Plan de Leccion Nº 1 Arquitectura de Pozos (1).pdf

PLAN DE LECCION Nº 1
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ARQUITECTURA DE POZOS
ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
DEFINICION DE POZO PETROLERO
La única manera de saber realmente si hay hidrocarburos
en el sitio determinado por coordenadas, donde la
investigación sísmica y geológica propone que se podría
localizar un deposito de hidrocarburos, es mediante la
perforación.
Un pozo petrolero es una obra de ingeniería encaminada a
poner contacto un reservorio o yacimiento de
hidrocarburos con la superficie.
Se trata de la construcción de un pozo efectuada en el
subsuelo utilizando trépanos de diferente diámetros
posteriormente protegidas con cañería cementadas, a
diversas profundidades llamadas etapas de perforación,
para la prospección o explotación de yacimientos
petroleros.
CLASIFICACION DE POZOS POR SU OBJETIVO
Pozo Exploratorio
Es aquel pozo que se perfora en zonas donde no se había
encontrado antes petróleo ni gas. Puede perforarse en un
campo nuevo o en una nueva formación productora dentro
de un campo existente

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ARQUITECTURA DE POZO
ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
CLASIFICACION DE POZOS POR SU OBJETIVO
Pozo de Avanzada
Después de la perforación de un pozo exploratorio en un
área inexplorada que resulta productor, se perforan los
pozos de avanzada con el objetivo principal de establecer
los límites del yacimiento
Pozos Productores
Son aquellos que permiten extraer los fluidos de las
formaciones productoras, mientras los no Productores
(Secos), una vez terminados no producen ni petróleo ni
gas en cantidades suficientes como para ser
económicamente rentable.
Pozos de Desarrollo
Son aquellos pozos perforados con la finalidad de explotar,
extraer y drenar las reservas de un yacimiento. El objetivo
principal al perforar un pozo de desarrollo es aumentar la
producción del campo, razón por la cual, se perforan
dentro del área probada; sin embargo, algunos pueden
resultar secos.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
CLASIFICACION DE POZOS POR SU UBICACION
● Pozos terrestres “onshore”
● Pozos Marinos someros “offshore”
● Pozos Marinos de aguas profundas
● Pozos lacustres
CLASIFICACION DE POZOS POR SU TRAYECTORIA
● Pozos con trayectoria vertical.
● Pozos con trayectoria Direccional
● Pozos con trayectoria horizontal
● Pozos Multilaterales
● Pozos de alcance extendido
POZOS POR SU FUNCION
● Pozos Productores
● Pozos inyectores
● Pozos disposición de deshechos.
● Pozos de alivio

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POZOS SOMEROS
0 a 2500 Metros
POZOS MEDIANOS
2500 a 4500
Metros
POZOS
PROFUNDOS
4500 a 9000
Metros
EQUIPO DE
PERFORACIÓN
750; 900; 1000;
1200; 1500 HP
EQUIPO DE
PERFORACIÓN
1500; 1700; 2000
HP
EQUIPO DE
PERFORACION
2500; 3000 HP
CLASIFICACION DE POZOS POR SU PROFUNIDAD

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
CAÑERIA GUIA.
Objetivos:
▪ Aislar zonas superficiales que están comunicadas con
niveles freáticos.
▪ Proteger el agujero perforado.
▪ Proteger formaciones no consolidadas.
▪ Proveer soporte cañería y equipo de superficie usado
para perforar la siguiente sección.
▪ Aislar formaciones con bajos gradientes de fractura
▪ Dar soporte a la instalación del Diverter
Se usa el equipo “Stab in” para asegurar retornos de
cemento a superficie, normalmente se usa un zapato
flotador “Stab in”, el cual se baja con el cañería a la
profundidad programada de asentamiento, enseguida por
medio de una mesa falsa se baja tubería “drill pipe” con un
stinger “Stab in” en la punta de la misma, el Drill pipe se
baja con un centralizador flexible colocado lo mas cerca
posible a la punta de tubería de dimensión mayor al
diámetro interno de la cañería.

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ARQUITECTURA SUBSUPERFICIAL

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
DIVERTER
Prevención de Influjo de gas de poca profundidad.
1. Se deben diseñar equipos de desviación de fluidos del
pozo a un lugar seguro.
2. Se deben observar los registros sísmicos para evitar
zonas de shallow gas y posiblemente H2S
3. Se debe buscar localizar el pozo fuera del área de
riesgo.
4. El equipo de superficie genera alta erosión.
5. Se debe incorporar procedimientos de simulacros
regulares.
6. Control de la velocidad de perforación “ROP” evitando
excesiva Presión hidrostática con riesgo de fractura .
7. Perforar un agujero piloto para determinar la
existencia de gas somero.
8. Mantener el pozo lleno de lodo cumpliendo la función
de PH > PF.
9. Información de la zona como espesores,
permeabilidad, porosidad, posibles washout,
producción de arena.
10. En cada conexión se recomiendan chequeo de flujo.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
CAÑERIA SUPERFICIAL.
Objetivos
▪ Proteger el agujero superficial perforado
▪ Aislar zonas superficiales que están comunicadas con
niveles freáticos.
▪ Proveer soporte estructural al cabezal de pozo y stack
de preventores.
▪ Aislar zonas de transición de presión
▪ Proveer un zapato bien aislado para realizar pruebas
de integridad de pozo además de LOT y FIT.
▪ Aislar zonas de bajo gradiente de fractura.
▪ Aislar zonas de presión con posibilidad de shallow
gas.
▪ Cementar hasta superficie.
▪ Permitir integridad de pozo para la tolerancia al Kick

