Perforacion de pozos

GEOELECTRICIDAD

Es la ciencia encargada de estudiar los fenómenos eléctricos que se producen en la Tierra. Estos son de gran importancia para la industria minera y las construcciones industriales.

MÉTODOS ELÉCTRICOS 

Son un tipo de métodos geofísico, y constituyen pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Permiten evaluar la resistividad media del subsuelo mediante la medición de una diferencia de potencial entre dos electrodos situados en la superficie. El flujo de corriente a través del terreno discurre gracias a fenómenos electrolíticos, por lo que la resistividad depende básicamente de la humedad del terreno y de la concentración de sales en el agua intersticial. Por ello existe una gran variabilidad de valores de la resistividad para cada tipo de terreno, con rangos muy amplios.

Perfiles Eléctricos

El método consiste en colocar cuatro electrodos alineados a igual distancia entre sí (d). Se conecta una batería a los electrodos exteriores midiendo la intensidad que circula entre ellos, así como el voltaje entre los electrodos intermedios. El valor obtenido representa la resistividad media de un gran volumen de suelo, ya que la red de corriente se extiende en profundidad, aunque tienen mayor peso las características eléctricas de los terrenos más superficiales.

CLASES DE CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DE LAS ROCAS

Existen dos clases de conductividad eléctrica de las rocas. En una de ellas, bajo la influencia de un campo eléctrico, los electrones migran a lo largo de los haces de corriente. Esta forma de conducción es típica de los metales, por el cual se denomina conductividad metálica. En el otro tipo la conducción bajo la influencia de un campo eléctrico, se transportan iones cargado negativo o positivo. Esta conducción se denomina electrolítica. Por ejemplo los sulfuros son de alta conductividad y baja resistividad eléctrica; las micas son de conductividad muy baja, y las rocas porosas saturadas con agua son de alta conductividad. 

EXPLORACIÓN ELÉCTRICA

Para la exploración eléctrica se utilizan principalmente dos arreglos electroditos que son: Los sondeos eléctricos verticales (SEV), permite tener una visión general de las unidades geoeléctricas y litológicas en el subsuelo del área bajo estudio hasta una profundidad de 400 m, el SEV consiste en hacer una serie de mediciones con arreglo electrodito de 4 polos, para obtener la resistividad a distintas profundidades en un punto dado de la superficie. Los electrodos de potencial (M, N) se fijan en una posición y se toman varias lecturas moviendo los electrodos de corriente (A, B), cuando las lecturas ya son lejanas, se llega máximo con una separación:

¿QUÉ ES UN TALADRO DE PERFORACIÓN PETROLERO?

                También llamado torre de perforación, es un dispositivo utilizado para realizar la perforación del suelo, generalmente entre 800 y 6.000 metros de profundidad, para pozos ya sean de gas, agua o petróleo.

                La función principal del taladro de perforación rotatoria es hacer un hoyo, lo más económicamente posible. Hoyo cuya terminación representa un punto de drenaje eficaz del yacimiento geológico. Lo ideal sería que el taladro hiciese hoyo todo el tiempo pero la utilización y el funcionamiento del taladro mismo y las operaciones conexas para hacer y terminar el hoyo requieren hacer altos durante el curso de los trabajos. Entonces, el tiempo es primordial e influye en la economía y eficiencia de la perforación.

FUNCIONAMIENTO DEL  TALADRO DE  PERFORACIÓN

                Los taladros son utilizados para realizar un proceso llamado perforación de pozos, el cual consiste en hacer un orificio en suelo hasta llegar a la trampa petrolífera (lugar donde se encuentra el petróleo en el subsuelo). Este orificio se hace con la barrera o mecha que posee la torre de perforación, la cual se encuentra sostenida por un sistema de polea; mientras que las acciones son controladas mediante una mesa rotaria, la cual a su vez es movida por motores en un área denominada malacate para lograr la extracción de manera efectiva.

