Curso basico de perforacion

• Introducción
• Componentes del Taladro
• Operaciones Convencionales
• Perforación
• Sistema de Circulación
• Viajes
• Logging
• Corrida de Revestimiento
• Cementación
• Completamiento
Agenda

• Operaciones no Convencionales
• Logística
• Control de Presiones
• Pegas de Tubería
• Equipo de Pesca
• Corazonamiento
• Perforación Underbalance
• Coiled Tubing
Agenda

• Conocimiento del equipo usado en
perforación y su función
• Las operaciones en el taladro tienen como
fin principal el lograr alcanzar las
formaciones que contienen hidrocarburos de
una manera económica, efectiva y que
permita el recobro de estos en superficie
Introducción

• Estas operaciones conllevan riesgos
relacionados con el equipo usado y las
formaciones atravezadas
• Se darán a conocer las operaciones de
mayor impacto en la perforación y los
problemas relacionados con las actividades
de campo así como la participación de
Weatherford en estas operaciones
Introducción

• Discusión de los pozos perforados en
Colombia
• Evaluación de lo discutido en el curso
• Certificación
• CD rom con la información presentada
Introducción

Componentes del Taladro
1. Corona
3. Cable de Perforación
4. Monkeyboard
5. Bloque Viajero
6. Top Drive
7. Mastil
8. Tubería de Perforación
9. Casa del Perro
10. Preventoras
13. Generadores
16. Bombas de Lodo
18. Tanques de Lodo
19. Piscina de Reserva
21. Zarandas
22. Choke Manifold
23. Rampa de Tubería

CORONA
(Crown)
Es un ensamblaje de poleas
montado sobre vigas en el tope
del taladro. El cable de
perforación es corrido sobre las
poleas hasta el tambor de
levantamiento (parte del
malacate)

CATLINE Boom & Hoist
Line
Estructura metálica erigida cerca
del tope del taladro, usada para
levantar material

Cable de Perforación
(Drilling Line)
Es un cable grueso de acero,
organizado en un tambor o
carretel que recorre la corona y
el bloque viajero. Su propósito
primario es levantar o bajar
dentro del pozo la tuberia de
perforacón ó el revestimiento.
Es también usado para soportar
las herramientas de perforación.

Encuelladero
(Monkeyboard)
Es la plataforma de trabajo del
encuellador desde donde
organiza la tubería de
perforación, su altura depende
del número de tubos conectados
que se manejen en el taladro, por
lo general tres (90 pies)

Bloque Viajero
(Travelling Block)
Es un arreglo de poleas a través
del cual el cable de perforación
es manejado y sube o baja en la
torre

Top Drive
El top drive rota la sarta de
perforación y la broca sin usar la
mesa rotaria. Es operado desde
una consola de control en el
piso del taladro (rig floor)

Torre ó Mástil
(Mast)
Es una estructura portátil, con la
capacidad de ser erigida ó izada
como una unidad a la posición
de trabajo

Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
Son tubos de alto peso usados
para rotar la broca y circular el
fluido de perforación. Por lo
general son juntas de 30 pies que
permiten acoplarse entre ellas y
con las herramientas necesarias
para perforar.
Weatherford renta tubería de
perforación y otras herramientas
de fondo de pozo

Casa del Perro
(Dog House)
Es un pequeño cuarto ubicado
en el piso del taladro, usado
cómo oficina del perforador y
cómo almacén para
herramientas pequeñas

Preventora Anular
(Blowout Preventer)
Es una válvula de gran tamaño,
instalada sobre la cabeza del
pozo y sobre las preventoras de
ariete, que forma un sello en el
espacio anular entre la tubería y
la pared del pozo ó en caso de
no haber tubería presente, sella
el pozo

Tanque de Agua
(Water Tank)
Usado para almacenar agua
que es utilizada en la mezcla del
fluido de perforación, de
cemento y para la limpieza del
taladro

Bandeja de Cableado
(Electric Cable Tray)
Soporta el peso de los cables
eléctricos que alimentan el
poder desde el panel de control
a los motores del taladro y el
equipo adicional

Generadores
(Engine Generators Sets)
La energía para el taladro es
producida por motores que
trabajan con diesel, gas ó
gasolina, asi cómo con un
sistema mecánico de
transmisión y generadores. La
mayoría de taladros actuales
usan generadores eléctricos que
dan potencia a motores
eléctricos en otras partes del
equipo

Tanques de Combustible
(Fuel Tanks)
Tanques para el almacenamiento
del combustible para el sistema de
generación de poder.

