Side Track Final.docx

TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA

TEMA: SIDE TRACK ESTUDIANTES: HEIDY CERVANTES

COD:

CARLOS F. BORJA ROMERO

COD: 201204117

CARLOS JUSTINIANO

COD:

ASIGNATURA: PERFORACION 3 GRUPO: “B” CARRERA: ING. EN GAS Y PETROLEO

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TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

CAPITULO I 1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVO GENERAL La perforación direccional tiene como objetivo, el alcance de una ubicación subterránea preestablecida a través de una trayectoria planificada. Se puede entender como un proceso tridimensional, es decir, la barrena no solo penetra verticalmente, sino que se desvía intencionalmente o no hacia los planos X-Y, donde el plano “X” se define como el plano de dirección y “Y” como el de inclinación. Luego entonces, los ángulos asociados con los desplazamientos en los planos “X” y “Y” son llamados ángulos de dirección y de inclinación respectivamente. 1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Es una de las aplicaciones de más riesgo en la perforación direccional; en esta aplicación se perfora un pozo direccional el cual tiene el objetivo de mermar la presión de formación, mediante la inyección de fluidos de perforación con alta densidad  Poder distinguir las desviaciones largas y cortas y de una manera mas practica, mejorar las técnicas convencionales que existen.

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2. INTRODUCCION 2.1. Perforación Direccional La perforación direccional tuvo sus inicios en la década de los años veinte del siglo pasado, ya que en 1930 se perforo el primer pozo direccional controlado en Huntington Beach, California. En nuestro país, el primer pozo direccional registrado, fue perforado en 1960 en las Choapas, Veracruz (Un siglo de la perforación en México, 2000). En sus principios, esta tecnología surgió como una operación de remedio, la cual se ha seguido desarrollando, de tal manera que ahora se considera una herramienta de gran utilidad para la optimización de yacimientos. Comprende aspectos tales como: tecnología de pozos horizontales, de alcance extendido y multilaterales, el uso de herramientas que permiten determinar la inclinación y dirección de un pozo durante la perforación del mismo (MWD), estabilizadores y motores de fondo de calibre ajustable, barrenas bicéntricas, por mencionar algunos. Actualmente en la Cuenca de Burgos se hace uso de la perforación direccional para evitar fallas, fracturas y también para acceder a yacimientos que se encuentren juntos, utilizando el mismo pozo. 2.2. Definición La perforación direccional se define como la práctica de controlar la dirección e inclinación de un pozo a una ubicación u objetivo debajo de la superficie, y un pozo direccional es aquel que se perfora a lo largo de una trayectoria planeada para alcanzar el yacimiento en una posición predeterminada, localizada a determinada distancia lateral de la localización superficial del equipo de perforación. Para alcanzar el objetivo es necesario tener control del ángulo y la dirección del pozo, las cuales son referidas a los planos vertical (inclinación) y horizontal (dirección) (Bourgoyne, 1991).

2.3. Tipos de pozos Existen varios tipos de perfiles de pozos direccionales, diferenciados tanto por su forma, su función, limitaciones geológicas, geomecánicas, económicas y de operación. Con base en las perforaciones que se han venido realizando en los últimos años, los más frecuentemente usados son: pozos tipo tangencial, pozos tipo “S”, pozos tipo “J”, pozos inclinados, pozos horizontales y pozos multilaterales (Cárdenas, 2008). Los pozos direccionales considerando el objetivo planteado pueden tener un sinfín de trayectorias, donde la principal limitante es la imaginación, aspectos económicos y técnicos propios de esta tecnología; no obstante en la literatura se encuentra la siguiente categoría de acuerdo a la trayectoria que presentan. 3

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2.3.1. Tipo I La configuración de estos pozos tiene como característica que la desviación inicial se presenta a poca profundidad, el ángulo de inclinación que alcanza el pozo se mantiene constante hasta llegar al objetivo (Cárdenas, 2008). Esta configuración se aplica usualmente en pozos de profundidad moderada, en regiones en las que la producción se encuentra en un solo intervalo y en las que no se requieren sartas intermedias de revestimiento, también se utiliza en pozos de mayor profundidad en los que se requiere mucho desplazamiento lateral 2.3.2. Tipo II Es el pozo que describe una trayectoria en forma de “S”, para lograr tan caprichosa configuración la desviación se inicia también cerca de la superficie; la inclinación se mantiene hasta que se logra casi todo el desplazamiento lateral, seguidamente se reduce al ángulo de desviación hasta volver el pozo a la vertical hasta el objetivo (Cárdenas, 2008). Por su geometría esta configuración puede traer algunos problemas durante la perforación y se utiliza principalmente para perforar pozos con intervalos productores múltiples, o en los que hay limitaciones impuestas por el tamaño y la localización del objetivo. 2.3.3. Tipo III En este tipo de pozos la desviación se comienza a una gran profundidad por debajo de la superficie y el ángulo promedio de inclinación se mantiene constante hasta llegar al objetivo (Cárdenas, 2008). Esta configuración es particularmente apropiada para situaciones como las de perforación a través de fallas o de domos salinos, o en cualquier situación en las que se requiera reperforar o reubicar la sección inferior del pozo (Figura 4.2)

