados en el
rea de perforacin. Este tipo
de sensor utiliza un cable que
al desenrollar permite tener
una relacin de la distancia
que se ha perforado.
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Terminologa de
PlanificacinProfundidad Vertical Verdadera (TVD):
Es la profundidad del Pozo
proyectado en el Plano Vertical.
Cuando la inclinacin del
pozo es igual a cero:
El TVD = MD.
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Terminologa de Planificacin
Desplazamiento Horizontal:
Esta definido como la distanciaentre la locacin de superficie y
laprofundidad final o en un surveydeterminado proyectada en elplano
horizontal.
Longitud
Latu
tud
Punto de Referencia en la Superficie
Objetivo
P
Vista de Planta
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Terminologa de Planificacin
Seccin Vertical:
La seccin vertical es la proyeccin deldesplazamiento horizontal
en el plano deproyeccin vertical.El plano de proyeccin vertical
estadefinido por la direccin del pozo.Normalmente al objetivo a la
PT.Si un punto de medicin caeexactamente sobre el plano vertical
deproyeccin entonces ambos DH y SV soniguales.
Longitud
Latu
tud
Punto de Referencia en la Superficie
Objetivo
P
Plano de la
Proyeccin
Vertical
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Tasa de Construccin (BUR) Esta definida como la Tasa de Cambio
en la
Inclinacin.
El Clculo se realiza de la siguiente manera:
BUR = Cambio de la Inclinacin / Longitud de
Pozo.
BUR = I / CL
La unidad de medida para BUR es Grados /
Longitud.
Terminologa de Planificacin
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Ejemplo: Estacin de Medicin 1 = 22 Inclinacin.,
Estacin de Medicin 2= 29 Inclinacin.
Longitud: 63 pies.
BUR = (I2 - 11)/CL x 100 = (29 - 22) / 63 x 100 = 11.1 / 100
BUR tiene valores positivos cuando se construye ngulo, es decir
cuando el
valor de la inclinacin va en aumento.
BUR tiene valores negativos cuando se tumba ngulo, es decir
cuando el
valor de la inclinacin va en disminucin.
Cuando no existe cambion en la Direccin el BUR tiene el mismo
valor que
la Pata de Perro.
Tasa de Construccin (BUR)
Terminologa de Planificacin
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Esta definida con la Tasa de Cambio en la Direccin
(Azimuth).
El clculo de su valor se realiza de la siguiente
manera:
TR = Cambio de Direccin / Longitud del Pozo.
TUR = A / CL
La unidad de medida para BUR es Grados / Longitud.
Tasa de Giro (TUR)
Terminologa de Planificacin
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Ejemplo:
Estacin de Medicin 1 = 324 Az,
Estacin de Medicin 2 = 333 Az,
Longitud: 60 pies.
TR = (A2 - A1)/CL x 100 = (333 - 324) / 60 x 100 = 15 / 100
TR puede tener valores positivos (Direccin de las manecillas
del
Reloj). O negative puede tener valores negativos(Direccin
contraria a las manecillas del Reloj).
Cuando el pozo es horizontal TUR tiene la misma magnitud que
la Pata de Perro.
Terminologa de PlanificacinRata de Giro (TUR)
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Pata de Perro (Dogleg)
Esta definida como la medicin de la desviacin de pozo.
Es una mecin uniforme independientemente de la
inclinacin y la direccin del pozo.
Pata de Perro tiene slo valores Positivos
Pata de Perro = cos-1[sin I1 sin I2 cos(D2 - D1) + cos I1 cos I2
]
Donde : I y D en la ecuacin representan la Inclinacin y Direccin
respectivamente.
Terminologa de Planificacin
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Se define como la tasa de cambio de la Pata de Perro expresada
por unidad de longitud.
Es una medicin uniforme independientemente de la inclinacin y la
direccin.
Tiene valores positivos solamente.
Severidad de la Pata de Perro = Pata de Perro / Longitud
Medida
Ejemplo:
Pata de Perro = 10, Longitud = 31 pies, UM = /100
Pata de Perro = 10 / 31 x 100 = 32.26/100
Severidad de la Pata de Perro (Dogleg)
Terminologa de Planificacin
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Terminologa de
PlanificacinLneas de Fronteras o Bordes:
En muchos casos, la localizacin de un pozo es descrita respecto
a
lneas de frontera o bordes.
