perforación direccional

1. PERFORACIÓN
DIRECCIONAL
INTEGRANTES:
Almazán Cossío Claudia
Humerez Sergio Eduardo
Sánchez Sánchez Hugo Mauricio
Delgado Valda Alejandra Soledad
Cardozo Reyna Nilse Pamela

2. ANTECEDENTES
En 1954 el Ing. Enrique Mariaca inició la técnica de la
perforación direccional destinada a optimizar y bajar
costos, particularmente en serranías como Camiri
donde la construcción de caminos y planchadas
significaba grandes inversiones y pérdida de tiempo.
En Camiri dio excelentes resultados.

3. PERFORACION
DIRECCIONAL
 INTRODUCCIÓN
La perforación de un pozo direccional es
básicamente, la perforación de un agujero de un
punto en el espacio ( lugar de la superficie) a otro
punto en el espacio (el objetivo) de tal manera
que el agujero puede ser usado para fines
previstos.
Un pozo típico direccional comienza con una
agujero vertical, luego arranca de forma que el
ubicación del agujero inferior puede terminar
cientos o miles de pies o metros de distancia de
su punto de partida.

4. PERFORACION DIRECCIONAL
DEFINICIONES Y CONCEPTOS
Profundidad Desarrollada/PD (Measured
Depth/MD)
Es la distancia medida a lo largo de la trayectoria
real del pozo. Esta profundidad siempre se
conoce, ya sea contando la tubería o por el
contador de profundidad.
Profundidad Vertical Verdadera/PVV (True Vertical
Depth/TVD)
Es la distancia vertical desde el nivel de referencia
de profundidad, hasta un punto en la trayectoria
del pozo. Normalmente es un valor calculado

5. PERFORACION DIRECCIONAL
DEFINICIONES Y CONCEPTOS
Pata de Perro (Dog Leg)
Es la curvatura del pozo (la combinación de cambios de
inclinación y dirección) entre dos estaciones de registros
direccionales. La pata de perro se mide en grados.
Severidad de la pata de perro
Es la magnitud de la pata de perro, referida a un intervalo
estándar (por convención se ha establecido 100 pies o 30
metros). Es conveniente mantener las severidades tan bajas
como sean posibles e la perforación convencional (menos de 4
o 5°/100 pies). Las severidades altas provocan problemas en el
pozo como atropamientos, desgaste de la herramienta o de la
tubería de revestimiento.

6. PERFORACION DIRECCIONAL
DEFINICIONES Y CONCEPTOS
Inclinación
Es el ángulo (en grados) entre la vertical local,
dada por el vector local de gravedad como lo
indica una plomada y la tangente al eje del pozo
en un punto determinado. Por convención, 0°
corresponde a la vertical y 90° a la horizontal.
Azimut
En un punto determinado es la dirección del pozo
sobre el plano horizontal, medido como un ángulo
en sentido de las manecillas del reloj, a partir del
norte de referencia. Esta referencia puede ser el
norte verdadero, el magnético o el del mapa.

7. PERFORACION DIRECCIONAL
DEFINICIONES Y CONCEPTOS
Cara de la Herramienta (Tool Face)
El término se usa en relación a las herramientas desviadoras o a
los motores dirigibles y se puede expresar en dos formas:
Física:
El lugar sobre la herramienta desviadora, señalando
comúnmente con una línea de marca, que se posesiona hacia
una orientación determinada mientras se perfora para determinar
el curso futuro del pozo.
Conceptual:
En el pozo, el término es utilizado para referirse a la orientación
de la misma.

8. OBJETIVO DE LA PERFORACIÓN
DIRECCIONAL
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 (Un siglo de la
perforación en México, 2000).

9. VENTAJAS
 Permite la desviación intencional de un
pozo desde la dirección vertical.
 Ubicación relativa del objetivo.
 Espaciamiento entre pozos.
 Facilidades de ubicación de la localización
en el punto de superficie.
 Buzamiento y espesor del objetivo a
interceptar.
 Se efectúan para franquear un obstáculo
como puede ser alguna herramienta
atascada en el hoyo.

