f

1. Integrantes:
Luis Fernández Ramírez Álvarez
UNIVERSIDAD POPULAR
DE LA CHONTALPA
Docente:
Dulce Yazmin López chico
Carrera:
Ing. Química Petrolera
Asignatura:
Fluidos de perforación
Semestre: 8to
Turno: Vespertino

2. MÉTODOS
DE
PERFORACI
ÓN

3. Resumen
La perforación de un pozo consiste en
excavar un agujero cilíndrico vertical
por medio de la percusión de una
herramienta en el suelo o por la acción
rotatoria de una herramienta cortante
(taladradora, barrena) que gira
alrededor. de un eje vertical

4. La máquina perforadora rompe y
tritura las rocas presentes en el
subsuelo, cuyos residuos suelen
llevarse hasta la superficie a través de
la inyección de lodos o aire.
A la hora de planificar una perforación,
se deben considerar algunos
requisitos para definir el método de
perforación adecuado. Se debe valorar
la ubicación del sitio de perforación, el
tipo de proyecto que requiere el agua
y la información geológica
Que es la perforación

5. hidrogeológica y geofísica
disponible del sitio.
La elección del método de
perforación requiere llegar a un
balance entre velocidad y
coste, calidad y cantidad de la
muestra a recuperar, así como
aspectos logísticos y
ambientales. Entre los
principales métodos de
perforación se encuentran los
siguientes:

6. PERFORACIÓN POR PERCUSIÓN A CABLE
La perforación a percusión con
cable se basa en el golpeteo con
una pesada herramienta de corte
(trépano) que se eleva con un
cable y que cae por gravedad,
fragmentando el suelo. Resulta
evidente, por tanto, que los
sondeos realizados por esta
máquina deben ser verticales.

7. Este sistema empezó a utilizarse en China en el 4000 A.C., consistiendo en
un balancín que se contrapesaba con un grupo de hombres que efectuaban el
tiro en un extremo de una cuerda mientras que de otra colgaba la sarta de
perforación construida con cañas de bambú.
Su ámbito de aplicación se centra en terrenos
de dureza media a baja o bien en aquellos otros
duros que sean frágiles. Sin embargo, se
encuentran contraindicados en terrenos
detríticos no cohesionados, muy duros,
abrasivos y plásticos.
La frecuencia de golpeo se encuentra en el entorno de 40 a
50 impactos/minuto, en función de los parámetros
mecánicos del suelo perforado. Con ello se consiguen unos
rendimientos medios de 2 a 4 m/día en materiales duros y
de 10 a 20 m/día en materiales blandos. La percusión se
consigue mediante un movimiento de balancín y manivela
proporcionado por la máquina. La altura de caída del
trépano dependerá de la dureza del terreno y de la
profundidad del fondo de perforación. En máquinas

8. La perforación comienza hincando un
tramo de tubería, generalmente de longitud
inferior a 2 m y con un diámetro mayor al
diámetro a perforar (700-800 mm), de
forma que sirva de guía inicial al trépano.
La entubación sólo es necesaria en casos
de inestabilidad del terreno, en cuyo caso
se entuban tuberías auxiliares
recuperables aprovechando la percusión

9. Con este sistema de perforación se hace
necesario el uso de agua para facilitar la
recogida del detritus formado. Este suelo
fragmentado mezclado con agua forma un
lodo viscoso que se recoge periódicamente
mediante una válvula o cuchara de
limpieza que se introduce cuando se detiene
el golpeteo.
Estas cucharas consisten en una tubería
terminada en su parte inferior en una
válvula, que puede ser plana o de dardo.
La plana, también llamada de charnela o
de chapeta, hace mejor la limpieza del
sondeo. La de dardo o lanza se usa
fundamentalmente en pruebas de caudal.

10. La sarta de perforación se encuentra
compuesta por los siguientes elementos:
Trépano: Se trata de la
herramienta de corte, que
permite la perforación. Su peso
permite penetrar, triturar,
escariar y mezclar el terreno

11. •Barra de carga o barrón: Es una barra cilíndrica de acero forjado
que provee a la sarta de perforación del peso necesario y también
guía el movimiento alternativo de la sarta. Lleva en su parte
inferior una rosca hembra para recibir la rosca macho del trépano,
y en su parte superior una rosca macho que conecta con la tijera
o montera en su caso. Su longitud varía entre 3 y 5 m, con un
peso entre 400 y 1000 kg.
•Tijera o destrabador: Elemento situado encima del barrón que
sirve para desatrancar la herramienta en caso de atasco. Está
formada por dos eslabones que permiten un cierto juego
longitudinal del orden de 10 a 20 cm.
•Montera o giratoria: Es el elemento de unión entre la sarta y el
cable, permitiendo el giro alrededor de su eje longitudinal

