Pozos de Agua para la Minería, pretende ser una guía para entender las herramientas, principios físicos y químicos, sistemas y tipos de perforación usados en minería para construir este tipo de pozos.

1. Pozos de Agua
Profesor: Tonys Monsalve Lagonell

2. Supervisor de Agua.
2Planificar Actividades de Faena. Proactividade inovacción. Gestión de faena: evaluación, cartas de amonestación, reuniones, informes, etc. Liderazgo.
Participar activamente en la mantención de equipos.

3. Conceptos y Definiciones.
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4. 4
Presión:Esunamagnitudfísicaescalarquemidelafuerzaendirecciónperpendicularporunidaddesuperficie.
Viscosidad:Resistenciaafluirdeunfluido.SemideconelembudoyjarroMarsh.
Fluido:Sustanciaqueadoptafácilmentelaformadelrecipienteenelquesecoloca.Eltérminoincluyelíquidosygases.
Conceptos Básicos.

5. 5
Masa:Esunamedidadelacantidaddemateriaolacantidaddematerialcontenidoenalgo.
Peso:Eslafuerzadegravedadqueactúasobreunamasadeterminada.
Volumen:Esunamedidadelacantidaddeespacioocupadoporlamateria.
Caudal:Cantidaddevolumendesplazadoporunidaddetiempo.
Fuerza:Estodoagentecapazdemodificarlacantidaddemovimientoolaformadeloscuerposmateriales.
Conceptos Básicos.

6. 6Estados de la MateriaPeso Versus Masa
Conceptos Básicos.

7. 7
Densidad:Sedefinecomolarelacióndemasadivididaporelvolumen.Lasunidadesmáscomunesdedensidadson:laslibrasporgalón(lb/gal),ygramosporcentímetrocúbico(g/cm3). Ladensidaddelaguaes1gr/cm3o8,33lbs/gal.
Conceptos Básicos.

8. 8
PresiónHidrostática:Eslapresióndebidaalpesodeunfluidoenreposo.Puedesercalculadamultiplicandolagravedad(g)porladensidad(ρ)porlaaltura. Ph=ρ(kg/l)xh(m)x1,441=PSIPh=ρxgxhPh=ρ(lb/gal)xh(ft)x0,052=(lb/in2) Asumiendoladensidaddellodoutilizadoigualaladensidaddelagua, nosquedaquelapresiónhidrostáticasepuedecalculardemaneramáspracticadelasiguientemanera:
Mca x 1,441 = PSI ; donde: McaesMetrosdelacolumnadeagua. 1,42constantedeconversióndeunidades. PSI=Presióndeairenecesaria.
Conceptos Básicos.

9. 9
Cementación:Procesoenelcualseinyectaunamezcladeagua, cementoyaditivos(segúnlosrequerimientos)alespacioentreelcasingylasparedesdelpozo,conelfindefijarlatuberíayaislarestassuperficies. Definiciones.

10. Tricono:Herramientautilizadaparaperforarportrituraciónyarrastre,medianteelempleodeairecomprimidoolododeperforaciónenformadirecta.
BityMartillo:Herramientasutilizadasparaperforarporrotaciónypercusión,medianteelempleodeairecomprimido.
HoleOpener:(escariadorensanchador):Herramientautilizadaparaperforaryensancharelpozoaldiámetrofinal.
Drillcollars:Secolocangeneralmentesobrelaherramientadeperforaciónparadarleelpesoquerequierademaneradegenerarlarupturadelaroca,ademásdemantenerlaverticalidaddelpozo.
Definiciones.

11. 11
Hole Openers
Drill Collars
Herramientas de Perforación.

12. DrillCollar.

13. DrillCollar.

14. Triconos
Bits y Martillo
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Herramientas de Perforación.

15. Definiciones.
LododePerforación:Esunamezcladeaguayaditivosqueseutilizacomofluidodeperforación,cuyafinalidadesremoverosacarelsedimento,enfriarylubricareltriconoomartilloydarleestabilidadalapareddelpozoevitandoqueéstesederrumbe.
Revestimiento(casing):Sirveparaprotegerelsondajeencasosdederrumbesensobrecarga,prevenirpérdidasdeaguayparareducireldiámetrodelpozocuandosedeseecontinuarelsondajeconundiámetroinferior.
Equipodeperforación:Maquinadiseñadabajociertosparámetrostécnicos,quepermiterealizarpozosoperforacionesendiferentestiposdeterrenoydeacuerdoalascaracterísticasrequeridasporlosclientes.

16. 16
Schramm T130XD
Schramm T685WS
Revestidores
Equipos y Casings.

17. Sistemas de Perforación.
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18. 18PerforaciónConvencional.
Perforarunpozomediantelaacciónrotatoriadeunbitotricono.
Removerfragmentosmediantelacirculacióncontinuadeunfluido.
Elfluidodeperforaciónentraalpozoatravésdelasbarrasdeperforaciónysaledeesteporelespacioentrelasartaylasparedesdelpozo,llevandoconsigolamuestra.
Ellodopuedeserreutilizadodespuésdepasarporunprocesodedecantaciónoretirodesólidos.