10. DESVENTAJAS
 Requiere equipo especializado.
 Necesita que se agrande el hoyo en la
cercanía lateral del objetivo de
perforación.
 Es imposible correr registros en la
sección horizontal, y no pueden tomarse
núcleo debido a lo severo del radio de
curvatura.
 La longitud de drenaje del pozo,
generalmente es menor de 300 pies.

11. RAZONES PARA
REALIZAR
PERFORACION
DIRECCIONAL

12.  LOCALIZACIONES
INACCESIBLES
Son aquellas áreas a
perforar donde se
encuentra algún tipo de
instalaciones o
edificaciones donde el
terreno por sus
condiciones naturales
hacen difícil su acceso

13.  DOMOS DE SAL
Donde los yacimientos a
desarrollar están bajo la
fachada de un
levantamiento de sal y
por razones
operacionales no se
desea atravesar el domo
SALINO

14.  FORMACIONES
POR FALLAS
Donde el yacimiento
esta dividido por varias
fallas que se originan
durante la
compactación del
mismo.

15.  MÚLTIPLES
POZOS DE
EXPLORACIÓN EN
UNA SOLA
PLATAFORMA
Desde la misma
plataforma se pueden
perforar varios pozos
para reducir el costo de
la construcción de
plataformas
individuales

16.  LA PERFORACIÓN EN
TIERRA EN
UBICACIONES
OFFSHORE
Este tipo de perforación tiene
lugar cuando un depósito se
encuentra por debajo de los
grandes cuerpos de agua, el
pozo se perfora
direccionalmente debajo que
el agua para el alcance del
depósito. Esta técnica ahorra
dinero dado que las
plataformas terrestres son
mucho más baratas que las
plataformas costa afuera.

17.  MULTI
PERFORACIÓN DE
POZOS MARINAS
La perforación de pozos
múltiples Marino es la
más forma económica
para desarrollar campos
costa afuera.
Varios pozos
direccionales se perforan
en
"clusters" en una
plataforma costa afuera
de múltiples pocillos

18.  POZOS DE ALIVIO
Es aquel que se
perfora para controlar
un pozo en descontrol,
mediante el pozo de
alivio se contrarresta
las presiones que
ocasionaron el
reventón.

19.  POZOS
HORIZONTALES
Los pozos horizontales
se utilizan para
intersectar una formación
horizontalmente para una
Mejor producción del
depósito. La perforación
horizontal aumenta el
área superficial de
contacto con la reserva.

20.  POZOS
MULTILATERALES
Los pozos multilaterales
tienen varios pozos
correr lateralmente y
procedente de uno
agujero original

21. TIPOS DE
TRAYECTORIAS

22. TIPOS DE POZOS
Tipo I
Tipo III
Tipo II

23. TIPO I (Incrementar-Mantener)
La trayectoria tipo “Slant” consta de una sección
vertical, seguida de una sección curva donde el
ángulo de inclinación se incrementa hasta
alcanzar el valor deseado, el cual es mantenido
(sección tangente o sección de mantener) hasta
alcanzar el objetivo. 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

24. POZO TIPO “SIMPLE O
SLANT”

25. TIPO II (Incrementar-Mantener-Disminuir)
La trayectoria tipo “S” esta formada por
unasección vertical, seguida por un ángulo
deinclinación que se incrementa hasta alcanzar el
valor deseado, luego se tiene una sección
recta(sección tangente o sección de mantener),y
por último se tiene una sección en la que se
disminuye el ángulo para entrar verticalmente al
objetivo. 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.

26. POZO TIPO “S”

27. TIPO III (Incrementar-Mantener-Disminuir y/o Mantener)
La trayectoria tipo “S” modificada esta
conformada por una sección vertical, un ángulo
de inclinación que se incrementa hasta alcanzar
el valor deseado, a continuación se tiene una
sección recta (sección tangente o sección de
mantener), seguida de una sección en la que se
disminuye el ángulo parcialmente (menor al
ángulo de incrementar) y por último se tiene
una sección tangente o sección de mantener
con cual se logra entrar de forma inclinada al
objetivo.

