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Geolog Geolog í í a aplicada a los Procesos de Perforaci a aplicada a los Procesos de Perforaci ó ó n n Perforaci Perforaci ó ó n B n B á á sica sica Realizado por: Nelio Espina Gloria Castellanos Ing. de Petróleo

Capitulo 3 Geologia Aplicada a Los Procesos de Perforacion 1

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GeologGeologíía aplicada a los Procesos de Perforacia aplicada a los Procesos de Perforacióónn

PerforaciPerforacióón Bn Báásicasica

Realizado por: Nelio EspinaGloria CastellanosIng. de Petróleo

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PerforaciPerforacióón Bn Báásicasica

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LA GEOLOGLA GEOLOGÍÍAA

La geología, es una ciencia que partiendo de la observación y reconocimiento de las características locales y globales de la Tierra y de los fenómenos naturales que la afectan, establece definiciones, leyes e hipótesis respecto a esos fenómenos en tiempo pasado, presente y futuro.

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Todo en la tierra es susceptible de cambio, si el cambio no es de carácter catastrófico, basta que el tiempo vaya sumando factores para que el cambio se dé.

Por ejemplo, la desaparición de una isla por explosión volcánica es un cambio de carácter catastrófico mientras la desaparición de una montaña como consecuencia de la erosión actuando durante millones de años es un cambio gradual, pero la cantidad de material rocoso removido podría ser la misma en ambos casos.

En definitiva, la geología es la ciencia que estudia la tierra, las rocas que la componen, su estructura y los cambios que

esta ha experimentado a través del tiempo.

En definitiva, la geología es la ciencia que estudia la tierra, las rocas que la componen, su estructura y los cambios que

esta ha experimentado a través del tiempo.

LA GEOLOGLA GEOLOGÍÍAA

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GeologGeologíía Estructurala Estructural

GeologGeologíía Fa Fíísicasica

RAMAS DE RAMAS DE LA GEOLOGLA GEOLOGÍÍAA

PaleontologPaleontologííaa

EstratigrafEstratigrafííaa

PetrologPetrologííaa

GeomorfologGeomorfologííaa

SedimentologSedimentologííaa

MineralogMineralogííaa

GeotecniaGeotecnia

PetrologPetrologííaa

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RAMAS DE LA GEOLOGRAMAS DE LA GEOLOGÍÍA A

La geología por ser una ciencia tan extensa se ha dividido en numerosas ramas, las cuales estudian cada uno de los procesos geológicos que tienen lugar en el planeta.

GeologGeologíía Fa Fíísica:sica: Estudia de manera general todos los aspectos básicos relacionados a los procesos geológicos tales como los tipos de rocas, su clasificación, la estructura de la tierra, procesos geológicos internos y externos entre otros, asícomo lo concerniente a la geología de campo.

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GeologGeologíía Estructural:a Estructural:Estudia todos los procesos de deformación ocurridos en el planeta, así como su evolución en el tiempo y las estructuras asociadas a estos procesos tales como pliegues y fallas.

Los pozos petrolíferos son perforados dentro de la corteza terrestre (Crust). La mayoría de ellos han penetrado hasta no mas de 6 Km.

RAMAS DE LA GEOLOGRAMAS DE LA GEOLOGÍÍA A

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EstratigrafEstratigrafíía:a: Estudia las relaciones laterales y verticales de los estratos (contactos, relaciones geométricas, etc.).

SedimentologSedimentologììa:a: Estudia todos los procesos de formación de las rocas sedimentarias, tanto sus elementos texturales, como las condiciones bajo las cuales se formaron (ambientes sedimentarios).

RAMAS DE LA GEOLOGRAMAS DE LA GEOLOGÍÍA A

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MineralogMineralogíía:a: Estudia todo lo relacionado a los minerales que conforman la corteza terrestre, su clasificación, geometría, composición química, descripción, utilidad, propiedades, y características cristalográficas.