                Por primera vez en la historia de nuestro país, después de casi cien años de explotación petrolera, la Industria China Venezolana de Taladros, logró desarrollar, ensamblar, probar y certificar dos taladros de perforación en tierra: el PDV 20 y el PDV 21. Esta operación de ensamblaje y prueba responde al Plan Del Gobierno Bolivariano de apalancar la soberanía petrolera y tecnológica, en defensa de las reservas de hidrocarburos del país. Este equipo de perforación tiene una potencia de 2.000 caballos de fuerza (HP por sus siglas en inglés), una altura de 60 metros, y una capacidad para perforar pozos desde 12 mil hasta 20 mil pies de profundidad. Para el año 2014, Venezuela cubrirá toda la cadena productiva del taladro y se comenzarán a fabricar 85% de las partes que lo conforman (cabria, subestructuras y tanques).

DISEÑO DEL POZO

                El objeto de diseñar un pozo se basa en alcanzar el estado final ideal deseado del mismo. Por lo que se necesita pre-definir todos los elementos que determinan las características del pozo en sus dos etapas, tanto en la de perforación como en la de terminación. Ya que se cuenta con el diseño , se puede proceder a elaborar el programa operativo de perforación. Las actividades que involucran el diseño del pozo son:

• Colectar, analizar, resumir y evaluar toda la información referente al pozo que se va a perforar.
• Identificar todos los riesgos y problemas que se pueden presentar en la perforación, sobretodo los potenciales.
• Definir el tipo de terminación que se requerirá.
• Diseñar la perforación del pozo, estimando las geo presiones, determinando la profundidad de asentamiento de las tuberías de revestimiento, seleccionando las tuberías necesarias, definiendo los requerimientos de las cementaciones que se realizarán, seleccionar el conjunto de barrenas que se ocuparán durante la perforación, seleccionando los fluidos de perforación mas apropiados para la operación, determinar la composición de la sarta de perforación en su conjunto, definir los tiempos que se designarán a las diferentes etapas durante la perforación, etc.
• Definir los cabezales y árboles de válvulas requeridos.
• Revisar todos los aspectos propuestos y discutir en consenso el diseño mas apto.
• Estimar los costos que representan todas las actividades que se llevarán a cabo.
• Elaborar los documentos necesarios del diseño del pozo e involucrados en el proceso de perforación.
• Identificar los aspectos que puedan obstruir el proceso de la perforación.
• Coordinar los programas de movimiento de los equipos y la logística involucrada.
• Definir lo mas pronto posible la fecha real de inicio de las actividades físicas en la perforación del pozo. De acuerdo con lo explicado renglones atrás, desde el punto de vista de la perforación, el éxito o fracaso de un pozo depende en gran parte del diseño del pozo realizado previamente al inicio de la perforación, esta planeación del pozo depende a su ves, de la calidad y de la cantidad de los datos disponibles, por lo cual es importante que en la recopilación de la información intervengan de una manera activa, el personal de exploración, el personal de yacimientos, el personal de producción y por supuesto el personal de perforación.

FLUIDOS DE PERFORACION

                Es un fluido de características físico-químicas apropiadas. Puede ser aire, gas, agua, petróleo y combinaciones de agua y aceite, con diferente contenido de sólidos. No debe ser tóxico, corrosivo, ni inflamable, pero sí inerte a contaminaciones de sales solubles o minerales y estable a cambios de temperaturas. Debe mantener sus propiedades según las exigencias de las operaciones y ser inmune al desarrollo de bacterias.

          IMPORTANCIA

• Remover los sólidos del fondo del hoyo y transportarlos hasta la superficie. Densidad y viscosidad Velocidad de circulación
•  Enfriar y lubricar mecha y sarta de perforación. Fricción con formaciones Gasoil y químicos (lubricantes)
• Cubrir las paredes del hoyo con un revoque liso, delgado, flexible e impermeable. Concentración y dispersión de sólidos arcillosos comerciales.
• Controlar las presiones de las formaciones. Uso de densificantes (barita, hematita, siderita, magnetita, etc). Ph = 0.052 x  (lbs/gal) x D (pie) Ph = 0.00695 x  (lbs/pie 3 ) x D(pie) r e r w P h > P y
•  Suspender sólidos y material densificante, cuando es detenida temporalmente la circulación. Tixotropía. Resistencia de Gel evita precipitación del material densificante.
• Mantener en sitio y estabilizada la pared del hoyo, evitando derrumbes. Estabilidad en paredes del hoyo. Minimizar daño. K o r d K d K r e r w h P h > P y K d <>
• Facilitar la máxima obtención de información sobre las formaciones perforadas. Información geológica. Registros eléctricos. Toma de núcleos. UNIDAD COMPACTA DE PERFILAJE
• Transmitir potencia hidráulica a la mecha. Lodo es el medio de transmisión de potencia. Diseño de programa hidráulico. Hoyo Abierto Revestimiento Revestimiento Salida del fluido Unión Giratoria Vertical Kelly Porta Mecha
• Facilitar la separación de arena y demás sólidos en la superficie.