28. TIPO IIII
La trayectoria de incremento continuo
consiste deuna sección vertical,
continúa con un ángulo deinclinación el
cual se incrementa hasta alcanzar
elobjetivo.

29. PRINCIPALES
CARACTERÍSTICAS DE CADA
TRAYECTORIA

30. INSTRUMENTOS QUE SE UTILIZAN PARA
MEDIR
INCLINACIÓN Y DIRECCIÓN
La posición relativa del pozo de acuerdo a la ubicación
superficial se establece mediante la continua medición de
inclinación y dirección.
Los instrumentos que comúnmente se utilizan son:
 INCLINÓMETRO SENCILLO MAGNÉTICO
 INCLINÓMETRO MAGNÉTICO MÚLTIPLE
 GIROSCÓPICO SENCILLO
 GIROSCÓPICO MÚLTIPLE
 HERRAMIENTAS DIRECCIONALES
Con la utilización de estos instrumentos se puede:
 Determinar la posición del pozo
 Orientar las herramientas para cambio de inclinación y dirección
 Determinar profundidades verticales de las diferentes formaciones
 Orientar pozos de alivio
 Evaluar las patas de perro a lo largo del pozo.

31. Inclinometro Magnetico Sencillo
Todos los componentes del instrumento se encuentran a presión
constante.
 El péndulo indica la inclinación
 Un disco de vidrio provee la escala de inclinación
 La brújula define la dirección del pozo
 La inclinación, dirección y carga de la herramienta quedan registrados en
papel sensible o en película fotográfica.
 Los inclinómetros magnéticos sencillos tienen rangos de inclinación.
La medición de inclinación y dirección de los pozos es
fundamental.
El tiempo empleado es de hasta el 10 % del tiempo que se requiere para
perforar el pozo; por lo que esto ha motivado el desarrollo de instrumentos más
sofisticados como el MWD y herramientas dirigibles.

33. Inclinometro Magnetico Multiple
El principio de éste es el mismo que del sencillo. Se obtiene una serie de fotografías a
profundidades definidas por el usuario; se deja caer el instrumento de tal forma que queda
dentro del lastrabarrena antimagnético; el instrumento lleva un rollo de película el cual
avanzará automáticamente en intervalos determinados.
Existen herramientas electrónicas las cuales emplean computadoras para guardar la
información.
Este instrumento permite determinar toda la trayectoria mientras se realiza el viaje hacia
superficie.
Giroscopico Sencillo
Este instrumento se utiliza cuando el hueco está entubado; cuando hay pozos cercanos
entubados. El principio consiste en que el elemento rotatorio tenderá a mantener su posición
original; “el instrumento se alinea en la superficie usualmente al norte geográfico”.
Una cámara fotográfica detectará el movimiento relativo del instrumento con respecto a escala
fija. La corrección en la medición de este instrumento es necesaria debido a fuerzas
balanceadas. Este instrumento se corre con cable.
Giroscopico Multiple
Cuando se cementa la tubería de revestimiento, se corre un giroscópico múltiple para
determinar la trayectoria real del pozo.
“En forma similar al Inclinómetro magnético múltiple, se toman fotografías a profundidades
determinadas mediante un sistema sincronizado”
Se emplean monogramas de corrección por las fuerzas no balanceadas.