RAMAS DE LA GEOLOGRAMAS DE LA GEOLOGÍÍA A

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Paleontología: Se encarga del estudio, descripción e identificación de todos los organismos fósiles que se encuentran a nivel mundial en los estratigráficas.

Petrología: Estudia todos los procesos físico y químicos (metamorfismo, intrusiones de cuerpos ígneos, cambios de mineralogía, etc.) que dan lugar en el interior de la tierra y que son responsables de los cambios geológicos.

RAMAS DE LA GEOLOGRAMAS DE LA GEOLOGÍÍA A

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GeomorfologGeomorfologíía:a: Estudia las relaciones entre las formas estructurales y su expresión topográfica en la superficie, describiendo su evolución y génesis.

RAMAS DE LA GEOLOGRAMAS DE LA GEOLOGÍÍA A

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Geotecnia:Geotecnia: Esta relacionada con estudio de las propiedades mecánicas del suelo (poca profundidad), y la estabilidad de los materiales que lo componen, con el objeto de utilizarlos para la construcción de obra civiles, incluyendo el soporte inicial en la construcción de los pozos petrolíferos.

RAMAS DE LA GEOLOGRAMAS DE LA GEOLOGÍÍA A

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A partir de 1859, comenzó una carrera llamada Geología del Petróleo que consistió en desarrollar a partir de la Geología General, una serie de técnicas propias con la finalidad básica de buscar (Exploración) y producir (Explotación) los nuevos yacimientos encontrados.

A partir de 1859, comenzó una carrera llamada Geología del Petróleo que consistió en desarrollar a partir de la Geología General, una serie de técnicas propias con la finalidad básica de buscar (Exploración) y producir (Explotación) los nuevos yacimientos encontrados.

GEOLOGGEOLOGÍÍA DEL PETRA DEL PETRÓÓLEO LEO

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Desde entonces, comenzó la geología del subsuelo, mediante la cual se obtiene una visión de lo que ocurre en el subsuelo con la información suministrada por los pozos perforados.

Desde entonces, comenzó la geología del subsuelo, mediante la cual se obtiene una visión de lo que ocurre en el subsuelo con la información suministrada por los pozos perforados.

GEOLOGGEOLOGÍÍA DEL PETRA DEL PETRÓÓLEO LEO

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De una manera general, puede decirse que la Geología del Petróleo que se maneja en Empresas Petroleras , tiene dos grandes grupos de trabajo que son:

Exploración (Búsqueda)

Explotación (Producción)

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La ExplotaciLa Explotacióónn, se dedica al estudio de los yacimientos de petróleo ya descubiertos para su producción eficiente.

GEOLOGGEOLOGÍÍA DEL PETRA DEL PETRÓÓLEO LEO

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Para realizar esta tarea, necesita reunir toda la información que se produce en los pozos perforados en una determinada área y producir un Modelo Geológico, lo más parecido posible a lo que existe en el subsuelo.

GEOLOGGEOLOGÍÍA DEL PETRA DEL PETRÓÓLEO LEO

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Este modelo nunca será permanente. En la medida en que aparezca nueva información, habrá que modificarlo y actualizarlo, lo cual ocurrirá continuamente.

La GeologLa Geologíía de Produccia de Produccióónn existe por la necesidad de optimizar constantemente la producción de un yacimiento. Por esto el Modelo Geológico estará influenciado no solo por los datos geológicos nuevos que se obtengan sino también por el comportamiento de producción del yacimiento y por esta razón estará siempre ligada a la Ingeniería de Yacimientos.

GEOLOGGEOLOGÍÍA DE PRODUCCIA DE PRODUCCIÓÓN N

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ENTRAMPAMIENTO DE HIDROCAROSENTRAMPAMIENTO DE HIDROCAROS

Para que ocurra un campo de gas o petróleo, deben estar presentes cuatro factores:

1. La Fuente1. La Fuente

2. La Trampa2. La Trampa

3. El Sello3. El Sello

4. El Yacimiento4. El Yacimiento

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Se considera generalmente que es la materia orgánica depositada simultáneamente con las partículas de roca.