19. PerforaciónConvencional. LODO Ó AIRE

20. 20
PerforaciónAireReverso.
Laperforacióndelhoyoserealizagraciasalaacciónroto-percutoradeunmartillodefondoomedianterotacióndeuntricono.
Elfluidodeperforación(aire)viajaatravésdelespacioanularqueexisteentrelasbarrasysutubointerior.
Debidoalensambleycaracterísticaspropiasdelasherramientasusadas,elairequellegaalfondodelpozosedevuelveporelespaciointeriordelasbarras,llevandoconsigorestosdelarocaperforada.
Unapequeñapartedelfluidodeperforaciónsaleatravésdelespacioanulardelpozo.

21. Perforación Aire Reverso.

22. 22
Permiteperforarunpozogenerandouncircuitocerradodelodo.
Involucralaconstrucciónoadecuacióndepiscinasquesecomunicandirectamenteconlabocadelpozo.
Sellenaelespacioanulardelpozoconlododeperforación,ejerciendopresiónenlasparedesyenelfondo.
Esnecesarioqueelaire,antesdellegaralfondodelpozo,inviertaladireccióndesuflujo
Haytresmétodosoformasdiferentesdelograresteefecto:Barrascontubointeriorydrillcollarsenfondo;barrassintubointerioryPVCpordentroybarrascontubointerioreinversordeflujo.
PerforaciónReversoInundado.

23. 23PerforaciónReversoInundadoconPVC.

24. ReversoInundadoconInversordeFlujo.

25. Tipos de Pozos.

26. Elcasinginstaladosecentrayfijaalasparedesdelpozoatravésdeunprocesodecementacióndirecta, calculandoelvolumendelechadanecesariaeinyectándolaatravésdelespacioanular. Pozos de Producción.

27. Perforaciónhastalaprofundidadydiámetropropuestosporelcliente.
Comprobaciónquenohayaderrumbes(acondicionado).
Cambiodelodoparadejarelpozolomáslimpioposible.
Medicióndeverticalidad.
Retirodeherramientadelpozo(sartadeperforación)pararealizarlahabilitación.
Pozos de Producción.

28. Medición de verticalidad faena Mulpun.

29. Sebajatuberíadehabilitación.
Calibracióndepozo.
Engravilladodelespacioanular.
Pozos de Producción.

30. Esquema Tipo Pozo Habilitado. Finalmentesedesarrollaelpozoparaestimularsuproducciónyhacerunalimpiezageneraldelmismo.

31. Habilitando pozo de producción con PVC de 12”.

32. Habilitando pozo de producción con PVC de 12”.

33. Estetipodepozosseconstruyen,parahacermonitoreo,seguimientoocontroldelasaguassubterráneasydesucomportamientofrenteafactoresexternosalasquesonsometidas,principalmenteporlaexplotaciónderecursosnaturales.
Esencialmenteelmonitoreosehaceatravésdelatomademuestras,lasqueserealizandesarrollandoelpozomediantesistemaairlift(estimulándoloaproducción)y/omediantesensoresquesebajandeformapermanenteocuandoserequiererealizarlaevaluación.
Pozos de Monitoreo.

34. Laconstruccióndeestetipodepozoconsisteentresetapasbásicas:
Perforación.
Habilitación.
Desarrollo.
Cadaunadeestasetapasdependeensudetalle,delasexigenciasdelcliente, lascondicionesdelasformacionesgeológicasperforadasydelascaracterísticaspropiasdecadapozo.
Pozos de Monitoreo.

35. 35Ejemplo de Pozo de Monitoreo –Faena Mulpun

36. Bajando casing de 6” en un pozo de monitoreo.

37. PVC para habilitación de 2” y 12”

38. PVC para habilitación de 2”.

39. Habilitando pozo de monitoreo con PVC de 2”

40. Habilitando pozo de monitoreo con PVC de 2”

41. Problemas durante la habilitando pozo de monitoreo con PVC de 2”

42. Otros casos de pozos de agua…
Ante pozo con casig de 20” perforado con martillo.
Antepozo de 17 ½” perforado con bomba.
Pozos guías de 14 ¾”.
Pozo de 17 ½” perforado con sistema reverso inundado.
Pozo de 14 ¾” perforado con reverso inundado.
Pozos de producción en 22” con Hole Opener en Salar.

43. Construyendo la primera sección de un pozo de agua.

44. Construyendo la primera sección de un pozo de agua.

45. Construyendo la primera sección de un pozo de agua.

46. Equipo T-130 y compresor auxiliar utilizado en la primera sección del pozo.

47. Línea de descarga.

48. Aforo y descarga de lodo y detritus a piscina.

49. Aforo y descarga de lodo y detritus a piscina.

50. Aforo y descarga de lodo por canala al pozo.

51. Diseño de BHA.
Hemos estudiado que para hacer un pozo de agua un punto importante es el ensamblaje de fondo (BHA) que se use para la operación.
La construcción o perforación de pozos de agua requiere peso retenido que solo se puede dar con drills collars.
Se ocupan adaptadores para unir estas tuberías de perforación (de hilos diferentes) a la sarta de barras convencional.
Otros accesorios son usados para dar estabilidad al pozo y ayudar en su construcción.
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52. Diseño de BHA pozo de producción.