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Un pozo petrolero es una obra de Ingeniería encaminada
a poner en contacto la presión de formación con la presión
atmosférica en superficie.
Es una perforación efectuada en el subsuelo con trépanos
de diferentes diámetros y con cañerías de revestimiento, a
diversas profundidades, llamadas etapas o secciones de
perforación, para la prospección o explotación de
yacimientos petroleros
Diámetro
agujero
(pulg.)
Cañería
Diámetro
de cañería
Profundidad
de
asentamiento
(metros)
36 Guía 30 80 – 150
26 Superficial 20 600 – 1500
17 ½” Intermedia 16 – 13 ⅜” 2500 – 4000
12 ¼” Intermedia 9 ⅝” 4000 - 5000
8 ½” Explotación 7 5000 - 6000

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Colgador de Cañería de Revestimiento.
La Cañería de Revestimiento y el cemento son Barreras
mecánicas del Pozo por tanto durante la planificación de la
construcción del pozo el volumen de cemento calculado
para luego desplazar al espacio anular debe considerar el
volumen sea suficiente como para ingresar al zapato de la
cañería anterior en aproximadamente 100 a 150m. Los
objetivos de una cementación primaria son:
● Sostener la Cañería de Revestimiento a lo largo de
toda la columna de cemento.
● Adherirse a la Cañería y las paredes del pozo para
garantizar integridad de pozo.
● Restringir el movimiento de fluidos.
● Proteger a la Cañería contra la corrosión.
● Proteger la Cañería contra impactos originados por la
perforación subsecuente.
● Sellar zonas de perdida de circulación o zonas
ladronas.

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Procedimiento para colgar Cañería de Revestimiento.
1. Limpiar antepozo y Preventores
2. Levantar el stack de preventores
3. Asentar hasta el peso calculado de la cañería mas un 10 a 15% de factor de seguridad + el
peso del Aparejo o Top drive:
WCañ = 𝑊𝑊𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶
lb
pie
× L pies × 1.15 + WTop Drive
4. Instalar manualmente el colgado de cañería hasta que ingrese totalmente al receptáculo del
cabezal
5. Asentar el peso registro en el Indicador de peso totalmente luego realizar el corte de cañería.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Terminación de Pozos.
Es la preparación de un pozo para ponerlo en producción
económicamente, consiste en el diseño, la selección e
instalación de tubería empacaduras y demás
herramientas dentro del pozo, con el propósito de producir
el pozo de manera controlada, bombear crudo fuera del
mismo e inyectar algún fluido dentro de la formación. Esta
etapa es el resultado de diferentes estudios realizados al
pozo, empezando por la exploración hasta la evaluación
del pozo en flujo algún tiempo después de haber sido
perforado.
Posteriormente que el pozo es entubado y cementado,
cada horizonte productivo es puesto en contacto
permanente con el pozo, permitiendo el flujo de fluidos del
reservorio hacia la superficie a través de la tubería de
producción y el equipo apropiado para controlar la tasa de
flujo. El contacto con cada horizonte puede ser alcanzado
directamente (por agujero abierto) o por cañoneo a través
de la cañería de revestimiento.
Equipos de subsuelo.
Tienen la finalidad de llevar los fluidos desde la formación
productora hasta el cabezal de pozo de forma segura
para el personal y las instalaciones

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Terminación de Pozos
Sarta de tubería
Uno de los aspectos mas importantes en las operaciones
de perforación es la adecuada selección de Tuberías. La
capacidad para resistir presiones y cargas bajo
determinadas condiciones de funcionamiento es un factor
muy importante para la seguridad y economía de
perforación y producción del pozo.
Función.
Es llevar el fluido desde la formación productora hasta el
cabezal de pozo. Estas tuberías pueden ser de diferentes
diámetros y a través de esta se mantiene el control de la
producción o inyección; igualmente facilita las
operaciones de servicio en el pozo, tales como trabajo de
registros con cable, slick line y circulación de fluido de
control.
Selección de la Tubería de Producción.
La selección yn diseño de una Tubería, es una parte
fundamental en la Terminación de un pozo, para ello
existen un conjunto de prácticas aceptables, entre las
cuales se pueden citar las establecidas por el API

