24 - SEMS y EXTRACCION de HIDROCARBUROS La siguiente aplicación del Sistema SEMS en el sector de la extracción de crudo y gas es el ejemplo más obvio entre las muchas utilidades en este sector. Este ejemplo se basaría en dividir todo el sistema de explotación en tres Sistemas Estructurales Independientes (Fig. 1 y Fig. 2): a) Sistema Estructural 1: El formado por la plataforma o barco de perforación y extracción. b) Sistema Estructural 2: El formado por la tubería exterior de perforación o extracción. c) Sistema Estructural 3: El formado por la estructura suelo o geológica que contiene el yacimiento, las válvulas (BOP) y los conductos subterráneos de perforación o extracción. Cada uno de los tres sistemas tendrían su propio Sistema SEMS (Structural Elasticity Measurement System), los cuales todos juntos configurarían la red general de medidas de todo el sistema por interrelación de todas las medidas entre sí.

1. SEMS y EXTRACCION de HIDROCARBUROS
La siguiente aplicación del Sistema SEMS en el
sector de la extracción de crudo y gas es el
ejemplo más obvio entre las muchas utilidades en
este sector. Este ejemplo se basaría en dividir
todo el sistema de explotación en tres Sistemas
Estructurales Independientes (Fig. 1 y Fig. 2):
a) Sistema Estructural 1: El formado por la
plataforma o barco de perforación y extracción.
b) Sistema Estructural 2: El formado por la
tubería exterior de perforación o extracción.
c) Sistema Estructural 3: El formado por la
estructura suelo o geológica que contiene el
yacimiento, las válvulas (BOP) y los conductos
subterráneos de perforación o extracción.
Cada uno de los tres sistemas tendrían su propio
Sistema SEMS (Structural Elasticity Measurement
System), los cuales todos juntos configurarían la
red general de medidas de todo el sistema por
interrelación de todas las medidas entre sí.
En esta aplicación el Sistema Estructural 2 se
utilizaría como sistema sensor para la alineación
exacta de los tres sistemas estructurales entre sí;
así como detector de anomalías en los Sistemas
Estructurales 1 y 3. Para mayor claridad, del
Sistema Estructural 1 solo tomamos un sensor
SEMS de enlace (Link SEMS Sensor) según
Fig. 2.
A este respecto es conveniente recordar la
precisión de los sensores existentes en el
mercado, en donde la inclinación (o ángulo de
giro) de 1º equivalente a una hora se divide en
3.600 segundos o partes, llegándose a medir
dicha inclinación en décimas de seg. según
cuadro Accuracy of Clinometers.
En general, el sistema de tuberías es el que más
sometido está a la fatiga por las variaciones de las
tensiones tanto por la presión (hidráulica) interna
propia de la extracción, así como por las mareas y
las oscilaciones verticales debidas a la variación
de la altura de las olas. También hay que
considerar las manipulaciones de los tubos, la
oxidación y las incrustaciones internas.
Por otro lado, las tuberías flexibles debido a su
elasticidad se convertirían en sensores ideales
para detectar con anticipación cualquier variación
elástica debida a cualquier variación geológica o
electro-mecánica capaz de producir una avería
menor, evitando que dicha avería inicial termine
convirtiéndose en un accidente catastrófico.
Estructural
System 1
SEMS sensors
Drilling or Oil
Extraction Rig
Accuracy of Clinometers
Type of Sensors 1 and 2 SENSOR 1 SENSOR 2
Angular Range +/- 600 seg. 0 – 360º
Resolution 0,1 seg. 2 seg.
Máx. Error (Precisión)
0,2 seg. +
3%
10 seg.
Link SEMS Sensor
Estructural
System 2
Estructural
System 3
(as in Fig. 2)
Fig. 1
Tension
Leg
SEISMOGRAPH
Blowout Preventer

2. 0
SEA CURRENT RESULTANT
Aº
Aº
Aº
Aº
Bº
Cº
Aº = Aº = 0º Aº = Aº Bº ≠ Cº
Las Figuras desde la 2 a la 6 se basan en la
red de medidas formada por el Sistema
Estructural 2 y el Sistema Estructural 3.
Link SEMS Sensor
Fig. 6
Estructural
System 2
Fig. 2
SEMS sensor over the
surface of the oil well
Connection to PC
Seismograph
Estructural
System 1
Estructural
System 3
Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5
La Fig. 6 a la izquierda representa la red de medidas entre los
dos sistemas 2 y 3. La finalidad de esta red sería la de registrar
todas las vibraciones (ondas elásticas o micro-sísmicas) sobre
el suelo oceánico (SO) producidas durante la perforación del
pozo en su avance (distanciamiento del SO) y comportamiento
de dichas ondas según estratos o capas geológicas. Dicho
registro se haría con sensores SEMS a la vez que con
sismógrafo homologado.
Se trata de identificar las características elásticas (mecánicas)
del entorno geológico en donde se alojan los depósitos de
petróleo, para de esa forma poder determinar con exactitud la
influencia u origen de los posibles terremotos ocasionados por
las extracciones de petróleo, gas o posterior utilización de
dichos depósitos como almacenamiento.
Esta red de medidas se complementa con las medidas
obtenidas por el Sensor Sísmico SEMS (SSS) el cual se
expone a continuación según Fig. 7 y 8.
Link SEMS Sensor

3. SENSOR SÍSMICO SEMS (SSS)
Dicho sensor (SSS) estaría formado por una sucesión de sensores SEMS contenidos en un cilindro o tubo
flexible del mismo tipo usado en la extracción del petróleo (Figs. 7 y 8 en azul), el cual se situaría lo más
cercano posible al tubo de perforación (drill pipe) y antes de comenzar la perforación, para de esa forma
captar todos los tipos de ondas elásticas (vibraciones) producidas por la perforación, de tal forma que
pudiésemos determinar el tipo de elasticidad sísmica de los sustratos o elasticidad geológica (EG)
característica de esa zona. Dicho sensor a su vez nos permitiría conocer la variación en tiempo real de las
fuerzas tectónicas y posibles desplazamientos horizontales y verticales de las capas geológicas.
Si bien el sensor sísmico (SSS) es capaz de
detectar los fallos estructurales del pozo, por
el contrario este no es capaz de prevenirlos
salvo que dicho sensor (SSS) esté integrado
(fijado o soldado) a lo largo de la tubería del
pozo (Fig. 9), la cual junto con el BOP sería
la estructura o sistema crítico a la hora de
prevenir cualquier vertido incontrolado y que
este derive en catástrofe tal como sucedió
con la plataforma Deep Water Horizon - BP.
Vibración: También se puede definir como
una variación periódica de la elasticidad.
Seismic SEMS
Fig. 9
Sensor
Drilling/Extraction
Pipe
Magma
Seismograph
Gas
Oil
Water
Danger Zone
(Structural failure)
Structural
System 4
(geological)
Structural
System 2
Vibrations
Seismic SEMS Sensor
Drill pipe
Fig. 7
Seismograph
Fig. 8
BOP
(Blowout Preventer)
Vibrations
Danger Zone
(Structural failure)
Seismic SEMS
Sensor
Drill/Extraction
Pipe
Gas
Oil
Water
Riser
(Tubo de subida)
MIGUEL CABRAL MARTÍN