12. TERRENO
PESO RELATIVO DE LA
SARTA COMPLETA
Blando 1.5-2.5 kg/mm diámetro
Medio 3.0-4.0 kg/mm diámetro
Duro 4.0-6.0 kg/mm diámetro
Muy duro 6.0-8.0 kg/mm diámetro

13. Entre sus aplicaciones principales de la
perforación a percusión con cable se
encuentra la captación de aguas
subterráneas. Otros usos menos
frecuentes, pero que igualmente
encuentran eficiencia óptima son en el
área de las perforaciones con fines de
recarga artificial de aguas subterráneas,
procedente de las lluvias o de otras
perforaciones de captación próximas,
pues su mayor diámetro permite espacios
anulares que posibilitan tanto la ejecución
de potencias cementadas, sellos o
empaques graduados, así como la
instalación de tuberías y filtros adecuados.

15. Principios de las perforaciones a
rotación
El principio utilizado por las perforadoras
rotativas consiste en aplicar energía al
terreno haciendo rotar un útil de corte o
destroza conjuntamente con la acción de
una fuerza de empuje. Este tipo de
perforación se empezó a emplear en
minería sobre rocas blandas; sin embargo,
la rapidez de desplazamiento y montaje de
estos equipos, la variedad de útiles de
corte han favorecido su uso en otros
campos.

16. El giro del útil lo realiza el motor de la
perforadora en superficie, que acciona
una mesa o cabeza de rotación que, a su
vez, mueve el tren de varillaje y este
finalmente transmite el giro al útil. Los
útiles de corte que se emplean en
rotación son las barrenas helicoidales, las
coronas circulares y las cabezas tricono,
según el tipo de terreno, del diámetro del
talador y de la finalidad de la perforación
(extracción de testigos o avance a
destroza).

17. Sistemas de avance
El avance de la perforación rotativa en rocas se produce por la influencia
simultánea de la presión que el útil de corte ejerce sobre el terreno y el efecto
producido por el giro de dicho útil sobre la roca. Estas dos acciones se pueden
provocar con diversos medios y potencia según las fuentes de energía y los
sistemas de empuje y rotación empleados.
Las formas de energía motriz de uso más frecuente son la
térmica y la eléctrica. La primera se suele utilizar en perforadoras
pequeñas y medianas, generalmente montadas sobre camión en
equipos accionados por el propio motor del camión o más
frecuentemente por dos motores, el del camión más otro
independiente. Para perforadoras montadas en equipos de mayor
tamaño (diámetros de perforación superior a 250 mm, lo más
normal es usar energía eléctrica a media tensión, alimentando la
perforadora con corriente alterna. En algunas instalaciones
mineras también se emplean equipos diésel-eléctricos cuyo coste
de mantenimiento es aproximadamente un 15 % inferior al de los
equipos diésel

18. La aplicación de la potencia se realiza mediante
mecanismos de transmisión mecánicos e hidráulicos. La
energía se transmite a través de las barras de
perforación, que giran al mismo tiempo que penetra la
boca, debido a la intensidad de la fuerza de avance.
Prácticamente, casi sin excepciones, esta fuerza de
empuje se obtiene a partir de un motor hidráulico. En este
tipo de perforación, las pérdidas de energía en las barras
y la boca son despreciables, por este motivo, la velocidad
de penetración no varía apenas con la longitud del
barreno
. Para girar las barras y conseguir el par
necesario, estas máquinas tienen un sistema de
rotación montado habitualmente sobre un
bastidor que se desliza a lo largo del mástil de la
perforadora. El barrido del detritus de la
perforación se efectúa con aire comprimido,
para lo cual el equipo está dotado de uno o dos
compresores ubicados en la sala de máquinas.

19. Empuje y elevación
El empuje a aplicar dependerá de la
resistencia del terreno y del diámetro de la
perforación (Figura 3). El mecanismo de
empuje está diseñado para aplicar una
fuerza del orden del 50% del peso de la
máquina, alcanzando los equipos de
mayor tamaño un peso de unas 120 t.
Los sistemas de empuje, además de
proporcionar la presión suficiente sobre el
fondo de la perforación, sirven para elevar y
manipular el conjunto de varillas o barras
que hay que añadir o quitar durante la
ejecución de la perforación. Se pueden
emplear sistemas mecánicos (por cadena o
cremallera) o hidráulicos. Los sistemas
hidráulicos están formados por dos cilindros
combinados, son más potentes y fácilmente
controlables.