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
● Valores máximos y mínimos de los esfuerzos cedentes.
● Valores mínimos de presión interna cedente
● Porcentaje mínimo de elongación en secciones de prueba
dedos pulgadas de largo.
● Valores de dureza típica.
● Torque recomendado.
● El limite máximo de los esfuerzos de cedencia y la mínima
elongación son factores muy importantes y los cuales son
tomados muy en cuenta por los fabricantes.
Grados del acero de la Tuberías.
Los grados de acero recomendados por el API,
establecen la composición química, propiedades físicas y
mecánicas de la tubería.
Diámetros de las tuberías.
Es seleccionado sobre la base de la tasa de flujo de
producción o bombeo estimado en el pozo, evitando que
la pérdida de carga por fricción generado por el fluido de
formación genere una contrapresión que evite una tasa de
producción optima.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Conexiones de las Tuberías.
Es el dispositivo mecánico que se utiliza para unir tramos
de tuberías, equipos de fondo y accesorios para formar
una sarta de tubería con características geométricas y
funcionales especificas.
Estas juegan un papel importante dentro del diseño de la
sarta de producción o inyección debido a que:
⸋ Mas del 90% de las fallas que sufren las sartas de
tubería se originan en las conexiones.
⸋ Estas representan entre el 10% de la longitud total de
la tubería y el 50% del costo total de la tubería.
Packers o empacadores.
Es una herramienta de fondo que se usa para
proporcionar un sello entre la tubería de producción y la
tubería de revestimiento a fin de evitar el movimiento
vertical de los fluidos desde el packer hacia la superficie
En la actualidad existen una diversidad de empacadores
en el mercado, pero todas ellas poseen básicamente la
misma estructura.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Funciones de los Packers o empacadores.
● Confinar las presiones en el fondo del pozo, evitando
que la formación ingrese al anular tubería – cañería.
● Proteger la cañería de revestimiento del estallido bajo
condiciones de alta producción o p0resiones de inyección.
● Mantener los fluidos de formación alejados de la sección de
loa cañería de revestimiento que esta por encima del
empacador.
● Mantener los fluidos pesados de empaque en el espacio
anular para el control de pozo. Aislar perforaciones y zonas
de producción en terminaciones múltiples.
● Permitir el uso de ciertos métodos de levantamiento
artificial.
Mandril de flujo.
Es un medio o conducto interior que permite mantener
todas las secciones del obturador como un sistema
individual (unidades de sello, conos, cuñas, válvulas y
bloques de fricción), de esta forma comunica el flujo que
proviene de la formación con la tubería de producción y
continua su recorrido hasta la estación de flujo.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Conos de Packers.
Son dispositivos que transmiten de la tubería bien sea los
movimientos de compresión o tensión a las cuñas para su
expansión y anclaje en la cañería de revestimiento.
Elementos de sello.
Son los sistemas fundamentales para lograr el aislamiento
hidráulico. Están constituidos por varias piezas
generalmente 3 anillos de elastómeros, construidos de
Nitrilo y que pueden ser fabricados de diferentes durezas
de acuerdo a rangos de presión donde se vayan a usar.
Cuando se ancla un packer, el elemento sellante se
comprime para formar un sello contra la cañería. Durante
la compresión, el elemento de goma se expande entre el
cuerpo del packer y la pared de la cañería de
revestimiento.
En la siguiente tabla se muestran la cantidad de
elementos sellantes en un packer de acuerdo a las
condiciones de trabajo:

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Elementos sellantes.
Dispositivos de fricción.
Estos son solo una parte esencial de muchos tipos de
empacadores para asentarlas en algunos casos
recuperarlas. Pueden ser flejes, resortes o bloques de
fricción y cada uno de estos proporciona las fuerzas de
sostenimiento necesarias para anclar el packer.
Clasificación de los Packers o empacadores.
De acuerdo al sistema de anclaje se pueden clasificar de
la siguiente manera: Mecánicas, Hidráulicas,
Permanentes
Tipo Elementos
sellantes
Presión de
trabajo
Temp. de
fondo ºF
I Un solo elemento 5000 250
II Dos o mas 6800 - 7500 275
III Dos o mas 10.000 325
IV Especiales para
H2S y CO2
15.000 450

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Empacadores Mecánicos de compresión.
Son sencillas debido a que poseen solo un sistema de
anclaje en la cañería, no tienen válvula interna de
circulación, el elemento sellante puede trabajar hasta
250ºF.
Se anclan cuando se llega a la profundidad de anclaje
rotando la sarta en dirección a las agujas del reloj para
que salga la J del perfil interno del mandril, de esta forma
salen las cuñas y se asienta peso sobre el obturador para
anclarlo en la cañería.
Empacadores Mecánicos de compresión doble.
Similar a las anteriores, son equipos recuperables, son
dobles debido a que tienen doble sistema de anclaje, el
agarre mecánico igual a los Packers sencillos y un agarre
adicional de candados hidráulicos los cuales son
accionados mediante la presión hidráulico, estos se
encuentran localizados por debajo de la válvula de
circulación “Hold downs”