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CAPITULO II 1. MARCO TEORICO La Perforación Direccional controlada es la ciencia y arte de desviar un agujero a lo largo de un curso previsto a partir de una ubicación inicial hasta una ubicación objetivo, ambas definidas con un sistema de coordenadas dadas. La Perforación de un pozo Direccional, básicamente, implica la perforación de un agujero desde un punto en el espacio (ubicación de la superficie) hasta otro punto en el espacio (la meta) de tal manera que el agujero puede ser usado para sus fines propios. Un típico pozo direccional comienza con un agujero vertical, y luego se desvía de este (kick-off point), de tal manera que la localidad de fondo del agujero pueda terminar cientos o miles de pies o metros de distancia desde el punto inicial. Con el uso de la perforación direccional, varios pozos pueden ser perforados hacia un reservorio desde un mismo punto inicial.1 Según datos de importantes compañías, el costo de perforación representa aproximadamente el 40 % de los costos de descubrimiento y desarrollo, es por esto que esta técnica se la comenzó a emplear desde el año 1920, con el objetivo de desviar obstrucciones y el de impedir curvaturas en pozos verticales, desde entonces los motores de desplazamiento positivo que se colocan en los conjuntos de fondo (BHA) se utilizan para perforar todos los pozos direccionales al igual que dispositivos de medición precisos.

-

Incremento de la producción de un yacimiento desde un pozo en particular. 5

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-

Disminuir costos. (Ej.: evitar instalaciones off-shore)

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Disminuir riesgos ambientales.

-

Necesidad de mantener la verticalidad en pozos profundos.

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Pozos de alivio.

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Comercialización y distribución (construcción de oleoductos y gasoductos.)

La técnica de origen de la perforación direccional fué el Sidetrack, utilizada para pasar pescas y obstrucciones. El Sidetrack orientado, es el tipo más común de desviación, se realizan cuando hay cambios inesperados en la geología y obstrucciones en el camino del pozo.

2. HISTORIA 2.1.INICIOS DE LA TECNICA SIDE TRACK En 1920, cuando los whipstocks se dieron a conocer en los campos de California, el uso primario fué el de un “dispositivo correccional”. Esta corrección era necesaria ya sea para desviar alrededor de una pesca o para poner un agujero de vuelta a su verticalidad inicial. Un uso alternativo del Whipstock era el de perforar pozos de alivio en casos de incendios superficiales o subterráneos. Más tarde, esta herramienta fue usada para desviar intencionalmente el pozo desde una posición vertical. Así, por primera vez, el sidetrack mediante el Whipstock se convirtió en una operación previamente planificada y contribuyó al avance de la 6

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perforación direccional. Durante los años 1920 y 1930, otros métodos tales como las Knuckle Joint o Juntas Articuladas y Deflectores se utilizaron para desviar el pozo. Todos estos métodos fueron comunes cuando se llegó a comprender que las estructuras geológicas, tales como zonas de fallas, trampas estratigráficas, y los domos de sal podrían ser direccionalmente perforados. Sin embargo, el desempeño de estas herramientas de desviación no era tan previsible como los whipstocks. Más y más, la palabra Whipstock se convirtió en sinónimo de sidetracking. En los años 1940`s y 1950`s la tecnología de survey o planimetría avanzó para proveer una imagen más precisa de la trayectoria y desviación de los pozos.

