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PRINCIPIOS DE LA PERFORACIN DIRECCIONAL
PERFORACIN DIRECCIONALEs el proceso de controlar la trayectoria de un pozo para llegar a un objetivo dado cuya localizacin esta a una determinada distancia lateral a la vertical del punto de partida del pozo.
Cuando se utilizada la perforacin direccionalCuando existe un fuerte impedimento en superficie para perforar un pozo vertical.
Cuando se utilizada la perforacin direccionalDesvo o sidetrack Mltiples objetivos exploratorios. Perforacin de Domos salinos
Cuando se utilizada la perforacin direccionalPozos de alivio Multilaterales en offshore
Cuando se utilizada la perforacin direccionalPozos Horizontales Pozos de alcance extendido Multilaterales
EJEMPLO POZO DESVIADO 3D
EJEMPLO POZO DESVIADO 3D
EJEMPLO POZO DESVIADO 3D
2 pads en Alaska
PERFILES Y TERMINOLOGARKB
Perfil tipo S Perfil tipo J Terminologa KOP : Kick Off Point BUR : Build Up Rate EOB : End Of Build Inclinacin Azimut o Rumbo TVD = PV Survey o Registro Vertical Section o Seccin Vertical
KOP Build Section EOBTVD, ft
Tangent
Drop Section
Vertical S. ft
PERFILES DE POZO
Pozos verticales Pozos tipo SMantener Construir Tangente Tumbar
PERFILES DE POZOPozo tipo J - SlantMantener Construir Tangente
Pozos Horizontales
Varias Configuraciones
MAS CONCEPTOS BSICOS
Profundidad medida, profundidad vertical Norte magntico, norte verdadero (geogrfico), grid north Dip. Dogleg, Sidetrack Updip, down dip, cross dip Interferencia Magntica
MTODOS MATEMATICOS PARA CLCULO DE TRAYECTORIAS
Tangencial : Una recta entre surveys inclinada al ngulo inicial Angulo promedio : Una recta entre surveys promediando sus inclinaciones Tangencial balanceado : dos rectas entre surveys inclinadas al ngulo final e inicial. Radio Curvatura : Simula los surveys como parte de la superficie de un cilindro. Curvatura Minima : Simula los surveys como la superficie de una esfera.
MTODO DE MNIMA CURVATURA
MTODO DE MNIMA CURVATURALos mtodos de clculo de trayectoria utilizan grupos de datos llamados estaciones de survey la cuales consisten de inclinacin azimut y profundidad medida. Estas mediciones son proporcionadas por los sensores de MWD y la profundidad es proporcionada por los sensores del bloque o por la cuenta de tubera. Existen varios modelos de survey basados en diferentes suposiciones de la forma del pozo entre estaciones de survey. Excepto del mtodo de la tangente, los dems proporciones mediciones virtualmente idnticas. El mtodo mas usual es el de mnima curvatura. Este mtodo asume que el pozo es una curva constante entre las estaciones de survey y que es tangente al ngulo medido en cada estacin. En las ecuaciones, el (Norte es el cambio en la coordenada norte en pies, el (Este es el cambio en la coordenada este, (Vert es el cambio en la coordenada TVD, (MD es el cambio en la profundidad medida, U es el angulo de inclinacion, * es el cambio en azimut, RF es el factor de relacion y DL es el dog Leg pata de perro o cambio total de angulo en el intervalo.