Electric House
En taladros eléctricos de diesel,
motores diesel de alta potencia
alimentan generadores
eléctricos. Estos generadores
producen electricidad que fluye
a través de cables a paneles de
control de donde se proveen los
equipos

Bombas de Lodo
(Mud Pumps)
Grandes bombas de
reciprocación son usadas para
circular el lodo (fluido de
perforación) en un taladro

Tanques de Lodo
(Mud Pits)
Serie de tanques abiertos, a través
de los cuales el lodo es circulado
para permitir que arena y
sedimentos se depositen y sean
retirados. Aditivos son mezclados
con el lodo y este es temporalmente
almacenado antes de ser
bombeado nuevamente al pozo.
Los tanques están divididos en
compartimentos de acuerdo con su
uso: shaker pits, settling pits y
suction pits.

Piscina de Reserva
(Reserve Pit)
Es una piscina en la cual se
guarda una reserva de fluido.
Es tambien usada para guardar
resíduos líquidos y se hace
excavada en el suelo y
cubriendo sus paredes con
arcilla ó con membrana plástica
impermeable para prevenir la
contaminación del suelo

Separador de Gas
(Mud Gas Separator)
Es un aparato usado para retirar
gas del lodo proveniente del
pozo cuando se presenta
invasión de gas en el pozo.

Zaranda (Shale Shaker)
Corresponde a una serie de bandejas con mallas que vibran para remover los
cortes perforados del fluido saliente. El tamaño de las aperturas es
seleccionado para que sean menores al tamaño de los cortes y asegurar su
remoción.

Choke Manifold
El arreglo de tuberías y válvulas
especiales, llamadas chokes a
través del cual se circula el
fluido de perforación cuando se
cierran las preventoras para
controlar presiones encontradas
en la formación durante un
reventón

Rampa de Tuberia
(Pipe Ramp)
Rampa angular que sirve para
arrastrar y subir la tuberia y
herramientas hasta la
plataforma y la mesa rotaria.

Acumulador
(Accumulator)
Es el aparato de almacenamiento
para fluido hidraúlico a presión que
es usado en la operación de las
válvulas preventoras

Broca de Perforación
(Drill Bit)
Es el elemento cortador en la
perforación de pozos. La
mayoría de las brocas tricónicas
consisten de tres conos que
giran sobre cojinetes para hacer
uso de todos los elementos
cortadores. Además, las brocas
poseen un sistema de
circulación para su enfriamiento
y permitir el paso del fluido,
usando su fuerza hidraúlica para
impactar la roca y facilitar su
perforación

Malacate
(Drawworks)
Es el mecanismo de
levantamiento en un taladro de
perforación. Consiste de un
winche de gran tamaño que
enrolla y libera el cable de
perforación y asi levanta o baja los
componentes de la sarta y las
herramientas

Collares de Perforación
(Drill Collars)
Son tubos pesados de paredes
gruesas usados entre la broca y
la tuberia para colocar peso
sobre el fondo de la sarta y
ayudar en la perforación.

Consola del Perforador
(Drillers Console)
El panel de control, ubicado en
la plataforma desde donde el
perforador controla las
operaciones del taladro y
maneja el equipo

Mesa Rotaria
(Rotary Table)
Es el principal componente de
rotación para girar y soportar la
sarta de perforación; consiste de
elementos de rotación que
permiten utilizar velocidades
variables y a la vez soportar el
peso de la sarta dentro del pozo.

Kelly
Es un componente de acero
pesado, hexagonal (común) ó
cuadrado suspendido por el
bloque viajero a través de la
mesa rotaria. Esta conectado a
la última junta de la sarta para
girar la tuberia a medida que
rota la mesa.