El Section Mill, un molino hidráulico, fué el más notable de estos avances. A diferencia del Whipstock, el Section Mill remueve 360 grados de revestimiento, todo lo contrario a la pequeña ventana proporcionada por el Whipstock. Se convirtió igualmente común durante este período, ya se cortar una sección de la tubería de revestimiento o moler una ventana. En la década de 1980, fueron creados productos de frezado de carburo híbrido y llegaron a estar comercialmente disponibles. Normalmente era necesario ejecutar numerosas carreras para completar la sección, o para fresar una ventana útil en el revestimiento. Mediante la incorporación de carburos especiales en las herramientas fresadoras de fondo de pozo, las limitaciones operacionales cambiaron, desde el molino a otros equipos de perforación tales como el fluido y las bombas. Ahora la Section Mill podía eliminar hasta 100 ft en una sola corrida a una rata de molienda muy rápida. Sin embargo, los recortes metálicos de la operación tenían que ser removido del agujero en un tiempo de manera que se evite el pegamiento del ensamblaje del molino, por lo tanto, la tasa de fresado debía ser controlada para evitar problemas. Una vez que la sección está cortada, un tapón de cemento debía ser asentado y endurecido proporcionando una plataforma para desviar el pozo. Estas operaciones acumulativas 7

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son tiempo consumido e impactan sobretodo en la economía de la operación de reentry. En este momento la tecnología del Whipstock no había avanzado tan rápido como la operación de molienda de una sección. Por lo tanto, se hizo muy común en los finales del decenio de 1980 y principios de 1990 moler una sección para el desvío del pozo. Si el número de corridas para moler una ventana se podría reducir, el Whipstock proporcionaría un medio más rápido de salir del agujero y aceleraría los objetivos de perforación.

2.2. DISEÑO Y DESARROLLO

A partir de 1997, se inició el desarrollo de materiales para estructuras de corte que muestran los beneficios de carburo, para el fresado de acero, y los beneficios de diamantes policristalinos (PCD), para la perforación de la formación. Se llevaron a cabo pruebas de laboratorio en diversos materiales en una simulación de fresado para un sidetrack y su capacidad para cortar diversos grados de revestimiento. Un exámen de los recortes en tamaño, forma, apariencia y fueron evaluados, así la condición del cortador después de la operación. Mediante la optimización en la composición de los diamantes, un material de superior fuerza y resistencia fué creado. Las características expuestas por el material lo convirtieron en un candidato para salidas del revestimiento y perforación de la formación.

2.2.1.

CONCEPTOS GENERALES DE SIDETRACK

En campos maduros, perforar un sidetrack en un pozo existente es a menudo más 8

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rentable que perforar un pozo nuevo. Además, los avances en las herramientas y los métodos han hecho que, en muchos casos, el sidetrack sea una alternativa económica a los trabajos de pesca convencional. En el caso de pozos entubados, se hacen desvíos cortando la cañería con el fin de apartarse del pozo viejo cuya producción ha mermado debido a que sus punzados se taponaron con arena, parafina o elementos que caen de superficie y hacen que su limpieza o su remoción sea muy costosa. O también para volver hacer producir un pozo abandonado por alguna pesca irrecuperable dentro de la cañería, el cual es el caso del presente trabajo. El sidetrack puede ser ciego u orientado, el sidetrack orientado consiste en desviarse del agujero a través del revestimiento hacia un rumbo o una dirección predeterminada, por otra parte el sidetrack ciego sólo consiste en desviarse del agujero hacia cualquier rumbo; El sidetrack orientado nos puede dar una ubicación estructural del fondo de pozo mucho más favorable. El Sidetrack ofrece una alternativa económica para mayor recuperación de hidrocarburos, a menudo a tasas aceleradas.

2.2.2. VENTAJAS DEL SIDETRACKING

Las ventajas del sidetrack también incluyen: -

Eliminación de problemas del agujero de origen.

-

Minimización de la cantidad de agujeros nuevos a ser perforados versus pozos nuevos.

-

Utilización de la infraestructura existente.

-

Implementación de última tecnología de fluidos.

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-

Capitalización de prácticas avanzadas de perforación direccional/horizontal.

-

Explotación de reservorios marginales existentes.

-

Tecnología Multilateral.

Se trata de una operación de reparación que se resulta en la creación de una nueva sección en el pozo con el fin de desviarse en torno a obstrucciones, re-perforación de agujeros perdidos, o para enderezar agujeros torcidos. Estas decisiones se basan en general de la economía para la perforación, teniendo en cuenta el costo total de operación versus el costo de las herramientas dejadas en el agujero. Así como muchos Sidetracks han sido exitosos, aún se pueden realizar avances operacionales en el sistema para reducir los costos, permitiendo así que más hidrocarburo sea recuperado. Esto se logra mediante la eliminación de los viajes y corridas del trépano durante el proceso de sidetracking.