Clasificacin Build-Rate0 Long Radius Medium Radius Intermediate Radius Short Radius
1000 Depth, ft
Classification Long Medium Intermediate Short
2000
Build Rate (/100 ft) 2 to 8 8 to 30 30 to 60 60 to 200
Radius (ft) 2865 to 716 716 to 191 191 to 95 95 to 28
3000
Herramientas de Perforacin Direccional
Dos tipos bsicos: Motores de Fondo Ensamblajes Rotarios Tcnicas Opcionales Jetting Whipstocks Adicionales MWD (registros de desviacin en tiempo real) LWD (sensores de registros )
Ensamblajes Rotarios Comunmente Usados20 to 30 ft 10 to 20 ft 5 to 10 ft
Packed (Angle-Holding) Assembly Se usan para perforar secciones tangentes Se usan cuando la tendencia de la formacin es predecible para construir o tumbar ngulo Responde a cambios en el WOB20 to 30 ft 30 to 90 ft
Pendulum (Angle-Dropping) Assembly3 to 8 ft
Fulcrum (Angle-Building) Assembly
Motores de Perforacin
Los PDM son el mtodo 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 perforacin rote. la potencia del motor es generada por la combinacin rotor/estator segn el principio de Monieau inverso.
Componentes de Los Motores de Desplazamiento Positivo (PDM)
Conexin Estabilizador Bent Housing ajustable Empaque de balineras Driveshaft Seccin de potencia Dump Valve
Unidad De Potencia de un PDM
PDM no es un DC Rotor es duro Stator es flexible La Camisa del stator es mas delgada que un DC.
La presin diferencial causa que el Lodo entre en las cavidades en el tope del motor. A medida que se mueve a travs del motor el fluido presiona para que el rotor gire
Potencia Recibida en la broca
Configuracin de Los PDM
Relaciones Rotor / Stator de Motores de Fondo
Velocidad(RPM) / Torque (Ft-Lbs.)
Para mejor desempeo, La seccin de potencia debe ser integrada con la broca y la formacin a perforar .La velocidad y el torque de una unidad de potencia esta directamente ligada al nmero de lobulos del rotor y stator. A mayor nmero de lobulos el torque sera mayor y menos RPM,
HERRAMIENTAS DIRECCIONALES
HERRAMIENTAS DIRECCIONALES
TCNICAS PARA DESVIAR LOS POZOS
Jetting
Open Hole Whipstocking
METODOS AVANZADOS Sistema Rotario Dirigido (Rotary steerable system)
El eje rotario es doblado en el centro mediante las cmaras excntricas duales situadas entre los rodamientos Como resultado la broca apunta en la direccin opuesta al bandeamiento .
METODOS AVANZADOS Sistema Rotario Dirigido (Rotary steerable system)
Aplica Fuerza lateral a la sarta con pads que se extienden dinamicamente, controlados desde superficie
VENTAJAS DE LOS METODOS AVANZADOS
Ms Rpido - ROP ms alta debido a: Eliminacin del deslizamiento y la friccin resultante de ella. Menos tiempo gastado en viajes cortos y backreaming Reduce la incidencia de pega de tubera. Ms Lejos - Mas all del lmite tcnico de la tecnologa de navegacin convencional. Ms alcance con menor arrastre debido a que se rota 100% del tiempo.
ECOPETROL S.AWELL
Puma 1BGGM 2005 Dip: Mag Dec: 23.808 -2.871 Date: F S: June 20, 2005 30188.3 nT
F IELD
ECOPETROL_PumaOW - West Origin, TM M , eters, Bogota Northing: Easting: 554983.00 m 1022324.00 m Grid Conv: Scale Fact: +0.00201110 1.0000061663 N0 34 28.520 W76 52 49.350
ST RUCT URE
PumaPuma 1 Puma 1 Rev A0 T Ref: VD Srvy Date: KB (446.50 ft above M SL) June 09, 2005
Magnetic Param eters Model:
Surface Location Lat: Lon:
Miscellaneous Slot: Plan:
>
-1050 0
-700
-350
0
T ie-In350
13 3 / 8" Csg140013 3/8" Csg
7" CsgPuma 1 Rev A0
EOC0
TD2800
Caba llos Puma 1
T ie-In KOP9 5/8" Csg
-350
>
Orteguaza/Entrada Zona de Falla4200
TVD Scale = 1(in):1400(ft)
PERFIL DIRECCIONAL
5600
9 5/ 8" Csg7000
Pepino/Salida Zona de Falla Pepino Primer Nivel de Chert
KOP
Pepino Segundo Nivel de Chert Rumiyaco
8400
EOC
Grid
True
9800
VilletaMag
Caba llos 7" Csg11200Grid North Tot Corr (M->G -2.8730)
TD
Saldaa
Mag Dec (-2.871) Grid Conv (+0.00201110)
-1400
0
1400
2800
4200
Vertica l Sectio n (ft) Azim = 2 70, Scal e = 1 (i n):140 0(ft) Ori gi n = 0 N/-S, 0 E/-W
METODOS DE REGISTRO
Un registro sencillo proporcional un unico dato del ngulo de desviacin o inclinacin. Se corre con cable por dentro de la tubera de perforacin Generalmente se toma cada vez que se reviste una seccin. Se corre con cable o por dentro de la tubera y se deja sentar sobre un DC no magntico
Registro sencillo. (Single shot survey).