CEMENTACION

                Es colocar una lechada de cemento en el espacio de anular entre el revestidor y la formación expuesta del hoyo (Huevo abierto) o revestidores anteriores.

          IMPORTANCIA

• Aislamiento zonal (prevenir comunicación entre zonas).
• Proveer soporte al revestidor dentro del pozo.
• Proteger soporte al revestidor (e.g. corrosión, formaciones plásticas).
• Proteger el hoyo de un colapso.

DISEÑO DE REVESTIDORES

                El producto final de tal diseño es un recipiente de presión que sea capaz de resistir las presiones interiores y exteriores, así como las cargas axiales a que sea sometido.

                Las irregularidades dentro del hoyo someterán el revestidor a esfuerzos adicionales por fuerzas de doblamiento que también deberán considerarse en el proceso de selección del grado de acero.     En general, el costo de un revestidor con un grado de acero dado es proporcional a su peso. A mayor peso, mayor será el costo del tubular.

                IMPORTANCIA

• Separar las formaciones del hoyo abierto
• Prevenir que el hoyo colapse
• Permitir el flujo de fluidos hacia y desde el pozo

Toma y manejo de Núcleos

                 La toma de núcleo consiste en la remoción mecánica de material de formación de las inmediaciones de un pozo, con el menor grado de perturbación posible. La toma de núcleos es realizada durante las operaciones de perforación usando una gran variedad de equipos. Estos diferentes equipos pueden ser divididos en dos grandes clases: los núcleos de pared y los núcleos de hueco completo. Los núcleos de pared no deben ser utilizados para las formaciones no consolidadas a las cuales se les evalúa las propiedades mecánicas, ya que arrojan resultados erróneos; por lo tanto, solo se deben utilizar núcleos de hueco completo.

                El manejo de los núcleos, constituye una fase muy crítica en el proceso de adquisición del núcleo. Todas las técnicas de manejo, para cualquier tipo de núcleo recuperado tienen por objetivo primordial asegurar una marcación apropiada, minimizar el daño y una técnica apropiada para su transporte al laboratorio de análisis. De todas formas, todo el equipo para el manejo, debe estar preparado antes de retirar el núcleo del barril. Igualmente se deben tomar las precauciones necesarias para proteger el núcleo contra lluvias, alteraciones y o cambios en su contenido de fluidos. La velocidad es importante en el manejo de los núcleos de rocas duras, y mucha paciencia en las rocas friables

          IMPORTANCIA

          La toma de núcleos en formaciones no consolidadas tiene dos aspectos de importancia. Uno es la recuperación del núcleo y el otro es la calidad del núcleo recobrado, conocido como grado de perturbación. En formaciones consolidadas la calidad del núcleo está relacionado con el porcentaje de recobro; sin embargo, en formaciones no consolidadas es posible obtener buenos porcentajes de recobro de un núcleo muy perturbado.

¿QUE ES UNA SARTA DE PERFORACION O DE PRODUCCION?

Es una columna de Herramientas Tubulares de diferentes diámetros y longitudes con conexiones roscadas y enlazadas entre si, por medio de estas, que se conectan de acuerdo a un diseño previamente calculado, y se van agregando a medida que se avanza en la perforación, hasta alcanzar la profundidad programada para explotar los yacimientos petroleros.

También se utilizan en los trabajos de reparación y mantenimiento de pozos ó para proveer el medio para poner el pozo en producción.

Componentes de Sarta de perforación

          Típicamente, una sarta de perforación consta de los siguientes componentes:

• Barrenas
• Collares o Lastra-Barrena
• Tuberías pesadas de perforación o tubería de pared gruesa
• Tubería de perforación
• Accesorios tales como Estabilizadores, Escariadores, Sustitutos de Acople, Conectores de Barrena, etc.