2.2.3. OPERACION DE SIDE TRACK ORIENTADO EN AGUJERO REVESTIDO

El sidetrack orientado en agujero revestido es la atención específica de este análisis, ya que muchas veces es más económico desviar un pozo entubado que perforar un pozo nuevo. Ya que el desvío será orientado el uso de un tapón mecánico se hace indispensable. La dirección o rumbo del Whipstock es dado por la compañía de perfilajes mediante dispositivos como el giroscopio o el MWD, y una vez direccionado y fijado, es entonces cuando se inicia la rotación de la columna fresadora.

Este sidetrack implica desviar la trayectoria del agujero existente revestido creando 10

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una ventana en el revestimiento del pozo, fresando la tubería de revestimiento de acero en una zona, ya sea en el fondo del pozo o en una zona favorable hasta una profundidad predeterminada por debajo de la superficie. La operación de fresado es entonces seguida por la perforación dirigida de la formación rocosa a través de la ventana recientemente formada en la tubería de revestimiento. 6 El estado de la cañería es muy importante para poder ubicar el liner después del desvío, por lo tanto es necesario realizar una Prueba de Caliper, y un CCL para ubicar con precisión la profundidad en que se asentará el tapón y también para evitar de colocar el Whipstock frente a una cupla, además de registros CBL (Cement Bond Logging) para verificar el estado de adherencia del cemento entre la pared del pozo y la tubería de revestimiento. El sidetrack permite el desarrollo de un nuevo agujero lateral dirigido hacia sitios productores de hidrocarburos sin mover el equipo de perforación. A continuación damos una tabla para facilitar la elección de la cuña (comúnmente llamada Whipstock), y de su packer correspondiente de acuerdo al diámetro de la cañería y de su peso (en libras por pié).

CAÑERÍA

Diámetr o

PACKER PERMANENTE

CUNA DESVIADORA

Libraje

Diámetro

Diámetro

Lbs.pié

Pulgadas

Pulgadas

Pulg. 5

5 1/2

FRESA VENTANA O FRESA DIAMANTE Diámetr o

18

3 31/32

3 7/8

Pulgada s 4 1/8

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3 31/32

4

4 1/4

13

4 1/4

4

4 1/4

11. 5 23

4 1/4

4

4 3/8

4 21/64

4 1/4

4 1/2 11

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6 5/8

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4 21/64

4 1/4

4 5/8

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4 1/2

4 1/2

4 3/4

15. 5 14

4 1/2

4 1/2

4 3/4

4 1/2

4 1/2

4 7/8

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4 1/2

4 1/2

4 7/8

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4 15/16

4 1/2

5 1/8

20

4 15/16

4 1/2

5 1/8

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4 15/16

4 1/2

5 1/4

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4 15/16

4 1/2

5 3/8

32

5 15/32

5 1/4

5 1/2

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5 15/32

5 1/4

5 5/8

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5 15/32

5 1/4

5 3/4

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5 15/32

5 1/2

5 7/8

17

5 15/32

5 1/2

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5 15/32

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5 3/4

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5 15/32

5 1/2

5 7/8

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5 11/16

5 1/2

5 7/8

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5 11/16

5 1/2

6

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6 1/8

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5 11/16

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6 1/8

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6 3/16

5 1/2

6 1/4

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5 1/2

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2.3.HERRAMIENTAS Y APERTURA DE AGUJERO 2.3.1. WHIPSTOCK Un típico Whipstock es una rampa inclinada, que puede ser permanente o removible, asentado en el interior del revestimiento existente El Whipstock está especialmente configurado para desviar la fresa a un lado de la tubería de revestimiento con el fin de crear una ventana elíptica alargada en dicha tubería. El Whipstock tiene un cuerpo que se asienta sobre un tapón mecánico. En este sentido, 12

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conexiones ranuradas entre la cuña y el tapón mecánico facilitan la correcta orientación de la guía. La porción desviada recibe los dientes de la fresa mientras este es impulsado al fondo del pozo. De esta manera, los respectivos dientes son dirigidos contra la tubería de revestimiento para cortarla y formar la ventana.

El Whipstock tiene un extremo superior que está conectado a un mango piloto 2 por los shear bolts o pernos cortantes 3. El mango piloto sirve como un elemento de sacrificio en el primer corte de la ventana, el mango piloto es una función opcional, pero es de uso común.