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Packers de Tensión simples.
Son aquellos recuperables y muy similares a los Packers
de compresión sencilla, la diferencia es que presentan
cuñas y cono invertidos, por esta razón el sistema de
anclaje es tensionando la tubería.
Su mayor aplicación se encuentra en los pozos inyectores
de agua y pozos productores someros y con tubería de
Terminación de diámetros pequeños donde el peso es
insuficiente para asentar los empacadores de compresión
o peso.
Packers de tensión y compresión.
Al igual que todos los anteriores son equipos
recuperables, presenta la versatilidad que se pueden
asentar aplicándole esfuerzos de compresión, tensión y
rotación.
Utilizado para producción, inyección, fracturas, zonas
aisladas y aplicación de cementación secundaria. Posee
capacidad de resistir altas presiones diferenciales en caso
de estimulaciones después de haber terminado el pozo.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Packers hidráulicos.
Son equipos compuestos de iguales materiales que los Packers
mecánicos, la diferencia estriba en el mecanismo de anclaje de
estas que es mediante presión hidráulica. El procedimiento de
asentamiento es el siguiente:
▪ Se baja con la tubería hasta la profundidad establecida.
▪ Se coloca presión a través de la tubería al cual energiza
unos pistones en la parte interna del obturador.
▪ Finalmente el movimiento de estos pistones efectúan el
anclaje de las cuñas como la expansión de los elementos
sellantes contra la cañería de revestimiento. Existen dos
tipos de empacadores hidráulicos Selectivas y no
selectivas.
Terminación sencilla con empacadores hidráulicos.
● Permite fijar el packer sin manipulación de la tubería.
Común en las aplicaciones costa afuera donde las líneas de
control de las válvulas de seguridad previenen la rotación
de la sarta.
● Permite la instalación en un solo viaje con ahorro de costos.
● Requiere dispositivo de tapón de tubería para anclar el
Packer (Tapón en niple asientos, asentamiento a través de
bolilas)

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Packers Permanentes.
Estos equipos están diseñados para pozos de alta presión y
temperatura, en terminaciones donde provean trabajos de
fractura en el futuro, en terminaciones selectivas y
principalmente en pozos exploratorios donde no se conocen las
características del reservorio. Se pueden asentar mediante dos
mecanismos con wire line y con tubería de trabajo. Forma parte
de la cañería de revestimiento ya que al ser anclado, para
remoción deben ser frezadas.
Packers Permanentes con sello hidráulico.
⸋ Gamma completa de accesorios disponibles en terminación de
pozos.
⸋ Diseñada para altas presiones diferenciales sobre los 10.000psi.
⸋ Diseñada para aplicaciones de una zona y multizonas.
⸋ Es fijada en un solo viaje no requiere acción mecánica.
⸋ No es necesariamente bajada con wire line, también puede
anclarse bajando con tubería de trabajo.
Trabaja entre temperaturas de 150º s 350ºF.
Accesorios de Packers permanentes.
● Localizadores de Packers permanentes. Unidades espaciadoras
● Seal bore and mill-out extensions.
● Pata de mula. Unidades sellantes

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Niple asiento.
Es un dispositivo tubular conectado ala tubería de producción
que se coloca a una determinada profundidad. Internamente son
diseñados para controlar la producción en la tubería.
Básicamente existen dos tipos de niples asiento:
● Niples asiento Selectivos.
Su principio de funcionamiento esta basado en el conjunto de
cerraduras que hacen juego con las llaves colocado en un mandril
de cierre. Pueden ser colocados mas de uno en una sarta de tubería
de producción siempre que tengan la misma dimensión interna. Se
utilizan para:
⸋ Taponar el pozo hacia arriba, hacia abajo o en ambas
direcciones.
⸋ Probar la integridad de la tubería de producción.
⸋ Colocar Válvula de seguridad, reguladores de fondo,
herramientas de medición.
⸋ Servir como profundidad de referencia.
● No selectivos.
Este tipo de de Niple es un receptor para dispositivos de cierre. Su
principio de funcionamiento es tener una disminución de diámetro
llamado NO PASA (NOGO) , para localizar los dispositivos de
cierre; por lo tanto, el diámetro exterior del dispositivo deberá ser
ligeramente mayor que el diámetro interno mas pequeño.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Camisa deslizable.
Son dispositivos compuestos por una camisa interior, la cual debe
abrirse o cerrarse por métodos de wire line, para permitir la
comunicación o separación de los fluidos hacia la tubería. Estas
permiten, traer pozos a producción, matar pozos, lavar arenas, y la
producción de zonas múltiples. Las Camisas pueden ser utilizadas
como:
● Camisas de circulación.
Son dispositivos que se colocan sobre el primer Packer. Se inyecta
a través del espacio anular un fluido liviano que permita desplazar
el fluido de Terminación y aligerar la columna del fluido existente
en el pozo para crear una diferencial de producción en el fon do y
provocar la reacción del pozo. Se coloca en la tubería de menor
diámetro y en caso de no tener Válvulas de gas lift se pueden
utilizar para la inyección de gas.
● Camisas de producción.
se colocan unos pies por debajo o por encima del horizonte
productor pero nunca en frente, con el propósito de evitar que los
fluidos lleguen directamente a la camisa de producción
ocasionando flujo turbulento en la cara y como consecuencia una
posible obstrucción al paso de fluidos.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Juntas de Expansión.
Es una herramienta que esta compuesta básicamente de dos
componentes principales que son el cuerpo y el mandril deslizante.
On Off Tool.
Es una herramienta que permite el acople y desacople de la tubería de
producción sin comprometer la característica de la sarta de terminación
esto permite desconectar a la tubería sin desanclar el packer.
Ventajas:
● Acople rápido de J triple.
● Permite el uso de tapones tipo X
● Desconecta la tubería sin desanclar el Packer.
Válvulas de seguridad de Control Subsuperficial.
Son aquellas que cumplen su función de cierre del flujo cuando existe
una variación en las condiciones de fondo, sin que se requiera de
ninguna fuente emisora de señal en la superficie . Existen dos tipos de
válvulas:
● Válvula de seguridad operada por presión.
● Válvulas de seguridad diferencial