La materia es transformada en hidrocarburos por varios factores (bacterias, presión, temperatura) que luego son expulsados a medida que continua la depositación y la compactación.

El hidrocarburo más liviano que el agua emigra hacia arriba a través de la roca hasta llegar a la superficie o ser atrapado.

1. La Fuente1. La Fuente

ENTRAMPAMIENTO DE HIDROCAROSENTRAMPAMIENTO DE HIDROCAROS

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ENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROSENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROS

2. La Trampa2. La Trampa

•• Estructural:Estructural: la roca del yacimiento tiene por tapa una roca impermeable y la geometría de su configuración permite que la acumulación de hidrocarburo ocurra en la parte mas alta. (fallas o pliegues)

Cualquier condición física que detiene la emigración ascendente del hidrocarburo.

Tipos:Tipos:

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ENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROSENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROS

2. La Trampa2. La TrampaEstratigrEstratigrááfica:fica: cuando las rocas receptoras se encuentran limitadas por cambios litológicos, de espesores o barreras de permeabilidad.

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ENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROSENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROS

2. La Trampa2. La Trampa •• MixtasMixtas: : cuando ambas características se encuentran presentes.

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ENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROSENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROS

Para que exista cualquier tipo de trampa efectiva se requiere un sello o roca impermeable que la recubra.

3. El Sello3. El Sello

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ENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROSENTRAMPAMIENTO DE HIDROCARBUROSEs una unidad geológica de volumen limitado, conectada hidráulicamente, porosa y permeable, capaz de contener hidrocarburos líquidos y/o gaseosos.

4. El Yacimiento4. El Yacimiento

Esta unidad geológica puede estar formada por diferentes tipos de rocas: IgneasIgneas, Metam, Metamóórficas rficas y Sedimentarias.y Sedimentarias.

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a. a. Rocas Rocas IgneasIgneas:: Son aquellas resultantes de la solidificación y cristalización del magma y se dividen en dos grupos:

a.1 Rocas ígneas Intrusivas: Las cuales se originan cuando el magma se ha solidificado por debajo de la superficie terrestre, aislado de la atmósfera por la masa rocosa de la corteza terrestre.

Entre las rocas ígneas más comunes, destacan los granitos, garbos y dioritas entre otras.

Granitos

Diorita

TIPOS DE ROCAS TIPOS DE ROCAS

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Basalto Riolita

Manto de lava Obsidiana

TIPOS DE ROCAS TIPOS DE ROCAS

a.2 Rocas ígneas Extrusivas:Las cuales se derivan de un magma que ha alcanzado la superficie terrestre, donde se solidifica y cristaliza rápidamente.

De este proceso se originan diferentes tipos de rocas tales como: Mantos de lava. Tobas, Tufas, basaltos y riolitas, entre otras.

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b. Rocas Metamórficas: Son derivadas de cualquier otra, por medio del Metamorfismo (presión y temperatura).

Su identificación es por la presencia de poca sustancia vítrea y su aspecto bandeado o de foliación.

Gneis Cuarcita

Filita Esquisto

TIPOS DE ROCAS TIPOS DE ROCAS

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c. Rocas Sedimentarias: Son aquellas resultantes de la unión de elementos de rocas pre-existentes, que dan lugar a un sólido continuo, formado por la acumulación y consolidación de material derivado de la destrucción de otras rocas.

Este material es disuelto, transportado depositado por el agua, el viento o los glaciares en las cuencas sedimentarias, convirtiéndose en roca a través de un proceso llamado diagénesis. La identificación clásica de este tipo de roca es por presencia de fósiles.

TIPOS DE ROCAS TIPOS DE ROCAS

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Las rocas sedimentarias se clasifican en:

c.1 Rocas Detríticas: Las cuales se forman por sedimentación de materiales transportados por suspensión (acción viento, hielos), tales como Conglomerados, Brechas, Arenisca Limonitas, Lutitas, etc.