Cuñas (Slips)
Son piezas de metal con dientes ó
elementos de agarre que son
usados para soportar la caida de la
tubería dentro del hueco ó para
mantener la tubería en su lugar.
Las cuñas se ajustan entre la
tubería y el master bushing.

Cuñas de Poder
(Power Slips)
Existen cuñas hidraúlicas ó
neumáticas que evitan el contacto
directo con la herramienta,
protegiendo el operador; en estas,
el agarre es efectuado por
empaques especiales.
Weatherford comercializa cuñas
de este tipo

Personal del Taladro
• Jefe del Taladro (tool pusher)
• Supervisor de Turno (tour pusher) - 1
• Perforador (driller) - 1
• Encuellador (derrickman) - 1
• Cuñeros (floorhands) - 3
• Obreros de Patio (roustabouts) - 5
• Mecánico (mechanic)
• Electricista (electrician)
• Soldador (welder)
• Operador de Grua (crane operator)
32

• Perforación
• Sistema de Circulación
• Viajes
• Registros (Logging)
• Corrida de Revestimiento
• Cementación
• Completamiento
Operaciones Convencionales de
Perforación

• La operación se realiza siguiendo una
simple regla: “ponga la broca en el fondo
con algo de peso y gírela a la derecha”
• Esta operación para ser exitosa debe ser
libre de problemas y económica.
• Para lograr una perforación económica,
se debe perforar en el menor tiempo
posible, obteniendo altas ratas de
penetración (ROP)
Perforación

• Factores que afectan la rata de
penetración:
• Tipo de broca usada
• Peso sobre la broca
• Velocidad de Rotación
• Propiedades del Fluido de Perforación
• Hidraúlica
• Propiedades de la Formación
Perforación

Sarta de Perforación:
Tubería (Drill Pipe)
Tubería Pesada (Heavy Wate DP)
Martillos (Jars)
Collares (Drill Collars)
Estabilizadores (Stabilizers)
Broca
Perforación

Perforación
Weatherford renta y vende:
• Drill Pipe
• Spiral-Wate®
• Hevi-Wate™
• Drill Collars
• Tubing

Perforación
Weatherford renta y vende:
• Estabilizadores
• Martillos
• Motores

Weatherford
THERE’S NOTHING WE CAN’T DO FOR
YOU

Origen del Petróleo
Tierra Material lavado hacia el mar
Mar
Remanentes de Plankton, seres
marinos de tamaño ínfimo
Material orgánico fallece y se deposita
Capas de sedimentos se forman cuando
materiales como arena, arcilla y los
remanentes orgánicos se depositan en
el fondo del océano

Parte del material orgánico cambia a
hidrocarburos, mezlados con otros
materiales sedimentarios
Las capas o estratos se van compri-
miendo a medida que sigue deposi-
tándose material sobre ellos

Gas
Aceite,
atrapado por la capa superior que
facilita la formación del reservorio
ó yacimiento
Movimientos de la tierra causan
deformaciones de la corteza
Gas, Aceite y Agua
Material sedimentario en depositación

Arenisca limpia, parte de un yacimiento
Espacios porosos
donde se almacenan
gas, aceite y agua
Arena (cuarzo)

Funciones del Lodo
• llevar los cortes del fondo a superficie
• sostener las paredes del pozo
• controlar las presiones naturales en las
formaciones perforadas
• enfriar y lubricar la broca y la sarta de
perforación
• ayudar a soportar la sarta de perforación
(boyancia)

Funciones del Lodo
• mantener el pozo limpio de cortes
• suspender los cortes cuando se para la
circulación
• permitir obtener información de las
formaciones
• transmitir potencia hidraúlica a la broca
• permitir la fácil remoción de los cortes en
superficie

Propiedades del Lodo
• densidad
• sólidos
• viscosidad
• filtración
• alcalinidad
• salinidad

Perforación
• Se perfora hasta la profundidad designada
para sentar revestimiento (casing)
• Una broca puede no ser suficiente para
alcanzar la profundidad deseada
• Se realizan viajes para cambio de broca o
cuando se presentan problemas
operacionales