Registro Mltiple. (Multi- shot survey).
Registro Giroscpico. (Gyroscopic Survey).sencillas o meltiples en pozos ya revestidos.
Se realizan lecturas
Registro durante la perforacin. (Measurement While Drilling ).Suministra oportunamente la inclinacin y la direccin del pozo durante la perforacin.
MWD/LWD
Los sistemas MWD/LWD son Drill Collar instrumentados y con sistemas de telemetra de datos desde el fondo del pozo hasta superficie para suministrar registros direccionales, registros petrofsicos del hueco e informacin en tiempo real de informacin de perforacin. El termino MWD es usado para referirse a todas las medidas adquiridas en el hueco mientras se perfora, especficamente los registros direccionales y medidas de perforacin. El termino LWD se refiere a las medidas petrofisicas similares a las tomadas con cable en hueco abierto pero se adquieren mientras se perfora La decisin de usar sistemas MWD/LWD es el resultado de la necesidad de mejores decisiones basadas en informacin en tiempo real y economa mejorada, que se refleja en ahorro de costos o mejoramiento de la productividad resultado de una mejor ubicacin del fondo del pozo..
MWD/LWD
MWD/LWD
Sistema Operativo
Formacin
Evaluacin de
Transmisin de Datos
Positive Pulse Electromagnetic Negative Pulse
Perforacin
Neutron Porosity RT Analysis Software Rotary Steerable Near Bit Measurements Vibration Severity Bulk Density/Pe Tri axial Vibration Spectral Gamma Ray RT Analysis Software -depth/Frequency Resistivity Bore/Annular Pressure Multi
MWD-LWD
APLICACIONES EN TIEMPO REALregistros direccionales e informacin del tool face en perforacin direccional Rpida eficiencia en la perforacin y seguridad, por decisiones tomadas a tiempo, por ejemplo: presin anular, presin de poro y vibracin de la sarta. Rpida correlacin estratigrfica, y certidumbre geolgica de guiar el pozo a las formaciones objetivo. Seleccionar los puntos de bajada de casing o corazonamiento. Rpidas medidas petrofsicas con un mnimo dao de formacin, invasin de fluidos o ensanchamiento del hueco. Rpidos
IMPLICACIONES ECONOMICAS
Elimina el tiempo de equipo para registros direccionales convencionales. Los costos asociados de la mejor localizacin del pozo dentro del yacimiento. Elimina el tiempo de equipo requerido para los registros elctricos, especialmente en los pozos de alto ngulo en los cuales se tomn con la tubera de perforacin. Mejoramiento de la produccin al ubicar mejor el pozo
EVALUACIONLa informacin proveniente del MWD/LWD puede usarse para alimentar los software de well planning y las aplicaciones de perforacin, para poder mostrar el pozo dentro del modelo geolgico, en tiempo real, y evaluar en modelo geolgico inicial con lo encontrado en perforacin. La confiabilidad es crtica dentro del servicio de MWD/LWD. Es un reto el hecho que la instrumentacin electrnica dentro de los collares sobreviva a los golpes, presin, vibraciones y calor extremo en el hueco en perforacin.
PRINCIPIO DE TRANSMISIN ELECTROMAGNTICA MWD