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OBJETIVO Que el alumno adquiera los conocimientos necesarios para la selección, desarrollo y análisis de los planes que implican un diseño óptimo para la perforación de pozos petroleros. INTRODUCCION El diseño de la perforación de pozos es un proceso sistemático y ordenado que puede ser aplicado para el diseño de cualquier tipo de pozos y cuyo único requerimiento consiste en aplicar la tecnología adecuada en cada etapa. La planeación de la perforación de un pozo, requiere la integración de ingeniería, seguridad, ecología, costo mínimo y utilidad. 1.-Recopilación de información 2.-Predicción de las presiones de presión y fractura. 3.-Determinación de la profundidad de asentamiento de las TR. 4.-Selección de la geometría y trayectoria del pozo. 5.-Programa de fluidos de perforación. 6.-Programa de barrenas. 7.-Diseño de TR y programa de cementación .8.-Diseño de las sartas de perforación. 9.-Programa hidráulico. 10.-Selección del equipo de perforación. 11.-Tiempos estimados de perforación. 12.-costos de la perforación. OBJETIVOS DE LA PERFORACION Pozo útil que permita su explotación raciona en forma segura al menor costo posible. COORDENADAS DEL CONDUCTOR Y OBJETIVO Para perforar un pozo se requiere de dos coordenadas la primera nos indicara la posición donde se iniciara la perforación y la segunda indicara el punto en el que se localizara el objetivo, definiendo así si el pozo será vertical o horizontal.

DIAMETRO DE LAS TUBERIA DE EXPLOTACION Las tuberías de revestimiento son tramos de tuberías de acero que se utilizan para formar un primer conducto desde la profundidad hasta la superficie. El diámetro de la tubería de explotación esta en funcion de los requerimientos, expectativas, y características del yacimiento, y debe diseñarse de acuerdo a los requerimientos de producción, estimulación y reparación del pozo. PROGAMA DE TOMA DE INFORMACION Consiste en determinar los intervalos o profundidades en los que se corren los registros, se cortan núcleos o se efectúa alguna prueba de producción. REGISTRO CONTINUO DE PARAMETROS DE PERFORACION Es un monitoreo, metro a metro, de las condiciones de perforación. Este registro puede efectuarse en un solo intervalo o bien en todo el pozo.

Registros geofísicos: Se utiliza para conocer las características de las formaciones a travesadas por los pozos, tanto en su naturaleza litológica como en lo relativo a su contenido de fluidos.

NUCLEOS El corte de núcleos es el único método para realizar mediciones directas de las propiedades de la roca y de los fluidos contenidos en ella, como la litología, porosidad, permeabilidad, saturación de aceite, gas y agua, relación aceiteagua, gas-aceite y rumbo y echado de las capas. PRUEBA DST La aplicación de estas pruebas es común durante la perforación de pozos exploratorios, para evaluar en forma rápida zonas que por registro presenten posibilidades de contener hidrocarburos. REGISTRO DE BARRENAS Un registro de barrenas se lleva con la finalidad de programar en el próximo diseño de pozo las barrenas ideales para cada formación y asi obtener las condiciones de operación optimas de trabajo para cada etapa. Núm. de barrenas Características Rendimiento Condiciones de operación

Fluido Desgaste Observaciones DETERMINACION DE LOS GRADIANTES DE PERFORACION El conocimiento de los gradientes de formación y de fractura constituye la base fundamental para la óptima programación del lodo de perforación y profundidades adecuadas de asentamiento de las tuberías de revestimiento para mantener el control del pozo.

METODOLOGIA PARA DETERMINAR LAS PRESIONES ANORMALES Antes de la Perforación Se caracteriza por el uso de las técnicas geofísicas de sismología. Las secciones sísmicas son una representación de los cambio del producto velocidad-densidad de la roca en el subsuelo, las zonas sobre presionadas tienen una menor velocidad de transmisión del sonido respecto a una zona normal. Durante la Perforación Utiliza datos y muestras obtenidas durante la perforación del pozo. Los indicadores de presión anormal se basan en la experiencia y en el intenso estudio. Estos indicadores son la velocidad de penetración, momento de torsión

aplicado a la tubería, exponentes d y dc, registros del lodo, incrementos de recortes, etc. Después de la Perforación La verificación y cuantificación de presiones anormales después de la perforación caen dentro de lo que se llama Evaluación del pozo, la cual se lleva al cabo mediante los registros geofísicos de sónico de porosidad (acústico), registro de densidad, registro sónico dipolar (DSI), registro eléctrico de inducción. TIPOS DE TUBERIAS DE REVESTIMIENTO Tubería conductora Puede ser hincado o se perfora y se cementa y su objetivo es aislar acuíferos superficiales y tener un medio de circulación del fluido de perforación. Tubería Superficial Tiene como objetivo aislar acuíferos superficiales e instalar conexiones superficiales de control. Tubería intermedio 1 Se cementa en la cima de la zona de presion anormalmente alta, para cambiar la base al lodo de perforación e incrementar la densidad del mismo. Tubería intermedio 2 Se cementa a la salida de la zona de presión anormal, para bajar la densidad del lodo de perforación y perforar la zona de interés. Tubería de revestimiento corta Constituye una instalación especial que evita utilizar una sarta de la superficie al fondo del pozo, la longitud de esta tubería permite cubrir el agujero descubierto, quedando una parte traslapada dentro de la última tubería. Tubería de explotación Permite la explotación selectiva de los intervalos que presenten mayores características para ello. DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION El objetivo del diseño de sartas de perforación es dar a conocer los diferentes tipos de sartas de perforación programados durante las etapas de perforación y terminación del pozo. Las herramientas que son fundamentales para la perforación del pozo son:

Barrena Lastrabarrenas Heavy Weight Esta tubería se fabrica con mayor espesor de pared y uniones especiales extra largas con relación a la TP, su funcion principal es la de hacer la transmision de esfuerzos entre la tubería de perforación y lastrabarrenas. Drill pipe Estos son tubos de acero o aluminio con características especiales usados para transmitir rotación y fluido a la barrena en las operaciones de perforación, terminación y reparación de pozos. PROGRAMA DE BARRENAS Durante la planeación de un pozo; se deben seleccionar Ios tipos de barrenas a usarse de acuerdo a las características de la formación y al diseño actual que se tenga. Uno de los objetivos en la selección de barrenas es la de reducir los costos de perforación. Para la planeación del programa de barrenas de un pozo a perforarse, se procede como sigue: 1. El Ingeniero de diseño encargado de la planeación del pozo, deber‡ de llevar a cabo una selección inicial de las barrenas, basado en los objetivos, riesgos y geometría.

2. Efectuar un estudio detallado de los registros de barrenas de los pozos vecinos, para que el programa sea un promedio del área. 3. El programa de barrenas y los programas operacionales deberán de afinarse para lograr que el pozo a perforar rebase la operación promedio del área. En la actualidad existen diversos tipos de barrenas para la perforación de pozos que difieren entre s’, ya sea en su estructura de corte o por su sistema de rodamiento. Las barrenas se clasifican en:

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Barrenas tricónica. Barrenas de diamante. Barrenas de diamante policristalino, (PDC).

Factores para la selección de barrenas:

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Dureza y abrasividad de la formación. Geometría del pozo. Control direccional. Sistema de rotación. Tipo de fluido de perforación.

PROGRAMA HIDRAULICO El objetivo principal en el diseño del programa hidráulico es:

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Incrementar la velocidad de penetración, derivada del a efectiva limpieza en el fondo del agujero. Evitar o disminuir la erosión excesiva de las paredes del agujero y no provocar derrumbes o deslaves. Control en las pérdidas de presión en el sistema de circulación para evitar variaciones de presión en el agujero por la densidad equivalente de circulación, limitar la presión disponible en la barrena y los HP hidráulicos para la circulación.

PERFORACION DIRECCIONAL La perforación direccional es el proceso de dirigir el pozo a una determinada distancia lateral de la localización superficial del equipo de perforación. Esta tecnología surgió como una operación de remedio ahora se considera una herramienta para la optimización de yacimientos. PLANEACION DEL PROYECTO DIRECCIONAL  Diseñar la trayectoria del agujero para alcanzar un objetivo dado. El diseño inicial debe proponerlos diferentes tipos de trayectoria que pueden ser perforados económicamente.

 El diseño final debe incluir los efectos de las condiciones geológicas sobre los aparejos de fondo (BHA's) que serán utilizados y otros factores que pudieran influenciar la trayectoria final del agujero. La selección del tipo de trayectoria dependerá principalmente de los siguientes factores:    

Características dela estructura geológica. Espaciamiento entre pozos. Profundidad vertical. Desplazamiento horizontal del objetivo.

MOTORES DE FONDO

Los motores de fondo constituyen el último desarrollo en herramientas desviadoras. Son operados hidráulicamente por medio del lodo de perforación bombeado desde la superficie a través de la tubería de perforación. Ventajas de los motores de fondo:     

Proporcionan un mejor control de desviación. Proporcionan mayor velocidad de rotación de la barrena . Posibilidad de desviar en cualquier punto de la trayectoria de un pozo. Ayudan a reducir la fatiga de la tubería de perforación. Se pueden obtener mejores ritmos de penetración.

TIPOS DE TERMINACION Esta terminación se caracteriza por su simplicidad y bajo costo. Prácticamente la tubería de revestimiento es cementada en la cima de la zona productora. La terminación en agujero descubierto, permite las pruebas de producción, el abandono temporal, las estimulaciones

Agujero descubierto Esta terminación se caracteriza por su simplicidad y bajo costo. Prácticamente la tubería de revestimiento es cementada en la cima de la zona productora. La terminación—n en agujero descubierto, permite las pruebas de producción, el abandono temporal, las estimulaciones Tubería ranurada La terminación con tubería ranurada es económica y muy común en la terminación de pozos horizontales. La mayor ventaja de la tubería ranurada es la protección del agujero para evitar el colapso. Tubería ranurada con empacador externo Este tipo de terminación es similar al de la tubería ranurada, con excepción de que se corre con un empacador externo para conseguir aislar alguna zona que requiera de una acidificación o para separar algunos intervalos dañados. Tubería de revestimiento cementada Desde el punto de vista operativo, este tipo de terminación es muy costoso y muy complicado. Pero ofrece buena integridad. Prolonga la vida del pozo evitando el colapso del agujero. También facilita los trabajos de reparación, requerimientos de estimulación y limpieza, abandonos temporales y totales y la toma de registros de producción. Tubería pre-empacada y protegida Esta terminación es aplicable a yacimientos con formaciones poco consolidadas y con permeabilidad alrededor de 1 Darcy. Se utiliza en yacimientos con gran producción de arena y es preferible a la tubería ranurada.