Frecuentemente, compaas petroleras tienen concesiones sobre
tierras, las cuales estn determinadas por lneas de fronteras
que
sirven como referencia para marcar el rea.
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Para iniciar con la planificacin de un pozo es
necesario tener por lo menos la locacin de
superficie y los objetivos. Estos parmetros vienen
expresados en Coordenadas.
Por lo tanto, antes de continuar con la
planificacin de pozos direccionales es
inprescindible describir el posicionamiento y los
sistemas de coordenadas que se utilizan hoy en
da.
Posicionamiento de Pozos y
Sistemas de Coordenadas
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Desde tiempos muy remotos el hombre se ha
visto en la necesidad de describir su localizacin de
una manera u otra.
Las regulaciones gubernamentales, la
necesidad de intercambiar informacin relevante, la
obligacin de localizar un pozo determinado por
motivos de seguridad y otras razones de igual
importancia requieren del empleo de un sistema
universal de coordenas por parte de la empresas
operadoras y sus contratistas.
Posicionamiento de Pozos y
Sistemas de Coordenadas
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Para planificar un pozo, la locacin de superficie y
los objetivos deben ser definidos con coordenadas en
un mapa.
Un mapa es una proyeccin plana del globo
terrestre.
Un sistema de Rejilla es una proyeccin
superpuesta sobre el mapa.
El sistema de Rejilla permite a cualquier locacin
de la tierra ser expresada en coordenadas cartesianas.
Las coordenadas son las distancias medidas
desde dos lneas que se interceptan en el sistema de
Rejilla, las cuales definen el origen de este sistema.
Posicionamiento de Pozos y
Sistemas de Coordenadas
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Las coordenadas del punto A son: Latitud 6 grados 40 minutos y
30
segundos Norte (6 40' 30 N) y longitud 17 grados 58 minutos y
45segundos Este (17 58' 45 E).
Posicionamiento de Pozos y
Sistema de Coordenadas
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Existen varios tipos de Sistemas de
Coordenadas. Cada uno genera un par de
coordenada nico para cualquier locacin sobre un
mapa. Son los siguientes:
1. Coordenadas Geogrficas.
2. Coordenadas UTM (Universal Transverse Mercator).
3. Coordenadas Lambert.
4. Coordenadas Legales.
5. Coordenadas Locales.
Tipos de Sistemas de
Coordenas
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1. Coordenadas Geogrficas.
Para localizar su posicin los antiguos Griegosas como los
Egipcios asignaron lneas imaginariasde Latitud y Longitud. Estas
lneas se interceptanformando una red entre ellas.
Las lneas de Latitud corren en crculosalrededor de la tierra y
son paralelos al Ecuador,tambin llamadas Paralelos.
Las lneas de Longitud corren en crculosalrededor de la tierra y
van del polo norte al polo sur,tambin llamados Meridianos.
Tipos de Sistemas de
Coordenas
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Sistema de Coordenadas
Geogrficas
Son Lneas Imaginarias - Paralelos 180 lneas sin contar el
Ecuador Ecuador es una lnea equidistante
Son Lneas Imaginarias - Meridiano 360 lneas de longitud Cada una
de ellas van del Polo Norte al Sur
Cada lnea de Lat & Long representa 1deg: Cada grado es
dividido en 60 min y cada
Minuto es dividido en 60 seg
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Cual es el problema con la Coordenas Geogrficas para los
operadores direccionales?
Las coordenadas geogrficas no son precisas porque
la distancia de los grados de latitud y longitud varan
dependiendo de nuestra posicin en la tierra (Recordemos
que la tierra no es una esfera perfecta). Como resultado, la
distancia relativa entre puntos diferentes de un pozo y
entre
diferentes pozos no puede ser medida con exactitud.
Otros mecanismos diferentes al sistema de
coordenada geogrfico fueron necesarios para localizar
puntos en el espacio con una precisin razonable. Para
resolver este problema se crearon los Mapas de
Proyeccin.
Coordenadas Geogrficas
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Un mapa es el resultado de proyectar la superficie
curva de la tierra en una superficie plana. La
proyeccin es una proceso matemtico complejo.
El mapa proyectado se puede definir como un
Sistema de Rejilla en una superficie plana.
Imaginemos un pedazo de papel cubriendo el globo
terrestre. Una fuente de luz en el centro del globo.
La luz proyecta las lneas de latitud y longitud sobre
el papel formando un patrn de Rejilla.