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El Whipstock tiene un cuerpo definidos con una cáscara exterior de metal y una cavidad interna . El cuerpo del Whipstock tiene un extremo inferior que asienta sobre el tapón. El extremo inferior del Whipstock incluye una cuña de orientación , que se asienta en el tapón mecánico y ayuda a orientar correctamente el Whipstock de fondo. El Whipstock también comprende una porción desviada que se encuentra en el extremo superior con un ángulo de 15º, y sirve para impulsar el molino hacia el exterior en contra de la tubería de revestimiento durante la operación de frezado. Esta porción desviada por lo general define una porción de forma cóncava del cuerpo . En el caso de un Whipstock de perforación, esta pieza de forma cóncava incluye una lámina denominada como “lámina de perforación” . Estas láminas reciben explosivos de perforación, durante operaciones posteriores de completación de agujero. De esta manera, la producción también puede ser obtenida a partir del agujero primario. Más concretamente, el operador puede producir los fluidos desde la formación original a través del empacador y luego a través de una cavidad dentro del cuerpo del Whipstock.

2.3.2. FRESADORA DE UN VIAJE

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El sistema de fresas de un solo viaje incorpora un drilling sub 12, el cual incluye una combinación de fresas 13 de un viaje, un watermelon mill 14 por encima de la combinación de fresas 13 y un string mill 15 por encima del watermelon mill 14. La combinación de fresas de un viaje 13 tiene unos cortadores inferiores 16 y por encima de este unos cortadores superiores 17 unidos por un cono 18 que se ensancha hacia el cortador superior 17. El calibre del cortador inferior es menor al calibre del cortador superior. Las medidas relativas del calibre del cortador inferior y superior son elegidas para que el cortador superior salga del revestimiento durante la perforación antes que el cortador inferior. Por esto es preferible que la columna de perforación sea relativamente rígida. Esto ocasiona que el cortador superior se mueva hacia el exterior casi de la misma proporción que el cortador inferior cuando el cono de pase por el tapón guía. 2.3.4. CASING COLLAR LOCATOR (CCL) La herramienta se corre en combinación con rayos gamma para pozos entubados. El campo magnético de los imanes permanentes en la herramienta CCL se distorsiona cuando atraviesan la cupla de revestimiento. La distorsión se amplifica dentro de la herramienta y es enviada a superficie mediante pulsos que son registrados conjuntamente con los rayos gamma. Estos registros establecen la posición de la cupla combinándolos con el registro de rayos gamma del revestimiento y el registro de rayos gamma a agujero abierto. La

herramienta

CCL

está

disponible

en

una

amplia

gama

de tamaños y

especificaciones para hacer frente a diferentes tamaños de tuberías y revestimientos, condiciones de presión y temperatura, y cables. 2.3.5.PERFIL DE CALIPER Es una imagen de calibración provista por una Multi-finger que proporciona 60 o 80 medidas independientes del diámetro interno de la tubería de revestimiento. Estas mediciones se las utilizan para proporcionar una imagen de alta resolución detallada y precisa del revestimiento, a fin de controlar la producción y el desgaste en la intervención. Aplicación del Servicio: -

Lapso de tiempo de corrosión o control del desgaste. 15

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-

Evaluar la redondez del revestimiento, rugosidad interna.

-

Detectar grietas o agujeros en el revestimiento.

Beneficios: -

Inspección detallada de desgaste del revestimiento, incluyendo imagen visual.

-

Predicción de falla.

2.3.6. ARREGLOS DE FONDO ROTATORIOS

La tendencia de la desviación del pozo es función de las características de la formación, condiciones de operación, así como de las características de posición y construcción de los estabilizadores y portamechas. Una vez se han clasificado las formaciones, se puede seleccionar el tipo de arreglo de fondo de pozo a usar en cada diámetro del agujero. 16

TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

Un arreglo de fondo o BHA es la parte del arreglo de perforación por debajo de las tuberías de perforación. Las características de la formación afectan al rendimiento del BHA de la siguiente manera: Formación Suave – BHA tiene alta tendencia al descenso. Formación Dura - BHA tiene alta tendencia a construir. Los parámetros de perforación afectan el rendimiento del BHA de la siguiente manera: Más WOB = BHA tiene una tendencia a disminuir el ángulo. Baja WOB = BHA tiene una tendencia a construir ángulo. Alta tasa de bombeo

= BHA tiene una tendencia a disminuir debido a que la

alta velocidad del lodo puede lavar agujero. Alto RPM = BHA tiene una tendencia a mantenerse recto, porque las tuberías de perforación tienen más rigidez cuando estas están en rotaciónuna alta RPM.