34. Herramientas Direccionales
Durante casos críticos de cambio de dirección e inclinación del pozo es necesario
monitorear continuamente estas variables, para poder orientar apropiadamente las
herramientas desviadoras. Este tipo de información provee las herramientas
direccionales.
Las ventajas de estas herramientas son:
 Se ahorra tiempo
 El monitoreo es continuo
 Mejor control de cambio de trayectoria
 Orientación de la cara de la herramienta
 El instrumento emplea acelerómetros para medir inclinación y magnetómetros para
medir dirección.
Herramientas Direccionales de Tecnologia de Punta
 Telemetría (MWD Y LWD)
 Motor de Fondo y Sustituto Curvo
 Power drive
Estas herramientas se emplean durante el inicio del incremento del ángulo (KOP) en la
construcción de trayectoria de pozos laterales (Sidetrack).
Se utilizan también para corrección de inclinación y rumbo de trayectoria

35. TELEMETRIA (MWD y LWD)
MWD (MEASUREMENT WHILE DRILLING)
Las herramientas de MWD suministran información en tiempo real de medidas hechas
cerca de la broca durante la perforación de un pozo, permitiendo que sean hechos
ajustes al mismo, mientras la perforación está en progreso.
El MWD suministra información en tiempo real tal como:
• Surveys que incluyen inclinación, azimuth, toolface y GR (Opcional).
• Medidas de formación como GR, Resistividad, Densidad, Porosidad (LWD).
• Información de parámetros de perforación como Peso sobre la broca y Torque enla
broca (Opcional)
• Herramienta toma datos en el fondo.
• Los datos son transmitidos por el lodo.
• El equipo de superficie decodifica la información de los sensores.
• Entrega de Registros y datos direccionales al cliente.

36. RELACIÓN ENTRE LOS DATOS DE MWD Y LWD
LWD esta íntimamente relacionado con MWD. Aunque los datos de estos dos tipos de
herramientas puedan ser transmitidos en tiempo real, la resolución del LWD (la
información es almacenada en la memoria de la herramienta) es mayor que en el caso
del MWD (los datos del MWD pueden llegar a tener limitaciones en la transmisión de la
información.)
COMPONENTES DEL SISTEMA DE MWD
• Sensores de superficie que miden parámetros de perforación.
• Sensores para recibir la señal del MWD.
• Un computador que decodifica la información de fondo.
• Un computador que procesa, almacena y usa toda la información.
COMPONENTES DE LA HERRAMIENTA DE MWD
• Suministra la energía para que las medidas se puedan tomar (Turbina).
• Uno o más componentes que hacen la medida en fondo (Electrónica).
• Un componente para producir y transmitir la señal de la medida a superficie
(Modulador).

37. FUNCIONAMIENTO
GENERAL DEL SISTEMA DE
MWD
 Los sensores adquieren los pulsos de presión
generados por la herramienta en fondo y los
convierten en señales eléctricas.
 Los computadores de superficie decodifican las
señales eléctricas y las convierten de información
digital en valores de ingeniería y datos
Direccionales.
 Esta información es enviada a los direccionales
para efectos de navegación y al Cliente para
efectos de toma de decisiones críticas.

38. SURVEYS
 Los surveys son usados para determinar la orientación del
pozo en el punto donde la herramienta está haciendo la lectura.
Esto se hace midiendo el tamaño y la dirección de los campos
magnético y gravitacional ejercidos sobre la herramienta de
MWD
LWD (LOGGING WHILE DRILLING)
 La tecnología de LWD consiste en tomar medidas de
propiedades petrofísicas de la formación (saturación de
hidrocarburos, litología) en la cara del pozo a medida que es
perforado. D&M ofrece GR, Resistividad, Densidad y Porosidad
representados gráficamente mediante registros.

39. USOS DE LWD
 Durante la perforación, el cliente usa los datos del LWD
para tomar decisiones acertadas y rápidas acerca de:
• Perforación direccional
• Prevención de Peligros: Usando la información de registros
se puede monitorear y mantener la presión en la cara del pozo
 Después de la perforación el cliente usa los datos de LWD
para evaluar la formación y tomar decisiones financieras
tales como:
• Producir el pozo
• Abandonar el pozo
• Perforar más pozos en la misma área.