Mapas de Proyeccin
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Mapas de Proyeccin
El centro representa el Polo NorteProyectado en el centro del
mapa.
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Tipos de Proyecciones
de MapasToda proyeccin sobre mapas produce una distorsin
en la distancia, la direccin, la escala y porcin de rea de
la tierra. La distorsin es inevitable por la simple razn
de que la tierra es curva y un mapa es plano.
Algunas reas de la tierra parecen ms grandes o ms
pequeas de lo que actualmente son relativo a otras reas.
Con el objetivo de minimizar la distorsin se han
desarrollado diferentes mtodos de proyeccin. Cada uno,
reduce la distorsin en algunos lugares de la tierra pero la
aumenta en otros.
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Tipos de Proyecciones
de Mapas
1. Cilndrica.
2. Cnica
3. Plana.
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Tipos de Proyecciones
de MapasA. Proyeccin Cilndrica de Mapas.
Este mtodo proyecta la superficie de la tierra en un
cilindro.
El sistema de Rejilla en este caso esta compuesto
por meridianos y paralelos. Los meridianos estn
separados equidistantes a diferencia de los paralelos.
La escala es precisa a lo largo de las lneas centrales
(El Ecuador y Greenwich).
La distorsin aumenta hacia las reas que tienen 90
grados desde la posicin central.
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Tipos de Proyecciones
de MapasProyeccin Cilndrica de
Mapas.
1. Lnea Central Ecuador
2. Lnea Central Greenwich
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Tipos de Proyecciones
de MapasB. Proyeccin Cnica de Mapas.
Este mtodo proyecta la superficie de la tierrasobre un cono.
La distorsin disminuye en este caso a lo largode las lneas de
latitud. Entre el Ecuador y elPolo Norte o el Ecuador y el Polo
Sur.
Fuera de estas reas la distorsin aumenta.
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Tipos de Proyecciones
de MapasProyeccin Cnica de Mapas.
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Tipos de Sistemas de
CoordenasC. Proyeccin Plana de Mapas.
Este mtodo de proyeccin se denomina tambinproyeccin de Direccin
(Azimuth).
Se proyecta la superficie de la tierra en un planotangente a
ella.
Este tipo de proyeccin es veraz solo en el centrode la
proyeccin. La distorsin aumenta a medida
que se aleja del centro del mapa.
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Tipos de Sistemas de
CoordenasProyeccin Plana de Mapas.
ProyeccinGlobo Terrestre
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Anteriormente pudimos observar que el sistema de
coordenadas geogrficas no es muy confiable, debido a
los errores como resultado de la ubicacin en la tierra.
Los tres tipos de proyeccin de mapas presentan
distorsin para algnas reas del globo terrestre.
Como resultado y debido a la necesidad de un
mtodo ms confiable y con un margen de error menor,
se introdujo otro concepto denominado Datum
Geodtico.
Sistemas de
Coordenadas
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Un Datum Geodtico se puede definir como un modelo
mtemtico que expresa el tamao y la forma de una
determinada localizacin o punto sobre la tierra.
Este mtodo considera la forma de la tierra y utiliza un
modelo matemtico basado en la geometra de una elipse
para realizar sus clculos.
Con este modelo la posicin geogrfica exacta de un
punto de la tierra puede ser determinado con precisin.
Datum Geodtico
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Datum
Geodtico
Es un modelo matemtico
que define el tamao y la
forma de una superficie
determinada de la Tierra.
Con este modelo, se puede
conocer la posicin exacta
de un punto sobre la tierra.
Polo Norte
Eje semi-Menor =
Radio Polar =b
Eje semi-Mayor =
Radio Ecuatorial =a
__
_Proyeccin Plana = f= a-ba
La Geometra de la Elipsoide:
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Datum
Geodtico
Para determinar las coordenadas
geogrficas en un rea
especfica de la tierra, se toma
un punto inicial (Punto de Origen)
con una latitud, longitud y
elevacin (Datum). Luego se
calculan diferentes puntos
alrededor de esta rea utilizando
el origen como referencia.
Determinando las Coordenadas Geogrficas:
Longitud al
Punto P
Latitud al
Punto P
Punto P
Polo Norte
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Al aplicar este mtodo se debe considerar lo siguiente:
1. Un modelo de elipsoide para la tierra definido.2. Orientacin
de la elipsoide en la superficie de la
tierra.3. Una unidad de longitud.4. Un nombre oficial.5. Una(s)
regin (es) de la superficie terrestre para la
cual se va a definir el datum.