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Terminación en agujero abierto
Se realiza en zonas donde la formación está altamente
compactada. La cañería de producción se ancla por encima de
la zona de producción.
Este tipo de Terminaciones se realiza en formaciones de
areniscas consolidadas, carbonatadas (dolomitas/calizas) donde
no se espera producción de agua/gas. Los espesores de la
formaciones (o las unidades lito estratigráficas de los
yacimientos) deben ser mayores a 100 pies.
Terminación en agujero abierto con cañería ranurada
En este tipo de Terminaciones la cañería de producción es
asentada y cementada por encima de la zona productora, y una
cañería pre - ranurada se instala mediante un colgador de liner.
Este tipo de Terminaciones se realiza en formaciones
consolidadas o medianamente consolidadas donde pueda
ocurrir migración de finos. Los espesores de la formaciones (o
las unidades lito estratigráficas de los yacimientos) deben ser
mayores a 100 pies.
Ventajas:
1. Se elimina el costo de cañoneo.
2. Existe un máximo diámetro del pozo en el intervalo
completado.
3. Es fácilmente profundizable.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Ventajas:
4. Puede convertirse en otra técnica.
5. Se adapta fácilmente a las técnicas de perforación a fin de
minimizar el daño a la formación dentro de la zona de
interés.
6. Reduce el costo de revestimiento.
7. Todo el diámetro del hoyo esta disponible para el flujo.
Desventajas:
5. No hay forma de regular el flujo hacia el hoyo.
6. No se puede controlar efectivamente la producción de gas o
agua.
7. Es difícil tratar los intervalos productores en forma selectiva.
8. En el caso del liner crea cierta restricción la flujo.
Terminación con cañería cementada y baleada.
En este tipo de Terminación la Cañería se asienta a través de la
formación productora y se cementa. Posteriormente se cañonea
para establecer comunicación entre el hoyo y la formación. Es el
tipo de Terminación que más se usa en la actualidad, en pozos
poco profundos (4000 a 8000 pies) y profundos (10000 pies o
más). Los espesores de la formaciones (o las unidades lito -
estratigráficas de los yacimientos) pueden variar desde los 4
pies.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Ventajas:
1. La producción de agua y gas es fácilmente prevenida y
controlada.
2. La formación puede ser estimulada selectivamente.
3. Permite llevar a cabo Terminaciones adicionales como
técnicas especiales para el control de arena.
4. Se adapta a cualquier tipo de configuración mecánica.
5. Se puede completar unidades litoestratigraficas de
yacimientos diferentes e inclusive explotar en conjunto.
Desventajas:
1. Los costos de cañoneo pueden ser significativos cuando se
trata de intervalos grandes.
2. Se reduce el diámetro efectivo del hoyo y la productividad
del pozo
3. Pueden presentarse trabajos de cementación secundaria.
4. Requiere buenos trabajos de cementación.
5. La interpretación de registros o perfiles es crítica.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Empaque de grava en agujero abierto
Se usa para prevenir la producción no deseada de arena (o
finos) de formación. Para ello se empaca el intervalo productor
con grava de diámetro escogido, de manera que los granos
sueltos de arena, impulsados por el flujo al escurrirse por la
grava se traben, formando así un apilamiento firme y estable
que evita que la arena fluya hacia el pozo.
Los espesores de la formaciones (o las unidades lito-
estratigráficas de los yacimientos) deben ser mayor a los 100
pies.
Empaque en Agujero abierto (pozos horizontales)
finos) de formación. Para ello, el pozo horizontal después de
perforado , se completa con liner ranurado (con diámetro de
ranuras específicos, previo análisis granulométrico) los granos
de arena impulsados por el flujo al escurrirse crean un empaque
natural alrededor del liner.
Los espesores de la formaciones (o las unidades lito-
pies.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Empaque de grava en Cañería cementada.
finos) de formación. Para ello, el pozo después de perforado , se
baja y cementa la cañería de producción en la profundidad final.
Se cañonea la zona de interés y se completa con liner ranurado
(con diámetro de ranuras específicos, previo análisis
granulométrico), el espacio entre el anular y el liner se rellena
con grava. Los espesores de la formaciones (o las unidades lito-
pies.
Ventajas:
1. Son utilizados para el control de las arenas en los pozos
especialmente de petróleo pesado y extra pesado.
2. Poseen alta resistencia al colapso.
Desventajas:
1. Área de flujo limitada.
2. La geometría de las ranuras (rectas o cónicas), potencia el
bloqueo o taponamiento por parte de los finos que viajan a
través del empaque.
3. Baja resistencia a la corrosión en la zona ranurada.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Desventajas:
4. El área de flujo limita la operación de empaque y se expone
a presentar puenteos prematuros. Este riesgo se
incrementa a medida que aumenta el tramo a empacar
5. Elevados Costos asociados para intervenir el pozo
(Servicios, Reparaciones, Ra/RC), en caso de pozo con
más de una década de perforados.
Clasificación de las Terminaciones de Pozos
Configuración mecánica.
∆ Sencilla (simple o selectiva).
∆ Múltiple (simple o selectiva)
∆ Monobore.
Esta clasificación se complementa con la explicada
anteriormente. Se refiere a la cantidad de equipos subsuelo
(tubería de producción y empacaduras) usados para producir el
pozo. Puede ser permanente o no permanente.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Terminación Simple.
Descripción:
Se usa una sola tubería de producción. Este tipo de Terminación
se aplica donde existe una o varias zonas de un mismo
yacimiento. Todos los intervalos productores se cañonean antes
de bajar el equipo de Terminación. Además de producir
selectivamente la zona petrolífera, ofrece la ventaja de aislar
zonas productoras de gas y agua. En caso de que la zona
petrolífera no tenga suficiente presión como para levantar la
columna de fluido hasta la superficie se pueden utilizar métodos
de levantamiento artificial. Puede ser Sencilla Convencional y
Sencilla Selectiva.
Terminación Simple Selectiva
Se usa una sola tubería de producción. Este tipo de Terminación
se aplica donde existe una o varias zonas de uno o mas
yacimientos. Todos los intervalos productores se cañonean
antes de correr el equipo de Terminación. Además de producir
selectivamente la zona petrolífera, ofrece la ventaja de aislar
zonas productoras de gas y agua.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Terminación Múltiple simple Selectiva.
Se usa dos o mas tuberías de producción. Se utiliza cuando se quiere
producir simultáneamente varias zonas petrolíferas (yacimientos) en
un solo pozo, sin mezclar los fluidos. Generalmente reduce el número
de pozos a perforar.
La zona superior produce a través del espacio anular Cañería /
tubería de producción, mientras que la zona inferior produce a través
de la tubería de producción. Generalmente, se aplica donde la zona
superior no requiera levantamiento artificial, no tenga problemas de
arena, corrosión, etc.
Terminación Doble Selectiva
Se usa dos o mas tuberías de producción. En este tipo de
Terminación, la zona superior produce a través del espacio anular
Cañería / tubería de producción, mientras que la zona inferior
produce a través de la tubería de producción.
Mediante este diseño se pueden producir varias zonas
simultáneamente y por separado a través del uso de tuberías de
producción paralelas y empacadoras.