LutitaArenisca

Conglomerado

TIPOS DE ROCAS TIPOS DE ROCAS

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Caliza fosilífera

c.2 Rocas no Detríticas: Formadas por sedimentación de partículas transportadas en solución (por el agua).

TIPOS DE ROCAS TIPOS DE ROCAS

A su vez se subdividen en Precipitados y Orgánicas, y algunos ejemplos de este tipo de roca lo constituyen las Calizas y Dolomitas.

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Se refiere a la medida del espacio intersticial, es decir, es espacio existente entre grano y grano.

Porosidad (Ø)Porosidad (Ø)

MATERIAL MATERIAL CEMENTANTE CEMENTANTE

GRANO DE ARENAGRANO DE ARENA

POROSIDAD EFECTIVA 25%POROSIDAD EFECTIVA 25%

POROSIDAD NO EFECTIVA 5%POROSIDAD NO EFECTIVA 5%

POROSIDAD POROSIDAD TOTAL 30%TOTAL 30%

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Permeabilidad (K)Permeabilidad (K)Es una medida de la facilidad con la cual los fluidos pueden fluir a través de la formación. Para una muestra de roca dada y para cualquier fluido homogéneo, la permeabilidad será una constante con tal y los fluidos no tengan contacto con la misma roca.

POROSIDAD POROSIDAD 40%40%

Permeabilidad Permeabilidad Horizontal 1500 Horizontal 1500 mdmd

Permeabilidad Permeabilidad Vertical 1000 Vertical 1000 mdmd

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OBJETIVOS DE LA GEOLOGOBJETIVOS DE LA GEOLOGÍÍA APLICADA A A APLICADA A LOS PROCESOS DE PERFORACILOS PROCESOS DE PERFORACIÓÓN N

En toda actividad de perforación existe una interacción permanente entre las rocas penetradas y el proceso que implica el avance del taladro.

Las frecuentes situaciones críticas en las labores de perforación, asícomo la tendencia al trabajo rutinario, hace que generalmente, se omitan datos geológicos de gran importancia.

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El conocimiento práctico de los conceptos geológicos fundamentales inherentes a la relación roca-taladro, permitirá que el personal dedicado a las labores de perforación aplique oportunamente o consulte la forma de incluir el componente geológico en un momento dado.

OBJETIVOS DE LA GEOLOGOBJETIVOS DE LA GEOLOGÍÍA APLICADA A A APLICADA A LOS PROCESOS DE PERFORACILOS PROCESOS DE PERFORACIÓÓN N

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Los principales problemas que pueden ser eliminados o reducidos notablemente con la aplicación del criterio geológico son los siguientes:

Atascamiento de la tubería de perforación.

Derrumbes de las paredes del pozo.

Cambios drásticos en la dureza de la roca.

Drenaje de fluidos de la formación hacia el pozo.

Drenaje de fluidos de perforación hacia la formación.

Desviación del pozo debido al cambio de inclinación de los estratos.

OBJETIVOS DE LA GEOLOGOBJETIVOS DE LA GEOLOGÍÍA APLICADA A A APLICADA A LOS PROCESOS DE PERFORACILOS PROCESOS DE PERFORACIÓÓN N

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El confinamiento de las presiones de las formaciones.

El progreso de la profundidad del pozo, evitando el colapso de las formaciones perforadas.

OBJETIVOS DE LA GEOLOGOBJETIVOS DE LA GEOLOGÍÍA APLICADA A A APLICADA A LOS PROCESOS DE PERFORACILOS PROCESOS DE PERFORACIÓÓN N

Las situaciones anteriores en su mayoría tiene que ver con el asentamiento adecuado de los revestidores, para lograr así :

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RRIESGOS GEOLIESGOS GEOLÓÓGICOS DERIVADOS GICOS DERIVADOS DE LA GEOLOGDE LA GEOLOGÍÍA ESTRUCTURAL A ESTRUCTURAL

Fallas:Fallas: Un riesgo de perforar en zonas de fallas, se deriva de que estas son planos de fracturas por donde pueden desplazarse los fluidos de perforación. Si esta situación no se puede controlar es posible la perdida del pozo.