* La elipsoide de referencia debe tener una superficie
quematemticamente se acopla muy bien al rea real, la cual estlo ms
cerca del nivel del mar.
Parmetros de un
Datum Geodtico
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Los siguientes son los datum geodticos ms
comnes utilizados hoy en diferentes lugares del
mundo:
Tabla de Datum
Geodtico
Datum Geodtico Eje Semi-MayorElipsoidePunto de Origen
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Comnmente usado en la Industria petrolera, estesistema es
derivado del mtodo de proyeccin de mapascilndrico.
Este sistema es el resultado de usar la proyeccin demapas
colocando un cilindro rotado o transversal (90).Esto implica que el
cilindro es tangente al globo terrestrea lo largo de un meridiano
central especfico. Comoresultado el eje del cilindro es paralelo al
Ecuador.
Es muy preciso en el meridiano central. Este sistema esusado
para reas que tienen extensiones amplias en sueje norte-sur y
extensiones cortas de su eje Este-oeste.
Sistema de
Coordenadas UTM
-
Sistema de Coordenadas UTM
Universal Tranverse Mercator
Deriva de una proyeccion Cilndrica El cilindro es rotado 90
deg
Sistema UTM: es dividido en 60 zonas Cada zona es 6 deg ancho
Las zonas cubre la distacia total desde
Norte 84 hasta el Sur 80 deg
Las zonas estn numeradas de 1 a 60
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Zonas UTM.
Sistema de
Coordenadas UTM
Estn divididas en 60
zonas iguales con lneas que
van desde el Norte al Sur.
Las zonas estn numeradas
del 1 al 60 consecutivamente
desde Oeste a Este. La zona
1 esta ubicada al meridiano
180.
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Zonas UTM.
Cada zona tiene su propio meridiano central, el cuales su lnea
de referencia Norte-Sur. Existe una
proyeccin cilndrica para cada zona con el cilindro
tangente al meridiano central de cada zona
especfica.
Como resultado, cada zona tiene 6 de ancho. Elglobo tiene por lo
tanto 60 proyecciones (6 x 60 =
360).
Este tipo de proyeccin es muy distorsionada paraser usada en los
polos.
Sistema de
Coordenadas UTM
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Meridianos Centrales de las Zonas UTM.
El Origen de cada zona UTM es la interseccinentre el centro del
meridiano de esa zona y el
Ecuador.
En cada zona la distorsin aumenta al alejarsedel centro de la
zona sin importar la direccin.
Las coordenadas UTM son definidas por: Lazona UTM, La coordenada
Este-Oeste y la
coordenada Norte-Sur.
Sistema de
Coordenadas UTM
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Meridiano Central de las Zonas
UTM
Zona UTM
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Coordenada Este
Para el sistema UTM la coordenada Este-Oeste sedenomina
Coordenada Este (Easting). Estadefinida como la distancia de la
locacin medidadesde una lnea de referencia artificial. Esta lneade
referencia es paralela a la zona central delmeridiano y esta
ubicada a 500,000 metros de sta.
Los rangos de la Coordenada Este van desde200,000 metros a
800,000 metros, con el meridianocentral igual a 500,000 metros.
Sistema de
Coordenadas UTM
-
Sistema de Coordenadas UTM
La locacin A es la Zona 13.Esta ubicada a 704,250 metros al Este
de la lnea
de referencia. Tambin se encuentra al Este del
Meridiano Central.
La Coordenada Este para la locacin A es
704,250 E.
La locacin B esta tambin ubicada en la Zona13. Esta localizada a
400,00 metros al Este de la
lnea de referencia lo cual la sita al Oeste del
Meridiano Central. Igualmente la Coordenada
Este de la locacin B es 400000 E.
Coordenada Este (UTM).
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Coordenada Norte.
Las coordenadas Norte-Sur se denominaCoordenada Norte. Es la
distancia de unalocacin medida desde el Ecuador. Para
locaciones en el Hemisferio Norte, la
Coordenada Norte es igual a la distanciamedida positivamnete
desde 0 metros (Lnea
Ecuatorial).
Sistema de
Coordenadas UTM
-
Sistema de Coordenadas UTM
Coordenada Norte (UTM).