40. INTERPRETACION DEL
FUNCIONAMIENTO LWD

41. REGISTROS EN MEMORIA
 Los datos de LWD son también almacenados en
memoria y procesados en superficie mostrando
registros con mayor densidad de información, más
variables y sin interferencias posibles propias de la
transmisión en tiempo real.

42. RESISTIVIDAD
 Para entender un registro de resistividad se usan dos
factores que ayudan analizar el volumen de
investigación:
• La profundidad de Investigación
• La resolución Vertical

43. OTROS INSTRUMENTOS DE
MEDICION
PÉNDULO INVERTIDO (TOTCO)
 Es uno de los más elementales y sencillos
instrumentos con los que se puede detectar la
desviación. Se basa en el principio del péndulo
y sólo indica el grado de desviación sin mostrar
el rumbo. Consta de tres partes principales:
péndulo, disco y mecanismo de tiempo.

44. SINGLE SHOT
 Proporciona la información de una medida sencilla
de inclinación y dirección del pozo, se corren en
agujero descubierto, a través de la sarta de
perforación, al cual debe instalársele un drill collar
no magnético (monel), para que su lectura no sea
afectada por el magnetismo natural de la Tierra,
por la influencia magnética del acero de la sarta o
por una tubería de revestimiento cercano (Leynes,
2009). Consta de tres partes: un cronómetro o
sensor de movimiento, una cámara y un indicador
de ángulo.

45. MULTI SHOT
 Proporciona la misma información que un single
shot, pero como su nombre lo indica, provee
múltiples medidas de inclinación y dirección del
pozo a distintas profundidades (Leynes, 2009).
Por lo general, el intervalo de tiempo para realizar
cada medida es de 20 segundos. Se utiliza
igualmente para agujeros descubiertos, por lo que
al igual que el single shot, requiere de la presencia
de un monel.

46. BHA DIRECCIONAL
El PowerPak es un dispositivo direccional
simple pero resistente, compuesto por una
sección generadora de potencia, un dispo-
sitivo de ajuste angular en superficie, un
estabilizador y la mecha de perforación.
OPTIMIZACION DE LA TRAYECTORIA
La perforación direccional en los modos de
deslizamiento y de rotación por lo Gral.
da como resultado una trayectoria mas irregular
y mas larga que la planificada (trayectoria roja).
El uso de un sistema rotativo direccional elimina
el modo de deslizamiento y produce un hoyo mas
suave (trayectoria negra)

47. DISEÑOS ROTATIVOS DIRECCIONAL
ES CARACTERIZADOS POR SU
COMPORTAMIENTO ESTABLE.
En los sistemas que dirigen la mecha
(izquierda), la mecha se encuentra inclinada
en relación con el resto de la herramienta
para lograr la trayectoria deseada. En los
sistemas que empujan la mecha (derecha)
se aplica una fuerza contra el hueco con el
mismo fin.
Empuje de la mecha. El flujo de lodo impulsa
tres patines externos atraves de una válvula de
tres vías de disco rotativo. Los patines ejercen
presión contra el hueco en el punto adecuado en
cada rotación para alcanzar la trayectoria deseada.

48. CONFIGURACIONES DE LOS CONJUNTOS DE FONDO.-
El sistema Power Drive se puede utilizar sin un sistema de comunicaciones en
tiempo real (arriba), pero con una sonda de comunicación con respuesta rápida
que permite establecer comunicación en tiempo real utilizando un collar flexible
cuando se requiere un mayor incremento angula.

49. DESVIADOR DE PARED
 Actualmente estas herramientas son utilizadas
comúnmente en pozos multilaterales y pueden ser de
tipo recuperable o permanente.
 Desviador de pared recuperable. Constan de una
cuña larga invertida de acero para guiar la barrena
hacia el rumbo de inicio de desviación. Los ángulos
para los cuales están diseñados estos desviadores,
varían entre 1 y 5 grados; en su parte inferior tienen
una especie de punta de cincel para evitar que giren
cuando la barrena está trabajando. En la parte
superior de la barrena, se instala un lastrabarrena o
porta barrena , el cual permite recuperar el
desviador.