1. Cuando una falla constituye un limite de yacimiento, el riesgo adicional es perder el objetivo.

2. En casos esporádicos la perforación de un pozo puede seguir el plano de falla.

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Pliegues:Pliegues: La distribución de los fluidos es una función directa de sus densidades relativas, el gas se emplaza hacia las zonas mas altas pudiendo generar problemas durante la perforación.

Los mapas muestran los contactos del petróleo con el agua y/o con el gas. Con base a la experiencia en el área, se decidiráel rango de riesgo de las zonas de cuña de agua y gas en cuanto a perforación.

RRIESGOS GEOLIESGOS GEOLÓÓGICOS DERIVADOS GICOS DERIVADOS DE LA GEOLOGDE LA GEOLOGÍÍA ESTRUCTURAL A ESTRUCTURAL

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Evidentemente, muchos factores de riesgos geológicos son impredecibles, pero el mayor riesgo, es no considerar las posibles advertencias implícitas en la interpretación de la geología del yacimiento

RRIESGOS GEOLIESGOS GEOLÓÓGICOS DERIVADOS GICOS DERIVADOS DE LA GEOLOGDE LA GEOLOGÍÍA ESTRUCTURAL A ESTRUCTURAL

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POSICIPOSICIÓÓN Y CEMENTACIN Y CEMENTACIÓÓN DE LOS N DE LOS REVESTIDORES EN FUNCIREVESTIDORES EN FUNCIÓÓN DE LAS ROCAS N DE LAS ROCAS

Los revestidores tienen como principal función, preservar el pozo manteniendo las paredes del mismo, estables y evitar la entrada de fluidos del pozo hacia la formación y viceversa. Existe una estrecha relación entre la posición del revestidor y las formaciones atravesadas.

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Pueden diseñarse diferentes programas para cementar revestidores pero en general deben considerarse los siguientes criterios:

El Revestidor Superficial:El Revestidor Superficial:Debe cubrir el manto aluviónico y el suelo aluvial o de relleno. Esta zona debe incluir a las aguas del subsuelo meteóricas y el nivel freático. El revestidor debe quedar cementado penetrando el tope del estrato inferior al desarrollo de aluviones.

POSICIPOSICIÓÓN Y CEMENTACIN Y CEMENTACIÓÓN DE LOS N DE LOS REVESTIDORES EN FUNCIREVESTIDORES EN FUNCIÓÓN DE LAS ROCAS N DE LAS ROCAS

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El Revestidor Intermedio:El Revestidor Intermedio:Debe cubrir totalmente todos los horizontes arenosos, en forma tal, que se cubran todas las probabilidades de acumulación de fluidos por fuga debido a fallas en el revestidor.

Es frecuente el caso de acumulación de gas en estratos arenosos superiores debido al escape de estos a través del revestidor, debido a la mala cementación, rotura o mal ajuste de las uniones. Incendios y reventones con severas pérdidas han sido reportados en varias ocasiones debido a este problema.

13-3/8”

POSICIPOSICIÓÓN Y CEMENTACIN Y CEMENTACIÓÓN DE LOS N DE LOS REVESTIDORES EN FUNCIREVESTIDORES EN FUNCIÓÓN DE LAS ROCAS N DE LAS ROCAS

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El Revestidor Intermedio: También suele ocurrir que el gas no es capturado a este nivel y sigue ascendiendo hasta capas superiores y produce grietas en superficie escapando, y originando incendios que contaminan la atmósfera y producen accidentes al delimitar las estructuras, edificaciones y poblados.

Estos revestidores deben ser cementados en un horizonte estable y la calidad de la cementación debe controlarse con mucho esmero observando que su estabilidad sea perfecta.