La locacin A esta ubicada en la zona 13.La Coordenada Norte de
la locacin A es
6391520 N.
La locacin B tambin esta ubicada en lazona 13. La Coordenada
Norte de la locacin
A es 5005000 N.
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Sistema de Coordenadas UTM
Para evitar valores negativos al calcular laCoordenada Norte de
una locacin ubicada en el
Hemisferio Sur, se le asigna al Ecuador un valor de
10,000,000 m.
Como resultado, cuando una locacin esta alsur del Ecuador, La
Coordenada Norte se calcula
restando de 10,000,000 la distancia de la locacin
al Ecuador.
La locacin C esta a 5,000,100 metros al surdel Ecuador. Como
resultado la Coordenada
Norte de C es 4999900 N (10,000,000
5,000,100 = 4,999,900).
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Este sistema esta derivado del Mtodo Cnico de
proyeccin en una superficie plana de la tierra. Funciona
bien cuando la forma del rea proyectada no esta
deformada.
Las lneas de Latitud (Paralelos) son arcos de crculos
concntricos que no estn igualmente espaciados.
Las lneas de Longitud (Meridianos) estn a radios
equidistantes de los arcos circulares que representan
las lneas de latitud. Los meridianos estn
representados por lneas rectas que se unen en un
punto comn en los lmites del mapa.
Sistema de Coordenadas
Lambert
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La escala funciona bien dentro de
dos lneas stadards de latitud o una
de las dos. El polo en el mismo
hemisferio que el Paralelo Standard
es un punto, el otro polo representa
el infinito.
A diferencia del Sistema de
coordenadas UTM, el Sistema
Lambert es usado en pases o
regiones en donde predominan las
distancias Este-Oeste.
Se ha usado en EUA con error max: 5%.
Sistema de
Coordenadas Lambert
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Sistema de Coordenadas
Locales
Para planificar y perforar un pozo, siempre se emplean
coordenadas Locales.
Las coordenadas Locales se derivan de un sistema Local,
el cual a su vez tiene relacin con un sistema legal de
coordenadas y tambin consta de un Datum Geodtico.
Los ejes de un sistema local de coordenadas estn
orientados paralelamente al los ejes correspondientes del
sistema legal de coordenadas.
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Sistema de Coordenadas
Locales
Las coordenadas Locales son derivadas del origen del punto
de
referencia dentro del sistema legal de coordenadas
correspondiente.
El punto de referencia tiene coordenadas en el sistema
legal.
El sistema local tiene coordenadas de origen: 0,0.
Para medir la profundidad del pozo un Datum Geodtico
adicional
debe ser definido.
Este Datum se denomina Datum Vertical de Referencia.
Ejemplos comunes para Datum Vertical de Referencia son:
Nivel del Terreno, Nivel Medio del Mar, etc.
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Sistema de Coordenadas
Locales
Objetivo
Final
Locacin de Superficie
(Punto de Origen)
Coordenada de Superficie
Punto de Origen
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1. Para localizar un punto sobre la tierra es
necesario un sistema de coordenadas.
2. Existen cinco sistemas de coordenadas:
Coordenadas Geogrficas, coordenadas UTM,
Coordenadas Lambert, Coordenadas Legales y
Coordenadas Locales.
3. Existen tres mtodos para proyectar el globo
terrestre sobre una superficie plana los cuales
presentan cierto nivel de distorsin.
Resumen de Sistemas de
Cordenadas
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4. El uso del Datum Geodtico ha proporcionado
una mayor exactitud cuando se debe localizar
un punto en alguna regin de la tierra.
5. El sistema de coordenadas UTM es
ampliamente utilizado en zonas con extensin
Norte-Sur predominante.
6. El sistema de coordenadas Lambert es
ampliamente utilizado en zonas con extensin
Este-Oeste predominante.
Resumen de Sistemas de
Cordenadas
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7. El sistema legal de Coordenadas es aquel
adquirido por un pas o regin que permite tener
un control, mayor precisin y homogeneidad
sobre los sistemas de coordenadas utilizados en
el rea.
8. El sistema local de coordenadas es como un
sistema legal pero para una zona. Depende del
sistema legal de coordenadas.
Resumen de Sistemas de
Coordenadas
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Planificar un pozo es un paso muyimportante en cualquier
proyecto de perforacin.
Cada pozo direccional es nico, concaractersticas y rasgos
particulares.
Los objetivos especficos del pozo marcanlas pautas para su
planificacin.