50. DESVIADOR DE PARED
 Desviador de pared permanente. Estos
desviadores se colocan en agujeros
ademados (donde existan
obstrucciones por colapso de la T.R.) o
en agujeros descubiertos que
contengan un medio donde asentarlo
(un tapón de apoyo o un pescado con
media junta de seguridad).
Comúnmente, se coloca con un
conjunto compuesto por un molino, un
orientador y tubería extra pesada.
 Una vez orientada la herramienta se le
aplica peso y se rompe el pasador que
une el desviador con el molino, girando
lentamente la sarta de molienda. Este
tipo de desviador sigue siendo utilizado
sobre todo en pozos con accidentes
mecánicos.

51. BARRERA DE CHORRO
Este barrena era utilizada para desviar en
formaciones suaves, aunque con resultados
erráticos y generando patas de perro severas
(figura 92). Una barrena convencional se utiliza
para desviar pozos en el tipo de formaciones
mencionado. Esto se logra taponando dos de las
toberas y dejando las tercera sin tobera o con una
de diámetro muy grande. Esta última se orienta en
la dirección a la cual se desea desviar, despues
se ponen en funcionamiento las bombas,
moviendo hacia arriba y hacia abajo la tubería de
perforación; la acción hacia abajo la tubería de
perforación; la accion del chorro deslava
materialmente a la formación. Una vez fijado el
curso apropiado, se gira la sarta y la barrena
tiende a seguir el camino de menor resistencia
formado por la sección deslavada.

52. CODOS DESVIADORES (BENT SUB)
Se corren en la parte superior de un
motor de fondo y son elementos de
tuberia de doble piñon, el cual se
conecta de manera normal a la
sarta a traves de su extremo
superior y el extremo inferior esta
maquinado con un angulo de
desviación fuera del eje del cuerpo
(fig. 93). Estos elementos le
proporcionan un ángulo a la sarta
para poder perforar, generalmente a
bajos ritmos de incremento. Solo
pueden ser utilizados sin rotar
(deslizando). Su uso ya no es
común debido al advenimiento de
los aparejos dirigibles.

53. JUNTA ARTICULADA
A esta herramienta se le
conoce también como unión
articulada o rodilla mecánica.
Este conjunto se basa en el
principio de la unión
universal, la parte puede
girarse a un cierto ángulo de
inclinación Figura 94.

54.  http://www.slideshare.net/DiegoMartiinez/herramientas-y-
equipos-de-perforacion-conceptos-basicos
 http://fi.biblio.umsa.bo/cgi-bin/koha/opac-
search.pl?op=do_search&field_name1=subject&field_val
ue1=PETROLEO,%20PERFORACION%20DE%20POZO
S
 http://es.scribd.com/doc/23593341/PERFORACION-
DIRECCIONAL
 http://es.scribd.com/doc/47213665/Perforacion-
Direccional-Guia-Practica-1
 http://es.scribd.com/doc/20114904/Principios-de-
Perforacion-Direccional-y-Horizontal

55.  Introducción a la Perforación Direccional, Ignacio Gorgone,
Departamento de Diseño Mexico y Centroamerica (Schlumberger).
 Perforación Direccional, Sperry-Sun, Cmtoti Blogspot.
 Drilling 101, Drilling of a Natural Gas Well and Natural Gas Production in
the Piceance Basin Doug Dennison Garfield County Oil & Gas Liaison.
 www.oilfield.slb.com/media/resources/oilfieldreview
 www.catalanadeperforacions.com
 El abece del petróleo y del gas.
 Molina, Patricio; "Trabajo práctico para Técnicas Energéticas:
Perforación Direccional".
 Introduction to Directional Drilling, Subject Matter Experts: Raymond
de Verteuil and Iain McCourt Sugar Land Learning Center 1998, revised
2001.
 Métodos de la perforación, Evaluación petrolera y métodos de
explotación en la cuenca de burgos .

56. MUCHAS GRACIAS
…