POSICIPOSICIÓÓN Y CEMENTACIN Y CEMENTACIÓÓN DE LOS N DE LOS REVESTIDORES EN FUNCIREVESTIDORES EN FUNCIÓÓN DE LAS ROCAS N DE LAS ROCAS

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Revestidores Profundos:Revestidores Profundos:Cubren zonas con litología compleja u horizontes saturados de hidrocarburos. Su estabilización y buena cementación deben ser controlada detalladamente porque de su calidad dependerá la buena producción de los intervalos abiertos.

En los tres criterios establecidos anteriormente, deben considerarse como un control rutinario el control de calidad de cementación (CBL), el cual indicará el desplazamiento total de cemento y las posibles zonas con cementación defectuosa.

POSICIPOSICIÓÓN Y CEMENTACIN Y CEMENTACIÓÓN DE LOS N DE LOS REVESTIDORES EN FUNCIREVESTIDORES EN FUNCIÓÓN DE LAS ROCAS N DE LAS ROCAS

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PerforaciPerforacióón Bn Báásicasica

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IINFLUENCIA DE LA INCLINACINFLUENCIA DE LA INCLINACIÓÓN Y TIPO DE N Y TIPO DE ROCA DURANTE LA PERFORACIROCA DURANTE LA PERFORACIÓÓNN

La posición de la tubería de perforación, el lastrabarrenas y la mecha deben teóricamente mantener una total verticalidad cuando se encuentran suspendidas desde la Torre de Perforación.

Los factores que inciden en la verticalidad de la tubería son:

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PerforaciPerforacióón Bn Báásicasica

IINFLUENCIA DE LA INCLINACINFLUENCIA DE LA INCLINACIÓÓN Y TIPO DE N Y TIPO DE ROCA DURANTE LA PERFORACIROCA DURANTE LA PERFORACIÓÓNN

a. a. Resistencia de la roca: Resistencia de la roca:

Tiene que ver con el tipo de roca y su dureza en relación con su origen.

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Este parámetro es muy importante porque en función del tipo de roca que se vaya a cortar se debe diseñar un tipo de mecha adecuado y por lo tanto un peso sobre la mecha acorde con la formación de los estratos del subsuelo.

b. b. Peso sobre la mecha: Peso sobre la mecha:

En el caso de mantenerse la perforación en rocas horizontales se podrá controlar la verticalidad teniendo en consideración el peso de la mecha y el tipo de litología presente.

IINFLUENCIA DE LA INCLINACINFLUENCIA DE LA INCLINACIÓÓN Y TIPO DE N Y TIPO DE ROCA DURANTE LA PERFORACIROCA DURANTE LA PERFORACIÓÓNN

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La verticalidad del pozo tendrá su dependencia conforme a la posición de los estratos, buzamientos, los cuales incidirán notablemente en la trayectoria del pozo.

c.c. ÁÁngulo de inclinacingulo de inclinacióón de la n de la roca: roca:

IINFLUENCIA DE LA INCLINACINFLUENCIA DE LA INCLINACIÓÓN Y TIPO DE N Y TIPO DE ROCA DURANTE LA PERFORACIROCA DURANTE LA PERFORACIÓÓNN

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Durante todo el proceso de perforación siempre habrá un efecto permanente de alternancia de rocas duras y blandas, que por supuesto incidirá en la trayectoria del pozo.

La forma de evitar la desviación del pozo es preparando un programa de perforación con los posibles cambios en la naturaleza de las rocas.

d. d. Alternancia de rocas duras Alternancia de rocas duras y rocas blandas: y rocas blandas:

IINFLUENCIA DE LA INCLINACINFLUENCIA DE LA INCLINACIÓÓN Y TIPO DE N Y TIPO DE ROCA DURANTE LA PERFORACIROCA DURANTE LA PERFORACIÓÓNN

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Dependiendo de la profundidad a perforar y de las características geológicas, se deben controlar los siguientes elementos, que mantendrán la verticalidad del pozo dentro de los limites óptimos:

Un Buen Diseño de lastrabarrenas y estabilizadores.

Tipo de mecha adecuado para cada tipo de formación o para un promedio en caso de presentarse frecuentes alteraciones.