Planificacin de
Pozos
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Perforar un pozo direccional se puede definir
como unir dos puntos en el espacio (Locacin de
superficie y el objetivo final) pero tomando en
cuenta que entre estos dos puntos existen otros
objetivos que cumplir.
El diseo de la trayectoria se debe hacer
tomando en cuenta consideraciones operacionales
que nos permitan obtener el mayor rendimiento y
seguridad a la hora de llevar a cabo nuestro plan.
Planificacin de
Pozos
-
En la actualidad, se utilizan
computadoras que contienen
programas de Perforacin
Direccional. Estos son
utilizados para realizar de
manera efectiva varias
iteraciones con el objetivo de
seleccionar la mejor trayectoria
posible para los datos
especficos que fueron
suministrados.
Planificacin de Pozos
Direccionales
-
Es imprescindible que el
planificador entienda el contenido de lo
que se est clculando. Es muy
arriesgado aceptar resultados de
programas sin analizarlos.
Es un proceso que requiere
prctica y los menos experimentados
regularmente vuelven a utilizar los
medios de clculo originales, usados
aos atras con el objetivo de agilizar la
comprensin de los diferentes
resultados que se pueden obtener.
Planificacin de Pozos
Direccionales
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1. Informacin del pozo que va a ser planificado:
coordenadas de superficie y fondo, requerimiento
geolgicos y direccionales. Debe existir un nmero
mnimo de incognitas conocidas que permitan
resolver el plan, tcnicamente planificar un pozo es
comparable a resolver una ecuacin.
2. Debe existir una acuerdo o cierta flexibilidad entre
las partes involucradas (Tarea multidisciplinaria) que
permita satisfacer un plan que cumpla con los
objetivos requeridos, tanto geolgicos como
direccionales.
Requerimientos para
Planificacin de Pozos
-
3. Actualmente el uso de programas electrnicos
es casi imprescindible para la planificacin de
pozos.
4. El programa electrnico debe ser completo. Es
necesario realizar: el plan, Anlisis de
Anticolisin, Anlisis de Torque y Arrastre,
Anlisis de hidralica, etc.
Requerimientos para
Planificacin de Pozos
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5. Deben existir una reglamentacin que puede o
no tener cognotaciones legales (Exigidas por la
leyes del pas) o simplemente regidas por el
reglamento interno de la operadora, cuya
finalidad es tratar de perforar bajo ciertas
normas de calidad y control.
Estas normas son adoptadas a la hora de
planificar los pozos y normalmente tienen un
control de calidad antes de ser aprobadas.
Requerimientos para
Planificacin de Pozos
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1. Definir la locacin de Superficie.
2. Definir Forma y Tamao de objetivos (Primarios
ysecundarios)
3. Perfil de la Trayectoria (No obligatorio).
4. Requerimientos y limitaciones de los departamentosde:
Geologa, exploracin (En el caso de pozosexploratorios) y
Perforacin.
5. Anlisis de riesgo de colisin.
6. Generar el reporte del plan, los planos del pozo y
deanti-colisin necesarios para la visualizacin entaladro.
Pasos para Ejecutar la
Planificacin
-
Planificacin de Pozos
Direccionales
TVD
Objetivo 1
Locacin de Superficie
Punto de
Desviacin
Profundidad Final
Objetivo 2
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Localizacin de Superficie:
La localizacin de superficie no es ms que el puntode origen del
pozo. Debe de ser suministrada por laempresa operadora con sus
coordenadas correspondientes.Estas coordenadas normalmente
corresponden con las delsistema de coordenadas local adoptado por
el proyecto,pero de no ser as deben ser previamente
transformadasantes de comenzar la planificacin.
En pozos multilaterales o plataformas de perforacin elpunto de
origen no necesariamente es la locacin desuperficie del pozo,
muchas veces se refiere a la estructuraen la cual se encuentran
varios pozos o grupos de pozos.
Pasos para Ejecutar la
Planificacin
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Pasos para Ejecutar la
PlanificacinDefinicin de objetivos:
Los objetivos son puntos definidos con coordenadas y
profundidades verdaderas. Son el resultado de previos
estudios
multidisciplinarios y tienen como finalidad cumplir con el
propsito
esperado del pozo. Cada objetivo normalmente tiene una
tolerancia
definida por una forma especfica (Ejem: una circunsferencia
de
radio: 20 ft). Estas tolerancias hacen ms flexible la
planificacin del
pozo de manera que la trayectoria definitiva sea el resultado
de
algo viable para todas las partes involucradas.