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ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Ventajas:
1. Permite obtener alta tasa de producción por pozo.
Desventajas
1. Dificultad para su instalación y remoción de los
equipos en los futuros trabajos de reparación, lo que genera
altos costos.
2. Son muy susceptibles a problemas de comunicación,
filtraciones, etc.
Terminación Monobore.
La Terminación Monobore es cada vez más habitual en la
industria de hoy. La sarta de Terminación presenta el mismo
diámetro (ID) de arriba a abajo

44
ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Métodos de levantamiento Artificial.
Cuando la energía natural de un yacimiento ya no es
suficiente para promover el desplazamiento de los fluidos
desde el fondo del pozo hasta la superficie surge la necesidad
de extraer los fluidos mediante la aplicación de fuerzas o
energías ajenas al pozo, a este proceso se le denomina
Levantamiento Artificial.
• Bombeo Mecánico Convencional (BMC)
• Bombeo Electro sumergible (BES)
• Bombeo de Cavidad Progresiva (BCP)
• Bombeo Hidráulico (BH)
• Levantamiento Artificial por Gas (LAG)
Bombeo Mecánico convencional
Consiste en una bomba de subsuelo de acción reciprocante,
con energía suministrada a través de una sarta de varillas que
proviene de un motor eléctrico, o de combustión interna, tiene
su principal aplicación en la producción de crudos pesados y
extrapesados, aunque también se usa en la producción de
crudos medianos y livianos. No se recomienda en pozos
desviados, ni cuando la producción de sólidos y/o la relación
gas –líquido sea muy alta, ya que afecta la eficiencia de la
bomba.

