Diseño de Perforacion Introduccion

8/16/2019 Diseño de Perforacion Introduccion

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APUNTES GENERALES Ing. Manuel Torres H. Página 0

D iseño y Evaluación de pozos de Perforación

DISEÑO Y EVALUACIÓN

DE PERFORACIÓN

DE POZOS PETROLEROS


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Índice

D ISEÑO Y EVALUACIÓN D E L A PERFORACIÓN D E POZOS PETROLEROS.

RESUMEN. 7

INTRODUCCIÓN GENERAL. 8

CAPITULO 1.- RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN. PAG.

INTRODUCCIÓN CAPITULO ……………………………………………………………………………………………….9

RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN.

Ubicación. .. 11

Si tuación Estructural. .......

Plano Estructural: .................................................................................................................................... 13

Sección Geológica ...................................................................................................................................... 13

Columna Geológica Probable. .................................................................................................................... 14

Pozos de Corr elación. ................................................................................................................................ 15

Programa de Muestreo. ............................................................................................................................. 26

CAPITULO 2.- EVALUACIÓN DE LAS GEOPRESIONES.

INTRODUCCIÓN. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

EVALUACIÓN DE LAS GEOPRESIONES. 29


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Conceptos Generales. ................................................................................................................................... 29

Presión de Sobrecarga.................................................................................................................................. 30

Presión de fractura. ..................................................................................................................................... 30

Presión de Poro. .......................................................................................................................................... 30

PREDICCIÓN DE LAS GEOPRESIONES PARA EL POZO PXX. 31

CAPITULO 3.- ASENTAMIENTO, PLAN DIRECCIONAL Y DISEÑO DE TUBERÍAS DE

REVESTIMIENTO.

INTRODUCCIÓN. 41

ASENTAMIENTO, PLAN DIRECCIONAL Y DISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO. 42

PLAN DIRECCIONAL. 44

DISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO. 30

ASENTAMIENTO, PLAN DIRECCIONAL Y DISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO PARA EL

POZO PXX. 31

ASENTAM IENTO. ................................................................................................................................ 32

PLAN D IRECCIONAL . ........................................................................................................................ 51

D ISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIM IENTO. ............................................................................ 56

............................................................................ 57

....................................................................... 40

....................... 62

.............................................................. 63

.............................................................. 64


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CAPITULO 4.- PROGRAMA DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN.


PROGRAMA DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

Propiedades de los Fluidos de Perforación. ................................................................................................. 51

T ipos de Flui dos. .............................................................................................. ¡Error! M arcador no defi nido.

Fluidos Base Agua .......................................................................................¡Err or! M arcador no defi ni do.

Flui dos Base Aceite. ..................................................................................... ¡Err or! M arcador no defi ni do.

Selección del Fluido de Perforación. ..................................................................¡Error! M arcador no defi nido.

PROGRAMA DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN PARA EL POZO TCA. ¡ERROR! MARCADOR NO

DEFINIDO.

Etapas de Perforación. ..................................................................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

CAPITULO 5.- SEL ECCIÓ N DE BARRENAS.


SELECCIÓN DE BARRENAS. 92

Principio de Perforación de las Barrenas. .................................................................................................... 92

T ipos de Barrenas. ...................................................................................................................................... 93

Barrenas Tri cóni cas. ................................................................................................................................... 95

Geometría de la Barrena. ......................................................................................................................... 99

Código IADC para Barrenas Tr icónicas. ................................................................................................ 101


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Barrenas de Cortadores Fi jos (PDC). ........................................................................................................ 104

Geometría de los Cortadores y Aletas. ...................................................................................................... 105

Código IAD C para Barrenas de Cortadores Fi jos. ..................................................................................... 107

D inámica de la Perforación. ...................................................................................................................... 107

Código de D esgaste IAD C. ........................................................................................................................ 110

Selección de Barrenas................................................................................................................................ 111

SELECCIÓN DE BARRENAS PARA EL POZO TCA. 111

Optimización de Barr enas. ....................................................................................................................... 113

..................................................................................................................... 114

Et .............................................................................................. 116

.................................................................... 118

.............................................................................................. 120

............................................................................................... 122

CAPIT ULO 6.- D ISEÑO DE SARTAS E H ID RÁUL ICA DE PERFORACIÓN.


DISEÑO DE LAS SARTAS DE PERFORACIÓN. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

T ipos de Sartas de Perforación. ......................................................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

Cri teri os de Estabi li dad en la Sarta de Perforación. ..........................................¡Error! M arcador no defi nido.