Perforación
• Durante la operación normal, se llevan
registros de las condiciones de perforación
mediante el uso de equipo y personal
especializado para determinar la
composición de las formaciones perforadas
y la presencia de hidrocarburos
• El personal esta compuesto por geólogos y
técnicos

Registro de Lodo
• La unidad de registro, conocida como
Unidad de Registro de Lodo (Mud Logging
Unit) esta conectada a los principales
componentes de la mesa rotaria para llevar
registro de los parámetros continuamente
• Este servicio es prestado por compañías
especializadas y depende del operador la
calidad de la información registrada

Viajes
• La rata de penetración nos permitirá
determinar cuando es el momento de hacer
el cambio
• Para hacer el viaje se debe circular el pozo
hasta sacar todos los cortes a superficie
(bottoms-up)
• El viaje debe hacerse evitando que haya
arrastre de la tubería para prevenir
derrumbes y pega de la herramienta

Logging
• Una vez se ha llegado a la profundidad de
revestimiento, es necesario determinar las
características de las formaciones por
medio de registros eléctricos

Logging
Ejemplo de registro (log)

Corrida de Revestimiento
• Una vez determinada la calidad del pozo, se
decide si se corre revestimiento y se
cementa este
• La corrida de revestimiento se hace luego
de bajar broca, circular el pozo y
acondicionarlo
• Por lo general se varian las propiedades del
lodo para permitir que el revestimiento
llegue a fondo sin generar presiones que

CONDUCTOR (26” – 20”)
SUPERFICIE (20” – 13-3/8”)
INTERMEDIO (13-3/8” – 7”)
LINER (9-5/8” – 5”)
TIE-BACK LINER (9-5/8” – 5”)
TYPICAL
DEPTHS
40-1500 FT
100-3000 FT
4000-16000 FT
GREATER THAN
20000 FT

• La herramienta de corrida de revestimiento
es especializada y Weatherford cuenta con
toda la linea de herramientas y soporte
técnico para este servicio así como los
componentes requeridos en la sarta para
una cementación exitosa

Cementación
• Una vez el revestimiento esté en fondo, se
procede a circular el pozo para retirar los
cortes y homogenizar el lodo para el trabajo
de cementación
• Existen diferentes clases de cemento, de
acuerdo con la profundidad del pozo y la
temperatura; el más utilizado es Clase G
que permite trabajar en un rango amplio de
condiciones de pozo

Cementación
• Las propiedades de la lechada a tener en
cuenta para su diseño y asegurar un buen
trabajo son:
• Densidad
• Viscosidad
• Pérdida de Filtrado
• Resistencia a la Compresión
• Tiempo de Frague

Cementación
• Se utilizan aditivos para obtener las
propiedades requeridas:
Aceleradores
Anti-espumantes
Dispersantes
Reductores de Filtrado
Retardadores
Densificantes

Cementación
INTERMEDIATE
OR SURFACE CASING
CASING IN CASING
ANNULUS
PREVIOUS CASING SHOE
EXTERNAL CASING
PACKER (OPTIONAL)
CASING
OPEN HOLE
BOTTOM WIPER PLUG
CASING/OPEN
HOLE ANNULUS
FLOAT COLLAR
FLOAT SHOE
(GUIDE SHOE)
PLUG DROPPING
HEAD
TOP PLUG
CEMENTING MANIFOLD
LANDING JOINT
(CROSS-OVER)
CENTRALIZER
CEMENT BASKET
(OPTIONAL)
SCRATCHERS

Cementación – Two Plug Method
1. Lodo es circulado para acondicionar el pozo
antes de cementar

Two Plug Method
2. Se deja caer el tapón de fondo y se comienza a
mezclar y bombear cemento
La lechada de cemento desplaza el lodo fuera del revestimiento

Two Plug Method
3. El tapón de fondo se sienta en el collar flotador
Cemento sigue cayendo
La lechada de cemento desplaza el lodo fuera del revestimiento

Two Plug Method
4. El cemento voltea y circula afuera del zapato
dentro del anular
La lechada de cemento desplaza el lodo fuera del anular