17

TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

Algunos de factores que afectan el rendimiento de la perforación direccional son: 

El calibre y ubicación de los estabilizadores



Diámetro y longitud de los portamechas



Peso sobre el trépano



Velocidad de rotación



Tiempo de trépano



Anisotropía de la formación y el ángulo de buzamiento



Dureza de la formación



Caudal



ROP



RPM

Aunque los pozos desviados a veces se pueden corregir, ésta es a menudo una operación costosa. Y cuando un conjunto rígido se corre en un pozo desviado es muy probable quedar aprisionado. La mejor opción es prevenir cuando se perfora áreas con tendencia a desviarse. 2.3.7.CONJUNTO PENDULAR (DROP) La técnica del conjunto pendular se basa en el aprovechamiento de las fuerzas gravitacionales para ayudar en el control y/o corrección de la desviación. El conjunto pendular se compone del trépano y varios portamechas de gran diámetro, o puede tener uno o más estabilizadores instalados en la columna de portamechas, en una posición predeterminada. Este efecto se logra eliminando el estabilizador colocado arriba del trépano o Near Bit, el objetivo es colocar el estabilizador lo más alto posible sobre el trépano así los Drill Collars no tocarán la pared del pozo entre el estabilizador y el trépano. La colocación apropiada da como resultado un péndulo de máxima fuerza.

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TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

Con este conjunto de fondo, un estabilizador es colocado de 30, 60 hasta 90 pies sobre el trépano,

0.5-1.0 deg/100’

si es un pozo inclinado o desviado, el trépano tenderá a caer hacia la parte inferior, disminuyendo el ángulo del pozo a medida que la perforación progresa. La colocación del estabilizador depende de la rigidez de los portamechas para no permitir que la columna pendular se flexione demasiado en dirección del lado bajo del pozo.

2.3.7. CONJUNTO FULLCRUM

Con este conjunto de fondo, un estabilizador es colocado de 30, 60 hasta 90 pies sobre el trépano, si es un pozo inclinado o desviado, el trépano tenderá a caer hacia la parte inferior, disminuyendo el ángulo del pozo a medida que la perforación progresa. 19

TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

La colocación del estabilizador depende de la rigidez de los portamechas para no permitir que la columna pendular se flexione demasiado en dirección del lado bajo del pozo.

2.3.9.CONJUNTO EMPACADO (HOLD) Este conjunto de fondo está compuesto de tres o más estabilizadores, con el primer estabilizador inmediatamente por encima del trépano, seguido por un Drill Collar corto y de largo diámetro y un segundo estabilizador. El tercer estabilizador está ubicado aun más arriba en los Drill Collar. Acorde a esto, los Drill Collar están formados por tres zonas; estabilizadores adicionales pueden ser colocados en cualquier zona para compensar las tendencias a desviar el pozo por parte de las formaciones a penetrar, y de su grado de perforabilidad.

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TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

Formaciones con tendencias leves, medianas y severas de desvío requieren de arreglos empacados diferentes. Este se utiliza cuando se desea mantener constante el ángulo de inclinación y dirección. Esto se logra dando una completa rigidez a la sección colocada entre el trépano y aproximadamente el 60 % de la longitud total del arreglo.

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TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

2.4. APERTURA DE VENTANA

La selección de una ubicación óptima para la ventana es un aspecto vital del proceso de sidetracking. La ventana a fresar debe planificarse a estar en una tubería de revestimiento, la cual tiene que estar en buen estado y adecuadamente cementada, situada en una formación estable (lutita), y si es posible que no tenga un centralizador ya que puede retardar el proceso de molienda. Una vez que la profundidad óptima es seleccionada, basados en los perfiles del cemento, perfiles localizadores del collar flotador (Casing Collar Locator) y las características de la formación es importante poner en correlación la profundidad o el tapón a anclar de tal manera que a) este sea asentado en el mismo tramo que va a ser fresado y b) evitando la posibilidad de tener que fresar a través de la unión o cuplas. Una vez que el Whipstock y el tapón mecánico estén correctamente direccionados y fijados en el fondo del pozo, se inicia el procedimiento de fresado de la ventana mediante la rotación de la columna. La columna se somete a una carga de 5000 a 6000 libras (de la cual el drilling sub forma parte) para cizallar o cortar los pernos o shear bolts permitiendo así la rotación de la columna. La columna de fresas rota y avanza lentamente. Cuando la columna de perforación avanza el cono pasa sobre el mango piloto y obliga a los cortadores cortar a través del revestimiento. Una vez que el mango piloto ha resbalado hacia la parte más larga del cono, el cortador superior lo muele, mientras los cortadores descienden aun más llegan a contactar la lámina de perforación del Whipstock, la geometría en ángulo de la zona cóncava de este impulsa la fresa y lo pone en

contacto con la tubería de revestimiento, para formar la ventana inicial en la ubicación deseada. Los espacios entre los cortadores son conductos que permiten la recirculación de fluidos con recortes de metal suspendidos durante la operación de molienda. Esta fresadora tiene en su cuerpo canales para el flujo de fluidos desde arriba hacia abajo y puertos jets para ayudar en la remoción de los cortes y escombros. 22

TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

Una vez que la combinación de fresas sale completamente del revestimiento, continua cortando a través de formación y completa la maniobra de sidetracking, es entonces que la combinación de fresas de un viaje es sacada del agujero. Un trépano de perforación es corrido en una sarta de perforación el cual es desviado por el Whipstock a través de la reciente nueva ventana. El trépano gira por medio de un motor rotativo de fondo de pozo y acompañado de un MWD. Después que el agujero lateral este formado, este se lo deja a agujero abierto, o sino el agujero es entubado con un “liner”, el cual esta sujetado del revestimiento del agujero principal, entonces se realiza la cementación. Este procedimiento es denominado “sidetracking”. El punto al cual la trayectoria del pozo es desviada se llama “kick- off point” y la abertura cortada a través del revestimiento es llamada “ventana”. 2.4.1.MANEJO DE DESECHOS

Un eficaz manejo de los desechos o virutas ha demostrado ser fundamental para el éxito de la operación de apertura de ventana. Es importante hacer hincapié en la necesidad de una efectiva planificación y contar con una contingencia en esta materia. Antes de fijar el tapón mecánico es necesario cerciorarse de que la tubería de revestimiento este limpia en la profundidad donde este se va a asentar, esto puede hacerse a través de un rascador que va en la sarta. En el transcurso del fresado de la ventana aproximadamente 130 Kg. de virutas de acero se generarán en el fondo del pozo y deben ser eliminados para evitar posibles problemas con las tuberías o daños a los equipos. Se ha demostrado que entre el 70 y el 75% de viruta se recupera del pozo. No se utiliza ningún fluido especial, pero si los fluidos de alta viscosidad y con capacidad de suspensión han demostrado ser el método más eficaz para la limpieza del agujero. Es importante hacer un seguimiento del peso de fluido que vuelve a las zarandas y comparar con 23

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la cantidad de corte, para determinar la eficiencia aproximada de la limpieza del agujero y cuando bombear un barrido. El sistema de fresas cuenta con pescadores imantados colocados en las zarandas, que tiene por objeto recoger las virutas que no son circuladas fuera del pozo.

CAPITULO III  TECNICAS BASICAS PARA PERFORACION SIDE TRACK I - Objeto: Reglamentar las operaciones para proceder a la perforación de un side-track.

II - Alcance: Deberá ser aplicado en toda operación de side-track.

III - Responsabilidades: Los responsables de la aplicación del programa de desvío, serán el Ingeniero direccional (que puede ser de YPF S.A. o de una contratista), Company man y el Jefe de Equipo.

IV - Descripción de la Tarea:



El desvío o side track es un recurso utilizado en la perforación de un pozo de petróleo cuando las operaciones de pesca no dan resultado. La decisión técnica de recurrir a este drástico método depende en última instancia de un estudio económico donde se compararán los costos diarios del equipo de perforación con el valor de los elementos de la columna que quedaron de pesca. Este cálculo adquiere mayor relevancia en el caso que una pesca haya ocurrido en locaciones de muy difícil acceso o en Plataformas.

24

TEMA: SIDETRACK PERFORACION III

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También puede ser una operación prevista por Ingeniería de Reservorios, quien, en el caso de no encontrar la zona de interés a la profundidad programada, puede decidir colocar un tapón de cemento a una menor profundidad y desviar el pozo hacia una nueva trayectoria.

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En el caso de pozos entubados, se hacen desvíos cortando la cañería con el fin de apartarse del pozo viejo cuya producción ha mermado debido a que sus punzados se taponaron con arena, parafina o elementos que caen de superficie y hacen que su limpieza o su remoción sea muy costosa.

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Y también para volver hacer producir un pozo abandonado por alguna pesca irrecuperable dentro de la cañería.