Recomendaciones:Recomendaciones:

IINFLUENCIA DE LA INCLINACINFLUENCIA DE LA INCLINACIÓÓN Y TIPO DE N Y TIPO DE ROCA DURANTE LA PERFORACIROCA DURANTE LA PERFORACIÓÓNN

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Control permanente del peso sobre la barrena.

Velocidad de rotación de la mecha adecuada con la profundidad y el tipo de roca.

Volumen de fluido y presión permanente controlados.

Tomar registro para el control de desviación, tomar un registro e iniciar los correctivos necesarios para controlar la trayectoria.

Recomendaciones Recomendaciones ((ContCont))

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Además de las recomendaciones anteriores, es necesariocontrolar todo el proceso desde el inicio, tomándose todo el

tiempo necesario para que el pozo mantenga su verticalidad desde la superficie.

No debe olvidarse que la preservación de las paredes del pozo es de gran importancia para todos los procesos evaluativos. Un pozo torcido desde el principio genera desgaste en el revestimiento superior, en la tubería de perforación y en la pared del hoyo del pozo.

IINFLUENCIA DE LA INCLINACINFLUENCIA DE LA INCLINACIÓÓN Y TIPO DE N Y TIPO DE ROCA DURANTE LA PERFORACIROCA DURANTE LA PERFORACIÓÓNN

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AGENTES FAGENTES FÍÍSICOS RELACIONADOS CON EL SICOS RELACIONADOS CON EL EQUILIBRIO DE LA COLUMNA HIDROSTEQUILIBRIO DE LA COLUMNA HIDROSTÁÁTICATICA

La columna hidrostática o columna de barro que ejerce presión sobre el fondo y contra las paredes del pozo en todas las direcciones, está relacionada con ciertos agentes físicos que deben tenerse presente para mantener el adecuado equilibrio durante la perforación.

De no lograrse este control pueden originarse los siguientes problemas:

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1.1. PPéérdida de Circulacirdida de Circulacióónn

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2.2. ReventonesReventones

3.3. TuberTuberíía atascadaa atascada

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4.4. Inestabilidad en el pozoInestabilidad en el pozo

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La presión hidrostática se incrementa en la medida que se profundiza.

PH= GRAD.X PROFUNDIDAD

Para el agua dulce el gradiente de presión es O.433 libras por pulgada cuadrada x por pie (0.433 l.p2 . pie)

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5.5. Presiones anormales Presiones anormales

En ciertos niveles, las formaciones se encuentran aisladas debido a cierres estructurales o estratigráficos.

Los fluidos contenidos en estas rocas no tienen comunicación con acuíferos superficiales por lo que sus presiones corresponderán a los eventos que le dieron origen así como a la naturaleza de los mismos.

Las principales causas de los orígenes de presiones anormales son: Movimientos Tectónicos, Sedimentación Rápida, Presiones Antiguas, Diagénesis de las Arcillas y Domos Salinos.

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6.6. Temperatura Temperatura La temperatura es otro factor físico que ejerce influencia en el equilibrio de la columna hidrostática. Como la temperatura se incrementa con la profundidad existe un gradiente que se considera con un aumento de 1° C por cada 30 metros de incremento de la profundidad.

Este incremento, no es estable porque depende de las características del manto en la región y de la proximidad con zonas falladas o proximidad volcánica activa.

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7.7. Fluidos Fluidos

Los fluidos contenidos en las formaciones, al igual que la matriz rocosa, soportan la sobrecarga debida a la superposición de sedimentos.

La presión de pozos que corresponde a la sobrecarga soportada por los fluidos en el espacio poroso de la roca, se transmite al pozo y genera una presión que debe ser equilibrada con la columna formada por el fluido de perforación.

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8.8. Fluidos Fluidos

Para cada unidad formacional o eventualmente para cada yacimiento, los fluidos se separan en función de sus densidades relativas. Si hay gas libre se encontrará en la parte más alta seguido del petróleo y agua.