21. PERFORACIÓN POR ROTOPERCUSIÓN
La perforación a rotopercusión es el
sistema clásico de perforación de barrenos
que aparece con el desarrollo industrial del
siglo XIX. Este sistema, junto con la
invención de la dinamita, constituyen dos
hitos en el desarrollo del arranque de
rocas en minería y obras civiles. Este tipo
de perforadoras se usan tanto en obras
públicas subterráneas como en minas o
explotaciones a cielo abierto: túneles,
carreteras, cavernas de centrales
hidráulicas, etc.

22. El principio de perforación de estos equipos se basa en el
impacto de una pieza de acero llamada pistón, sobre un útil,
que a su vez transmite la energía al fondo del barreno, por
medio de un elemento final denominado boca o bit. Este
sistema de perforación suele usarse en terrenos muy duros
y semiduros.
Las acciones básicas que tienen lugar sobre el sistema de
transmisión de energía hasta la boca de perforación son las
siguientes:
 La percusión: los impactos producidos por el golpe del
pistón originan unas ondas de choque se que transmiten a
la boca a través del varillaje
 La rotación: se hace girar la boca para cambiar la zona de
impacto
 El empuje: para mantener en contacto la roca con la boca
 El barrido: donde el fluido permite extraer el detritus del
fondo del barreno

23. Dependiendo del lugar donde esté instalado el martillo, las perforadoras
a rotopercusión se clasifican en:
•Perforadoras con martillo en cabeza, que a su vez pueden ser de
accionamiento neumático o hidráulico. Aquí la rotación y la percusión
se producen fuera del barreno, transmitiéndose a través de una espiga
y del varillaje hasta la boca de perforación.
•Perforadoras con martillo en fondo, en inglés Down the Hole
(D.T.H.), donde la acción del pistón se lleva a cabo de una forma
neumática y la acción de rotación puede ser tanto de tipo
hidráulico como neumático. En ese caso la percusión se realiza
directamente sobre la boca de perforación, mientras que la
rotación se efectúa en el exterior del barreno.

25. Las gamas más habituales de diámetros utilizados con
estas perforadoras dependen del campo de aplicación,
según se puede ver en la tabla siguiente:
Tipo de perforadora
Diámetro de perforación (mm)
Cielo abierto Subterráneo
Martillo en cabeza 50 – 127 38 – 65
Martillo en fondo 75 – 200 100 – 165

26. En los martillos manuales, la rotación se transmite a través del buje de
rotación del martillo y se acciona por el propio mecanismo del pistón, en
función de los impactos: a menor número de impactos, debe corresponder un
menor par de rotación.
En los equipos de perforación pesados, la
rotación se acciona a través de un motor
independiente, lo que permite actuar bien sobre
la rotación, bien sobre la percusión, según los
condicionantes del terreno
Como ventajas de la perforación rotopercutiva se
pueden señalar las siguientes:
•Su aplicación a todo tipo de rocas, blandas o duras
•Amplia disponibilidad de diámetros
•Versatilidad en los equipos y gran movilidad
•Se maneja con un solo operario
•Rapidez y accesibilidad en el mantenimiento de los
equipos
•Precio de adquisición no muy elevado

27. Tendencias actuales en las técnicas de perforación de pozos
petroleros
Los avances tecnológicos en métodos de
perforación de pozos petroleros equipos han
permitido mejorar la eficiencia y seguridad, y
reducir los costos asociados con la exploración
y explotación de petróleo. Algunos de los más
relevantes son:
Sistemas de perforación robótica:
Estos sistemas automatizan y mejoran la eficiencia de las
operaciones de perforación rotatoria. Con capacidades avanzadas
como el desplazamiento autónomo y la manipulación de tuberías y
herramientas, estos sistemas optimizan las tareas de campo.
Paralelamente, la inteligencia artificial (IA) mejora la predicción sobre
la extracción de extracción de hidrocarburos de los pozos
particularmente post fracturación hidráulica, permitiendo programas
de fracturación más efectivos y una mejor gestión ecológica de los
recursos.