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1- Programación:

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Cuando sucede uno de estos casos y la decisión de desviar está tomada, Ingeniería de Perforación deberá programar con antelación los pasos a seguir :

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1a.- Coordenadas de Superficie y del Objetivo .- En el caso que el desvío sea orientado, deberá contar con estos datos para el consiguiente cálculo de la trayectoria . Si el desvío es “ ciego “ no los necesitará.

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1b.- Al contactarse con la Compañía Direccional, la programación en conjunto girará alrededor de estas premisas:

 Todo Side - Track debe ser hecho con la menor severidad posible, la experiencia indica que un gradiente de dog - leg de hasta 4.5º / 30 m, es suficiente . Con ese dato se elige el ángulo del Bent-Sub o del Bent-Housing, de tablas que cada compañía debe tener para su respectivo motor de fondo.  En lo posible que la trayectoria tenga el mínimo de inflexiones, eso quiere decir que una vez conseguido un determinado ángulo de inclinación no volver a la vertical, salvo por razones técnicas o por razones de delimitación jurisdiccional, como sucede en USA. La posibilidad de formarse canaletas aumenta con las inflexiones y se agrava si las formaciones a atravesar son muy irregulares.  El motor de altas revoluciones es mas apto para desviar, el problema es que hay que compatibilizarlo con el trépano, que no siempre reune las condiciones ya sea por ser limitados en las rotaciones, por la inseguridad de los conos, etc..  La elección del motor de fondo tiene que ver con la resistencia que debe tener el estator frente a la temperatura del pozo y si el lodo de circulación es de emulsión inversa. La mayoría de los motores trabajan eficientemente a una temperatura de alrededor de 200 º F., con lodos de agua dulce. .1. Criterios para elegir la orientación adecuada: En un pozo vertical con menos de 3 grados de inclinación, la orientación puede ser ciega o sea sin una dirección predeterminada. A menos que Geología aproveche la operación de desvío para corregir la trayectoria del pozo, la orientación más común es hacia el lado opuesto de la dirección actual del pozo, (lado bajo) tratando de verticalizarlo. En los side-tracks de pozos dirigidos ,el desvío que se haga deberá tener en cuenta el azimuth y la inclinación del objetivo final (target) programado.  Determinar la temperatura de la profundidad donde se colocará el tapón de cemento, también el caliper del intervalo para determinar el volumen a utilizar.  De una muestra de lodo que se ha tomado de las piletas del equipo se hará chequeos de compatibilidad en laboratorio a fin de diseñar los colchones y la lechada correspondientes. 26

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 Este punto es muy importante porque muchos desvíos han fracasado por la poca consistencia del cemento fraguado al contaminarse con el lodo en especial si éste es de emulsión inversa.  Es conveniente dejar un tapón viscoso en la parte inferior de la lechada de cemento.  Desplazar la lechada a un régimen de flujo tapón y si es posible utilizando en la punta de la columna un Diversificador (Diverter).  La longitud del tapón varía según la situación del pozo; como una referencia, se necesitan como mínimo una capa de cemento de 30 metros para conseguir un desvío con bajo Build-up (digamos 4.5

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grados por 30 metros) en formaciones blandas,

mientras que el tapón para una formación dura es difícil determinar, pero puede estar entre 50 a 60 metros como mínimo.  A esa longitud mencionada se le debe agregar unos 10 metros mas previendo la contaminación en su tramo superior y otros 20 metros ante un posible error en la operación. Resumiendo, para una formación blanda la compañía cementadora debe preparar un volumen de lechada de tal manera que deje una capa de 60 metros en el pozo.  El tapón debe servir además para aislar posible zonas porosas y permeables, zonas de alta presión, etc.

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CAPITULO 4 CONCLUSIONES : En la industria petrolera cada operacion debe ser planeada de manera adecuada, por distintos factores (economico), asi que en caso de que la perforacion tenga algun problema se debe plantear un side track para minimizer costos en la perfotacion. Previamente se realizara estudios para ver que efectividad tendra esta operacion y los riesgos que se podra tomar.

BIBLIOGRAFIA: Bob Sagle-Red Willow Production Co., Eppie Sanchez and Rocky Seale-Smith International Inc.: “Sidetracking and Drilling One Trip-Case Histories and Economical Analisys”, March 2729, 2001 Patent Application Publication: “Milling system and method of milling”, April 24, 2008 Schlumberger: “Casing Collar Locator”, Realizado Agosto 2004 Leonordo Ritorto, Edmonton Alberta and Dave L. Heinley: “One trip milling S

system” , United States Patent, USA, Oct, 16 - 2001

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