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Pasos para Ejecutar la
PlanificacinPerfil de la Trayectoria:
El perfil de la trayectoria puede ser perfectamente definido
previamente antes de la planificacin de un pozo, aunque
puede
tambin ser determinado por la ubicacin de los objetivos de
la
trayectoria.
El tipo de perfil de la trayectoria seleccionado va a
depender
de los objetivos geolgicos y tambin del tipo de mecanismo de
produccin (balancines, bombas electrosumergibles,
hidrulicos)
que va a utilizar el pozo en caso de que su presin lo
requiera.
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Perfl de la Trayectoria
Presencia de Domos de Sal Control de Fallas
Locaciones inaccesiblesReentrada
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Geologa, Exploracin / Perforacin.
Estas reas son vitales en la planificacin y
perforacin del pozo. Tener buena comunicacin,
saber sus prioridades, restricciones y expectativas
acerca de la trayectoria del pozo es vital para lograr
un plan que sea satisfactorio para todas las partes.
Pasos para Ejecutar la
Planificacin
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Anlisis de Riesgo de Colisin.
Consiste en realizar un estudio que comprende
el anlisis del plan actual de pozo en comparacin
con todos los pozos perforados o planificados
(aprobados para ser perforados) que lo rodean. El
anlisis es llevado a cabo desde diferentes
perspectivas y con diferentes modelos matemticos.
Esta tarea permite calcular el riesgo de colisin
con pozos vecinos y modificar la trayectoria en caso
de ser necesario.
Pasos para Ejecutar la
Planificacin
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Anlisis de Riesgo de Colisin.
Para realizar anlisis de anticolisin se usa un
programa computarizado que comprende modelos
matemticos que permiten hacer iteraciones de
manera ms rpida y eficiente. Estos clculos deben
ser analizados para determinar si es viable o no
perforar el pozo desde el punto de vista del riesgo de
colisin.
Para este tipo de anlisis generalmente existen
criterios con mrgenes de seguridad bastante
conservadores que permiten tomar decisiones con el
mnimo riesgo.
Pasos para Ejecutar la
Planificacin
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Plano de Araa
Se emplea paravisualizar el plan de pozo y
los pozos vecinos.
Este plano se obtiene unavez que se hace el Anlisis
Global.
No es una herramientade monitoreo de Anti-colisin.
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El mtodo de Anti-colisin Global es el preliminar.Nos delimita el
rea dentro cual vamos a realizarnuestro anlisis.
El mtodo 3D Distancia Mnima y Plano Normaltienen principios
diferentes de anlisis. Estosmtodos s comparan nuestro plan con la
trayectoriatotal de los pozos vecinos.
Cada uno, tanto el 3D Distancia Mnima como elPlano Normal tienen
sus ventajas y desventajas,aunque juntos proporcionan un anlisis
bastanteconfiable.
Mtodo de Anlisis de
Proximidad
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Reporte de Anti-Colisin
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Esquema Bsico de
Planificacin1. Coordenadas Superficie
2. Coordenadas y TVD
Primarios-Secundarios
3. Toda Informacin Geolgica posible
o Pozos de Exploracin Previos.
4. Pautas o normas para la Planificacin.
Base de Datos Confiable.
Software Planificacin / Anticolisin.
Un Perfil de Trayectoria
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Reporte de Estaciones
de Medicin
Plan Pozo Reynosa 1
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Planos de un Pozo
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Para planificar un pozo tambin es indispensable elconocimiento
de los mtodos de clculo de estaciones demedicin.
Las estaciones de medicin son inicialmente planificadas,es
decir, el plan direccional del pozo no es mas que unalista de
estaciones de medicin. Este plan debe serseguido a cabalidad
durante la perforacin, de forma talque el direccional pueda
comparar el plan del pozo y latrayectoria real.
Mtodos de Clculo de Estaciones
de Medicin
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Una estacin de medicin se obtiene al utilizar unaherramienta de
medicin (Gyro, MWD) que proporcionatres medidas fundamentales:
Profundidad Medida delpozo, Inclinacin y Direccin. De ests
mediciones seprodrn calcular otros parmetros del pozo, ejemplo:
TVDSeccin vertical, desplazamiento, patas de perro, etc.