45
ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Bombeo electro-sumergible.
Este tipo centrífugo–multietapas, que consiste en un
impulsor rotativo y un difusor fijo. El número de etapas
determina la capacidad de levantamiento y la potencia
requerida para ello. El movimiento rotativo del impulsor
imparte un movimiento tangencial al fluido que pasa a
través de la bomba, el fluido viaja a través del impulsor
en la resultante del movimiento radial y tangencial,
generando al fluido verdadera dirección y sentido del
movimiento.
Bombeo de cavidades progresivas
Son máquinas rotativas de desplazamiento positivo,
compuestas por un rotor metálico, un estator cuyo
material es elastómero generalmente, un sistema
motor y un sistema de acoples flexibles. El efecto de
bombeo se obtiene a través de cavidades sucesivas y
el movimiento es transmitido por medio de una sarta
de cabillas desde la superficie hasta la bomba,
empleando para ello un motor – reductor acoplado a
las cabillas.

46
ARQUITECTURA
SUBSUPERFICIAL
Levantamiento Artificial.
Opera mediante la inyección continua de gas a alta
presión en la columna de los fluidos de producción
para disminuir la densidad del fluido producido y
reducir el peso de la columna hidrostática sobre la
formación, obteniéndose así un diferencial de presión
entre el yacimiento y el pozo que permite que el pozo
fluya

47
ARQUITECTURA SUPERFICIAL

48
CONFIGURACION DEL STACK DE
PREVENTOR DE REVENTONES.
Requisitos de Diseño de Presión de trabajo de un
Stack de BOP.
Máxima presión anticipada en superficie
PSuperficie = PFormacion − PHGas
Gradiente del influjo 0.1 psi/pie
Gradiente de formación 0.72 psi/pie
PSuperficie 0.72 − 0.1 × 12000 = 7400psi
Requerimiento del Cabezal de pozo y el Stack de
Preventores 10000psi como presión de operación.

49
TIPOS DE CABEZAL DE POZO
Los Cabezales de pozo deben diseñarse para:
1. Sistema de Cabezal convencional
2. Sistemas de carreteles compactos
3. Sistema de suspensión en lecho marino
4. Cabezal Submarino del Pozo
Sistema en Carretel convencional
Empezando de abajo para arriba en la grafica esta
conformada por:
1. Sección A cabezal de cañería superficial para colgar la
cañería de revestimiento de la sección Intermedia.
2. Sección B Cabezal de cañería Intermedia para colgar
cañería de Producción.
3. Sección C Cabezal de Cañería de Producción para
colgar Tubería de Producción.
4. Stack de Preventores

50
TIPOS DE CABEZAL DE POZO
Sistema en Carretel Compacto
1. El conjunto de preventores se puede dejar en su
lugar hasta la instalación del arbolito de navidad.
2. Ahorra tiempo de equipo.
3. Reducción de conexiones bridadas.
Ventajas del Cabezal compacto referente al cabezal
convencional.
● Seguridad al tener conectado los BOPs durante la
perforación del Pozo.
● Reduce el número de cambio de Preventores
durante la perforación del Pozo.
● Uso de Colgadores de T.R y T.P. Tipo Mandril..
● Minimiza los tiempos de Operación
● Minimiza los riesgos de Operación (HSE)
● Reducción de Altura

51
CABEZAL DE POZO
1. Soportar cargas de tensión de los tubulares
suspendidos o colgados
2. Tener capacidad de sello de presión para dar
integridad al pozo.
3. Aislar el pozo del ambiente exterior
4. Aislar entre cañería y formaciones de fondo de pozo.
5. Mantener presión durante operaciones de control de
pozo, pruebas de pozo o periodos de cierre.
6. Servir de base para instalar el Arbolito de navidad.
Normas para Cabezales API 6ª
● Incluye equipo de Cabezales de Pozos y arbolitos de
Navidad. Principalmente la manufactura y
especificaciones.
● Materiales, para condiciones estándar y para H2S.
● Especificaciones de Temperatura y Presiones
nominales
● Accesorios roscados, bridas, espárragos.
● Requisitos de soldadura sobre los equipos de pozo

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CABEZAL DE POZO
1. Soportar cargas de tensión de los tubulares
suspendidos o colgados
2. Tener capacidad de sello de presión para dar
integridad al pozo.
3. Aislar el pozo del ambiente exterior
4. Aislar entre cañería y formaciones de fondo de pozo.
5. Mantener presión durante operaciones de control de
pozo, pruebas de pozo o periodos de cierre.
6. Servir de base para instalar el Arbolito de navidad.
Normas para Cabezales API 6ª
● Incluye equipo de Cabezales de Pozos y arbolitos de
Navidad. Principalmente la manufactura y
especificaciones.
● Materiales, para condiciones estándar y para H2S.
● Especificaciones de Temperatura y Presiones
nominales
● Accesorios roscados, bridas, espárragos.
● Requisitos de soldadura sobre los equipos de pozo

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ARQUITECTURA
SUPERFICIAL
Sección A
El cabezal del de la cañería de Revestimiento Superficial
se puede usar en conjunto con una placa base para una
distribución más eficaz del peso.
La Placa base o Landing Base puede ser :
• Fundida o forjada de manera integral con el cabezal
de la Cañería de revestimiento
• O fabricada y unida al cabezal de la Cañería de
revestimiento con platinas verticales soldadas.
Al ordenar un Cabezal se debe especificar:
a. El Modelo del cabezal.
b. Conexión inferior
● Rosca macho, rosca hembra, acople enchufado
para soldar o acople enchufado para soldar con
sello interno.
● Diámetro de la Cañería de revestimiento.
c. Conexión superior
● Brida o grampa de acople.
● Tamaño de brida/grapa de acople.
● Presión de trabajo de brida/grapa de acople