53. Escareador pozos de agua.

54. Tricono de 17 ½”

55. Tricono de 14 ¾”

56. Tricono de 14 ¾”

57. Desarrollo de pozos.

58. Pozometro.

59. Herramienta de fondo (road wipper) para desarrollo.

60. Herramienta de fondo (swab) para desarrollo.

61. Pruebas de Air Lift.
Sonpruebasquesehacendurantelaperforacióny/odesarrollodepozosparaverificarocomprobarelcaudaldeaguaquetieneelpozo.
Entregaelpotencialdelazonareciénperforada(oevaluada)ydelpozohastaesaprofundidad.
Se puede hacer en pozos posterior a al entrega por parte del contratista de perforación.
Se hacen en el tiempo de vida del pozo para comprobar el aporte de las arenas o acuiferos que atraviesa el pozo. (pozos de monitoreo)

62. Pruebas de Air Lift.

63. Registro de Perforación.

64. Malas Practicas Operacionales.

65. Lodosdeperforación.
Preparación.
Aditivos.
Piscinasdelodos.
Confección.
Limpieza.
Gestióndefaena.
Malas Practicas Operacionales.

66. Usodeherramientas.
Barrasdeperforación,adaptores, drillcollarsytriconos.
MantenciónyEngrase.
Uso,almacenamientoyoperaciónconPVC.
Malas Practicas Operacionales.

67. Fluidos de Perforación

68. SistemadePolimerosdeClorurodePotasio.
Fluidos de Perforación. Sistema KClEstabiliza Lutitas, Mediante Inhibición del Ion PotasioReduce Ensanchamiento del Pozo (Hinchamiento) Minimiza el Desprendimiento de Lutitas
Reduce el Daño a las Formaciones Productoras

69. LaCelulosaPolianiónica(PAC)comoPacTrol,oPoliacrilamidaParcialmenteHidrolizada(PHPA)comoNewDrill,ClearMud,etc.,puedenserusadosparalaencapsulación.
Fluidos de Perforación. El sistema KCl, es una fuente de iones potasio para la inhibición ionicade las lutitas. Es eficaz cuando se usan polímeros para la encapsulación. Los polímeros recubren los cortes, limitando la interacción con el agua.

70. Laslutitasmásantiguasrequierengeneralmentede10a15lb/bbldeKCl(3,5a5,0%)mientrasquelaslutitasmásrecientespuedenrequerirde30a50lb/bbl(8,5a15%).
Fluidos de Perforación. La Concentración de KClrequerida dependerá de la sensibilidad de la lutita. Si no es suficiente, los recortes serán blandos y esponjosos. Si es suficiente, los recortes mantendrán su integridad.

71. Ladurezadelaguadeberíaserreducidaamenosde300mg/lconcarbonatodesodio(cenizadesoda),antesdeañadirlospolímerosquesonsensiblesaladureza.
ComolossistemasdeKClsonmuysensiblesalossólidos,lomejorseríamezclarelsistemadesdeelprincipio,envezdeconvertirunfluidodeperforaciónexistente(conteniendosólidosperforados)aunsistemadeclorurodepotasio.
ElKClyotrosproductosquímicosdeberíanserpremezcladosantesdeañadirlosalsistemaparamaximizarlarentabilidaddeestosproductos.
Fluidos de Perforación.

72. Anexos

73. Volumen de un Cilindro. El Volumen de un cilindro (para este caso un pozo), se calcula con la siguiente formula: V= πx r2x h ; donde: V = Volumen del pozo. π= 3,1416 (número irracional). r = Radio del pozo (radio del tricono o bit). h = Profundidad del pozo. Para simplificar los cálculos de conversión se usa la siguiente formula: V= 0,5067 x d2x h ; donde:
0,5067 = Constante de conversión.
d = Diámetro del tricono o bit (pulgadas).
h = Profundidad del pozo (mts).
V = Volumen del pozo (litros).

74. •
Volumen de un PozoEjemplo de Aplicación.

75. Volumen del Espacio Anular. El volumen o la capacidad anular se calcularestando las áreas de los dos círculos que define elespacio anular. V= 0,5067 x (D2-d2)x h ; donde: V = Volumen anular del pozo (litros). D = Diametro interno pozo (pulgadas) d = Diametro externo de tubería de perforación (pulgadas). h = Profundidad del pozo (metros).

76. •
Volumen del Espacio AnularEjemplo de Aplicación.

77. •
Presión Hidrostática.

78. •
Presión HidrostáticaEjemplo de Aplicación.

79. •
Velocidad de Barrido.

80. •
Velocidad de BarridoEjemplo de Aplicación.