28. La técnica de perforación direccional,
superando los métodos
convencionales verticales, facilita la
accesibilidad a reservorios ubicados
bajo barreras naturales o en áreas
complejas. La perforación horizontal
es una técnica que se ha convertido
en un paradigma dentro del sector,
permitiendo que un solo pozo acceda
a una mayor área del yacimiento,
optimizando el contacto con los
estratos de hidrocarburos para
maximizar la extracción del petróleo.
•Perforación direccional y pozos
horizontales:

29. Perforación de alcance extendido
Es una técnica que amplía las limitaciones
tecnológicas de la perforación; esta técnica
permite acceder a yacimientos lejanos
desde la plataforma de perforación, a
menudo a varios kilómetros de distancia;
mejorando la capacidad de explotar
reservas en lugares de difícil acceso o
ambientalmente delicados, como áreas
urbanas o entornos marinos
profundos. Esto permite una producción
offshore viable en lugares desafiantes
como el Ártico.

30. Estrategias de perforación sostenible:
La creciente conciencia sobre el
medio ambiente ha fomentado la
implementación de estrategias
sostenibles en la perforación, las
cuales se centran en aumentar la
eficiencia energética mediante la
disminución de emisiones
contaminantes, reducción de
desechos e implementación de
energías renovables en los
procesos de perforación.

31. perforación direccional
La desviación intencional de un pozo
respecto del trayecto que adoptaría
naturalmente. Esta desviación se logra a
través del uso de cuñas, configuraciones de
arreglos de fondo de pozo (BHA),
instrumentos para medir el trayecto del pozo
en el espacio tridimensional, enlaces de
datos para comunicar las mediciones
obtenidas en el fondo del pozo a la
superficie, motores de lodo, y componentes
BHA y barrenas de perforación especiales,
incluidos los sistemas rotativos
direccionales, y las barrenas de perforación

32. un "pozo de alivio" o "pozo de alivio
de presión" se refiere a una medida
de seguridad crítica que se utiliza
para controlar un evento de blowout
(reventón) en una operación de
perforación. Un reventón ocurre
cuando el control de presión de los
fluidos en el pozo falla y se produce
una liberación incontrolada de crudo y
gas natural desde el pozo. Para
manejar tal situación, se puede
perforar un pozo de alivio que permite
intervenir de manera directa en el
pozo fuera de control.
perforación de pozos de alivio

33. La perforación multilateral es una
técnica avanzada de perforación de
pozos que permite la excavación de
múltiples ramificaciones laterales a
partir de un pozo principal. Esta
técnica se utiliza comúnmente en la
exploración y producción de petróleo y
gas, y ofrece una serie de ventajas,
como aumentar la capacidad de
producción, reducir los costos y
minimizar el impacto ambiental.
La perforación multilateral

34. Es la técnica que permite perforar con la presión
hidrostática del fluido en el pozo menor que la
presión de la formación (Ph < Pf). Se
recomienda que la presión manejada en
superficie durante la perforación no sea mayor
de 500 psi (como práctica operacional, si la
presión en superficie llega a 700 psi se debe
detener la perforación y desahogar presión; si
dicha presión no disminuye, se debe aumentar
la densidad de la mezcla y circular a través del
estrangulador hasta obtener la presión de
trabajo preestablecida).
Perforación Bajo Balance (PBB):

35. Conclusiones
Dado el impacto del petróleo en la economía global y su importancia como uno
de los productos más cotizados, la continua innovación tecnológica en las
técnicas de perforación reflejan un compromiso con la innovación,
adaptabilidad y aprovechamiento eficaz de los recursos petrolíferos mundiales.
La industria de la perforación y producción de petróleo se direcciona hacia un
futuro donde la optimización de recursos y la disminución de la huella ecológica
son primordiales, lo que subraya la relevancia persistente del petróleo en
nuestro panorama energético y la necesidad de implementar estrategias
avanzadas de extracción con excelencia técnica que equilibren la demanda del
recurso con la eficiencia y responsabilidad ambiental.

36. Referencias
 Oil Drilling in United States Market Overview 2023-2027; Market Overview
Report; August 2023.
 D.R 2003 Gerencia de Tecnología Subdirección de Perforación y
Mantenimiento de Pozos, Estandarización de conexiones superficiales de
control (Manual de Referencia).
 Instituto Americano del Petróleo Dallas Texas, Manual de Fluidos de
Perforación (Procedimiento Estándar para las pruebas de fluidos de
Perforación).