Two Plug Method
5. Termina la mezcla de cemento, se lanza el tapón superior
y se desplaza con lodo
La lechada de cemento desplaza el lodo fuera del
anular

Two Plug Method
6. Se desplaza a la rata necesaria para remover lodo del anular
y alcanzar el cemento en caida libre
El lodo desplaza el cemento fuera del revestimiento

Two Plug Method
7. El tapón superior se sienta en el collar flotador, se para el bombeo,
se cierra el pozo y se cuelga el revestimiento, se espera frague
Retornos de cemento se verán si se está cementando hasta superficie

Two Plug Method
8. Cuando el cemento ha fraguado, desarrollando
resistencia
a la compresión, se corre con broca en el pozo
Se perfora zapato flotador y se inicia la perforación de hueco nuevo

• Una vez el pozo es perforado y se alcanza
la zona de producción de hidrocarburos, se
procede a completar el pozo
• Esta operación comprende la perforación
del revestimiento para comunicar los
hidrocarburos con superficie y el transporte
de estos para su comercialización
Completamiento

• Son trabajos realizados en el taladro y que
obedecen a necesidades específicas para
obtener una operación adecuada
– Logística - Pegas de Tubería
– Control de Presiones - Equipo de Pesca
– Corazonamiento - Coiled Tubing
– Perforación Under Balanced
Operaciones no Convencionales

• Se deben tener todas las herramientas
necesarias para una adecuada operación,
por un lapso de tiempo determinado de
acuerdo con la localización del pozo, su
acceso y las condiciones generales de
trabajo
• Normalmente se trabaja con una logística
en pozo que permite operar de manera
aislada por lo menos una a dos semanas
Logística

• Se produce por la entrada en el pozo de
fluidos de formación, gases e hidrocarburos
que pueden combustir al llegar a superficie,
produciendo un reventón (kick)
• Es uno de los problemas de mayor
incidencia en la operación y puede
ocasionar la pérdida de vidas y equipo, de
no tener control adecuado
• Su primer control es la densidad del lodo
Control de Presiones

• Las causas comunes de los reventones son:
– Suaveo durante viajes
– Deficiencia en el llenado del pozo durante viajes
– Densidad inapropiada del lodo
– Pérdida de Circulación
• La mayoría de los reventones ocurren
durante los viajes

• Con la densidad del lodo se puede evitar
que fluyan los hidrocarburos dentro del pozo
ó si sucede, su incremento permitirá
controlar el flujo para continuar la operación
• Las válvulas preventoras permiten que el
flujo sea controlado al llegar a superficie y
no afecte ni a las personas ni al equipo

Pega de Tubería
• Se denomina pega de tubería el evento en
la operación en el cual no se puede rotar la
tubería ó la sarta, ni mover hacia arriba ó
hacia abajo
• Su ocurrencia puede generar tiempo no
productivo, costos, e inclusive la pérdida del
pozo

Pega de Tubería
• Las causas comunes son:
– Presión diferencial
– Causas mecánicas:
• Hueco chavetero
• Formaciones inestables
• Limpieza inadecuada del hueco
• Chatarra en el hueco ó revestimiento colapsado
• Cambios de Sarta

Presión Diferencial
• Se presenta pega
por presión
diferencial cuando
la presión
hidróstatica
producida por el
lodo es mayor que
la presión de
formación y hay
formaciones
permeables
presentes

Presión Diferencial
• Su solución es la
reducción de la
presión, reduciendo
la densidad del lodo y
la remoción de la
torta en la zona de
contacto con aditivos
especiales

Hueco Chavetero (key seat)
• Causado por
cambios bruscos de
dirección en
formaciones
blandas ó por
cambios de ángulo.