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Las superficies de contacto entre los fluidos, generalmente son horizontales, en caso de existir cierta inclinación en la superficie de contacto agua-petróleo, se puede admitir que el yacimiento se encuentra bajo un régimen hidrodinámico activo.

Los diferentes horizontes atravesados durante la perforación del pozo, presentan generalmente alternancias de diferentes asociaciones de fluidos entre las que se encuentran el gas, gas-petróleo, petróleo-agua dulce, petróleo-agua salada, agua dulce y/o agua salada.

Los diferentes horizontes atravesados durante la perforación del pozo, presentan generalmente alternancias de diferentes asociaciones de fluidos entre las que se encuentran el gas, gas-petróleo, petróleo-agua dulce, petróleo-agua salada, agua dulce y/o agua salada.

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8.8. FluidosFluidos (cont.)(cont.)

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Es necesario un control permanente de la secuencia geológica, para mantener las condiciones óptimas del fluido de perforación, así como a las variantes que ocurran debido a los componentes no esperados. Ejemplos: aguas muy salobres, aguas sulfurosas, aguas dulces y presiones anormales.

La presencia de cualquiera de estos fluidos con la asociación de ellos, genera problemas desequilibrando el peso de la columna de barro de perforación.

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8.8. FluidosFluidos (cont.)(cont.)

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9.9. Contaminantes TContaminantes Tóóxicos xicos Aún cuando la presencia de los contaminantes tóxicos es esporádica tiene cierta relación con la naturaleza de las rocas.

Ha sido notable la asociación de H2S con rocas de tipo calcáreo (calizas) sin que esto sea necesariamente la regla. También, es frecuente la presencia de CO2 y de gases de metano en horizontes carbonosos.

Debe emplearse toda la información geológica provenientes de la misma área, para llevarlos por correlación a las diferentes localizaciones y prevenir cualquier horizonte de riesgo.

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10.10. AnAnáálisis de muestras lisis de muestras

Las muestras más frecuentes, se obtienen de los ripios que resultan del avance del el taladro por desgaste de la roca.

Estos pequeños trozos de roca llegan a la superficie donde son tamizados, evitando así que circulen nuevamente. Son tomados progresivamente relacionando su profundizad original por el cálculo de la velocidad de ascenso del barro y la capacidad de las bombas.

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Estas muestras vistas al microscopio permiten identificar los diferentes tipos de rocas y así como conocer los cambios formacionales.

El control permanente de estas muestras y las variaciones de la velocidad de penetración corregida por el desgaste de la mecha, permite un buen análisis de la secuencia litológica del pozo.

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10.10. AnAnáálisis de muestraslisis de muestras (cont.)(cont.)

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11.11. Registros (perfilaje) Registros (perfilaje) Los registros tomados en los pozos son herramientas fundamentales para el reconocimiento cualitativo de las rocas y los fluidos que contienen.

Debido a las múltiples opciones de información a obtenerse de los registros es necesario considerar la influencia de los fluidos empleados en la perforación frente a las paredes porosas y permeables del pozo.

Es importante la planificación previa del tiempo de perfiiaje y la calidad de la información obtenida para lo que debe coordinarse la acción conjunta del geólogo, el petrofisico y el ingeniero de perforación .

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12.12. Muestras de pared: Muestras de pared:

Después de ser perforado el pozo se pueden tomar muestras de las paredes, aprovechando de la estabilidad de la costra de barro por la circulación sostenida para la estabilización del hoyo.

Las muestras de pared son tomadas en puntos de profundidad previamente establecida, fijando una herramienta portadora de una cápsula que se eyecta horizontalmente, mediante un proyectil con carga explosiva, activado eléctricamente y solidario a un cable.

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En formaciones blandas la recuperación es bastante buena, pero se debe procurar mantener las condiciones del pozo en las condiciones de mayor estabilidad.

Se debe tener en consideración que en formaciones permeables hay desplazamiento de fluidos y las características originales pueden alterarse.

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12.12. Muestras de pared Muestras de pared (cont.)(cont.)