Para realizar el clculo de estaciones de medicin sepueden
emplear varios modelos matemticos, que hansido desarrollados con el
objetivo de calcular la posicinexacta de un punto en el
espacio.
Mtodos de Clculo de Estaciones
de Medicin
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Existen varios mtodos para realizar el clculo deEstaciones de
Medicin pero son los siguiente los msutilizados en la
Industria:
1. Mtodo tangencial.
2. ngulo Promedio.
3. Radio de Curvatura.
4. Mnima Curvatura.
Estos mtodos son utilizados durante la planificacindel pozo y
tambin durante la perforacin cuando se tomanlas estaciones de
medicin.
Mtodos de Clculo de
Estacin de Medicin
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Posicionamiento de un Pozo
Estaciones de Medicin:Profundidad Sensor en SuperficieInclinacin
Herramienta de FondoDireccin Herramienta de Fondo
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Reporte de Estaciones de Medicin
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El mtodo tangencial es el ms antiguo, menos usado yms
impreciso.
Este mtodo utiliza solo los valores de inclinacin ydireccin de
la ltima estacin de surveys para realizar el
clculo, como resultado, se asume que la trayectoria del
pozo es tangencial a estos ngulos.
Es un mtodo muy poco realista pues se descarta lacurvatura que
pueda tener el pozo.
Nunca debe de ser usado en clculos oficiales.
Mtodos Tangencial
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Mtodo Tangencial
TVD = MD x cos*(inclinacin)
Desplazamiento = MD x sen*(Inclinacin)
Norte = Desplazamiento x cos*(Azimuth)
Este = Desplazamiento x sen*(Azimuth)
Utiliza solo la inclinacin y la
direccin del ltimo monitoreo.
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Este mtodo de clculo simplemente promedia losngulos de
inclinacin y direccin de dos estaciones demedicin.
El resultado es la trayectoria del pozo, con una longitudigual a
la curva entre ambos puntos de medicin actual.
Asumiendo que la distancia entre las estaciones demedicin no es
muy grande en relacin a la curvatura dela trayectoria, este mtodo
es bastante aproximado,simple y rpido para hacer clculos
manuales.
Mtodo del ngulo Promedio
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Mtodo del ngulo PromedioAngulo Promedio
Error Vertical
Norte
Este
TVD
Desplazamiento
Error Desplazam.
Horizontal
ASSUMED WELL PATHACTUAL WELL
PATH
LATITUDE
ERROR
Est. Medicin 2
Est. Medicin 1
N
Trayectoria de Pozo AsumidaTrayectoria Actual
del Pozo
Error de
Latitud
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Este mtodo superpone dos estaciones de surveys en lasuperficie
de un cilindro.
Por lo tanto el pozo puede se curvado tanto en el
planohorizontal como en el plano vertical.
A diferencia del mtodo anterior (ngulo promedio) estemtodo es ms
confiable mientras ms distantes estn
las estaciones de surveys y con mayor rata de curvatura.
Radio de Curvatura
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Mtodo de Radio de Curvatura
La trayectoria del pozo se
asume como una curva
suavizada la cual puede ser
ajustada a la superficie de un
cilindro.
El pozo est curvado a un
radio especfico en ambos
planos: El vertical y el
horizontal.
Este mtodo es preciso en
intervalos de monitoreo largos
y es capaz de manejar
mayores cambios.
Est. de
Medicin 1
Est. de
Medicin 2
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Mnima Curvatura
Ajusta la trayectoria del pozo a lasuperficie de una esfera de
un
radio particular usando un mtodo
similar al del radio de curvatura,
pero empleando un factor definido
por la curvatura de la seccin del
agujero. Esta curvatura es
conocida como Pata de Perro.
Este mtodo es el ms preciso yel estndar usado en la
industria.
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Precisin Relativa de los Diferentes Mtodos
Asumiendo un pozo terico al Norte, de 0 a 2000 pies MD, con
una velocidad de construccin de 3/100 pies, y estaciones de
monitoreo cada 100 pies, podemos calcular la precisin relativa
de los
mtodos variados.
Comparado con la actual TVD de 1653.99 pies y un
desplazamiento al Norte de 954.93 pies, encontramos lo
siguiente:
Mtodos de Clculo Error enTVD (pies)
Error enDesplazamiento
(pies)
Tangencial -25.38 +43.09
Angulo Promedio +0.19 +0.11
Radio de Curvatura 0.00 0.00
Curvatura Mnima 0.00 0.00