• La rotación de la
tubería de menor
tamaño, en tensión,
va produciendo una
hendidura lateral al
hueco original, en la
zona de cambio de
ángulo

• La tuberia de mayor
diámetro no pasará
y es muy probable
que haya necesidad
de pescar
• Se evita viajando el
pozo (short trip) con
regularidad y
controlando la
desviación

Formaciones Inestables
• Debido al origen de
las cordilleras en el
país, se presentan
formaciones que
continuan
moviendose, este
movimiento es
denominado
Tectonismo

Formaciones Inestables
• Se presentan
derrumbes y pega
de tubería por
inestabilidad de la
formación al ser
perforada
• Se evita viajando el
hoyo continuamente
y controlando las
propiedades del

Limpieza inadecuada del pozo
• Durante la
perforación, el lodo
debe soportar los
cortes perforados y,
con la circulación,
acarrearlos a
superficie donde se
descargan

Limpieza inadecuada del pozo
• Si el soporte y
acarreo no es
adecuado, los
cortes se acumulan
sobre la broca y los
estabilizadores,
impidiendo el
movimiento de la
tubería y causando
su pega

Chatarra en el hueco
• Se produce la pega
de tubería por la
caida de
herrramientas ó el
colapso del
revestimiento que
impiden el
movimiento

Cambios de Sarta
• Los cambios de
sarta de perforación,
generalmente
producen cambios
en la geometría del
pozo que pueden
causar la pega de la
tubería

Cambios de Sarta
• Al pasar de una
sarta flexible a una
sarta rígida, la
geometría del pozo
evitará que la nueva
sarta pase
comodamente y
producirá pega de la
sarta en los puntos
de mayor cambio

preguntas ?
Lake Pukaki – Mount Cook

Equipo de Pesca
Continuous Overshot (1.858 -3.625” Ods)
Continuous Snipper Overshot (2-1
/16” & 2.700” Ods)
Venturi-Jet Junk Basket
(1.688” - 3.125” Ods)

Equipo de Pesca
Pescantes para registros
Overshoots y Spears Bowen

Equipo de Pesca
Dual Acting
CT Jar
Hydraulic
Fishing Jar
Spear Hidraulico
Overshot Hidraulico

Equipo de Pesca - Milling
Family of Tungsten
Carbide
Combo Mill
MacJet Nozzle Mill Assembly
Chomps
Bear Claw
Nipple Profile Mill
Tiger Claw

• Consiste en la perforación con brocas y
tuberías especiales que permiten tomar
muestra completa de la roca yacimiento
• Las condiciones de perforación son de
menor rotación y rata de circulación,
manteniendo en contacto la broca todo el
tiempo con el fondo del pozo para asegurar
la toma de la muestra (core)
Corazonamiento

• Es el uso de tuberia enrollada, de diámetro
pequeño para operaciones de pozos
• En perforación, se utiliza en la zona de
producción, utilizando motores ya que no
hay rotación desde superficie
• Al ser un rollo de tubería sin conexiones
tiene limitantes de peso y tensión que de ser
sobrepasados pueden alterar el coiled
tubing
Coiled Tubing

Coiled Tubing
• Los Motores PDM mas cortos en la industria
• Provee mayor potencia y torque
• Mayor tiempo uso en operaciones de perforación y molido
• Longitudes del Motor:
– 1-11/16” - 5 ft. 2 in.
– 2-1/8” - 11 ft. 7 in.
– 2-3/8” - 10 ft. 2 in.
– 2-7/8” - 10 ft. 6 in.
Power
Section
CTD Lower
End
Assembly
Rotor Catch
Standard
PDM (Rotor
/ Stator)
Technology

Coiled Tubing
• Ensamblaje para motores compacto, multifuncional para CT.
– Conector
– Valvula DFC
– Desconector Hydraulico
– Dual Circulation Sub
• Compacto - longitud de 30 inches
• Tamaños- 1-11/16”, 2-1/8’, 2-3/8”, 2-7/8”

Underbalance Drilling
• Tecnología desarrollada para perforar en
condiciones de pozo vivo ó fluyendo con el
fin de minimizar el daño a la formación y
obtener alta producción
• Weatherford en una de las companías
líderes de esta tecnología
• Generalmente se utiliza nitrógeno
comprimido con aditivos, haciendo las veces
de fluido de perforación

Underbalance Drilling
Equipo de
Superficie
Control de
Presiones Equipo de Fondo
Fluidos de Perforación
SoftwareEquipo de
Superficie

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