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ARQUITECTURA
SUPERFICIAL
Sección Cabezal de Cañería Intermedia, Producción y Tubería
• Sella (empaqueta) la sarta de Cañería superficial
• Ofrece soporte la Cuña Colgadora de para la siguiente sarta
de cañería de Revestimiento a cementar.
• Ofrece soporte para el montaje del equipo de control de pozo
(arreglo de preventores )
• Da integridad al pozo sellando el agujero con respecto a
presión atmosférica.
• Controla acceso al agujero:
▪ Para control de presión
▪ O retornos de fluido durante operaciones de perforación.
Las partes que componen este cabezal son:
a. Conexión superior bridada (estándar) o para grapa de acople
b. Ranura para anillo.
c. Área para asentamiento del colgador de la siguiente cañería.
d. Conexión inferior compatible con la conexión superior de la
Sección A.
e. Sellos (Empaque secundario) diseñados para ajustar
alrededor del diámetro externo de la última Cañería bajada
f. Salida lateral roscada o con espárragos/brida (roscadas es
menos común).
g. Puerto de pruebas

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56
ARQUITECTURA
SUPERFICIAL
Colgadores de Cañería de revestimiento
Funciones:
• Suspende las sartas de revestimiento intermedio o
de producción
• Centra la sarta de Cañería de revestimiento en la
Cubierta del Cabezal o en el Carretel.
• Sella el espacio anular de la Cañería de
revestimiento
Dos tipos principales de colgadores de Cañería de
revestimiento
• Colgador tipo cuña (cuñas envolventes alrededor de
la Cañería)
• Colgador tipo mandril Puede usarse si no se
anticipan problemas de pegamiento mientras se baja
la cañería. Si se pega el tubo, es necesario instalar
un colgador de Cañería tipo cuña convencional y
cortar el tubo sobrante por encima del colgador
Placa de sello cuñas tazón
Sello
Tazón de
cuñas Cuñas

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ARQUITECTURA
SUPERFICIAL
Instalación de Colgadores de Cañería de
revestimiento
Funciones:
• Precaución : asegúrese de que no hay voladuras
dentro del cabezal
• Después de cementar la Cañería de revestimiento,
lave la cavidad del cabezal
• Levante el stack de preventores, destrabe y coloque
las cuñas siguiendo los procedimientos del fabricante
• Proceda a colgar la cañería siguiendo los
procedimientos especificados
• Corte el Cañería unas 20" por encima de la cara de
la brida superior del cabezal.
• Retire el stack de Preventores o asegure en la viga
de la mesa rotaria bajo la estructura.
• Corte la parte sobrante a la altura adecuada y pula el
bisel o chaflán

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59
ARQUITECTURA
SUPERFICIAL
Cabezal de Producción, Colgador de Tubería.
Funciones:
• Sella (empaca) sarta de revestimiento de producción
• Ofrece apoyo y retención para el colgador de tubería
• Ofrece apoyo para el montaje del stack de
preventores
Esta compuesto por:
1. Birlo de retención del colgador de tubería.
2. Tazón superior para el colgador de tubería.
3. Roscado de Tapón removible o válvula.
4. Puerto de pruebas
5. Empaque secundario para sellar alrededor de la
cañería de Producción
Se Identifica por:
• Tamaño nominal (pasaje nominal de las bridas
superior e inferior) por ej. 13 ⅝” – 10.000
• Presión nominal (presión de trabajo superior e
inferior) 13 ⅝” – 10.000

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ARQUITECTURA
SUPERFICIAL
Cabezal de Producción, Colgador de Tubería.
Se debe especificar:
a. Marca y Modelo
b. Conexión Inferior
1. Brida, esparragado, o de acople de grapa
2. Tamaño de brida/de acople de grapa
3. Presión de trabajo de brida/ de acople de grapa
c. Conexión Superior
1. Brida/ de acople de grapa
2. Tamaño de brida/ de acople de grapa
3. Presión de trabajo de brida/de acople de grapa
d. Salidas laterales
1. Roscadas, esparragadas, bridadaso de grapa de
acople
2. Tamaño
3. Presión de trabajo
e. Servicio
1. Regular o H2S
Disponible para cumplir con todos los requisitos
pertinentes según el API-6A

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ARQUITECTURA
SUPERFICIAL
Colgadores de Tubería de Producción.
Funciones:
• Suspende la tubería de producción / inyección.
• Sella el espacio anular entre la tubería y el
revestimiento.
• Ofrece un asiento para una válvula de contrapresión
(BPV) que se puede instalar temporalmente en el
colgador permitiendo el retiro del arreglo de
preventores con presión en el pozo
• Ofrece un apoyo para el montaje del árbol de
navidad
Roscado de Tubería
O´ring
Roscado BPV
Roscado de Tubería

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