Procedimient o para el di seño de la sarta de perforación: .................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

HERRAMIENTAS ESPECIALES DE PERFORACIÓN. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.


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DISEÑO DE SARTAS DE PERFORACIÓN PARA EL POZO TCA. ¡ERROR! MARCADOR NO

DEFINIDO.

........................................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

........................................ ¡Error! M arcador no defi nido.

...................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

-Orientada).¡Error! Marcador

no defi nido.

............................................. ¡Error! M arcador no defi nido.

........................................ ¡Error! M arcador no defi nido.

HIDRÁULICA DE LA PERFORACIÓN. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

T ipos de Flui do. ............................................................................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

M odelos Reológicos. .......................................................................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

DISEÑO DE LA HIDRÁULICA DE LA PERFORACIÓN. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

CAPIT ULO 7.- CEMENTACIÓN.


CEMENTACIONES. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

Propiedades y Pruebas de L aboratori o de las Lechadas de Cemento. .................. ¡Error! M arcador no defi nido.

Accesorios Uti li zados en una Cementación. .......................................................¡Error! M arcador no defi nido.

DISEÑO DE LA CEMENTACIÓN PARA EL POZO PXX1.


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00M .

¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

............................................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

Tercera Etapa 12¼ ............................................................¡Error! M arcador no defi nido.

................................................................ ¡Error! M arcador no defi nido.

Quinta Etapa 5 .................................................................. ¡Error! M arcador no defi nido.

CAPIT ULO 8.- EQUIPO DE PERFORACIÓN.

INTRODUCCIÓN. ……………………………………………………………………………………………………….

¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

Equipos de Perforación Terrestre. .....................................................................¡Error! M arcador no defi nido.

Equipos de Perforación M ari na. ......................................................................¡Error! M arcador no defi nido.

Componentes Principales de un Equipo de Perforación. ....................................¡Error! M arcador no defi nido.

Sistema de Izaje. .......................................................................................... ¡Err or! M arcador no defi ni do.

Sistema de Rotación. .................................................................................... ¡Err or! M arcador no defi ni do.

Sistema de Potencia......................................................................................¡Err or! M arcador no defi ni do.

Sistema de Ci rculación. ................................................................................ ¡Err or! M arcador no defi ni do.

Sistema de Control de Presión....................................................................... ¡Err or! M arcador no defi ni do.

Sistema de M oni toreo. .................................................................................. ¡Err or! M arcador no defi ni do.

SELECCIÓN DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN PARA EL POZO PXXX.

CAPIT ULO 9.- SEL ECCIÓN D EL CABEZAL Y M ED IO ÁRBOL DE PRODUCCIÓN.



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SELECCIÓN DEL CABEZAL Y ARBOL DE PRODUCCIÓN. ¡ERROR! MARCADOR NO

DEFINIDO.

CAPITULO 10.- COSTOS DE LA PERFORACIÓN.


COSTOS DE PERFORACIÓN. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

M etodología VCDSE. ...................................................................................... ¡Error! M arcador no defi nido.

T ipos de Costos. ................................................................................................¡Error! M arcador no defi nido.

COSTOS DE PERFORACIÓN DEL POZO TCA. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

CAPITULO 11.- ANÁL ISIS DE RIESGOS.

ANÁLISIS DE RIESGOS. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

DISEÑO Y EVALUACIÓN .................................................................................................................................... 0

DE PERFORACIÓN .............................................................................................................................................. 0

DE POZOS PETROLEROS ................................................................................................................................... 0

RESUM EN. ....................................................................................................................................................... 14

CAPITULO I .................................................................................................................................................... 15

IN TRODUCCIÓN GENERAL. .................................................................................................................... 15

CAPITULO I .................................................................................................................................................... 18

INTRODUCCIÓN. .......................................................................................................................................... 18


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RECOPIL ACIÓN Y ANÁLISIS DE L A INFORMACIÓN. ...................................................................... 19

Ubicación. ............................................................................................................................................................................. 20

Plano de Ubicación Geográfica. .............................................................................................................................................. 21

Situación Estr uctur al. ........................................................................................................................................................... 21

Plano Estr uctural: ................................................................................................................................................................. 22

Sección Geológica ................................................................................................................................................................... 23

Pozos de Correlación. ............................................................................................................................................................. 24

Programa de M uestreo. .......................................................................................................................................................... 26

CAPITULO 2 .................................................................................................................................................... 27

INTRODUCCIÓN A GEOPRESIONES ...................................................................................................... 27

EVALUACIÓN DE L AS GEOPRESIONES. ............................................................................................... 29

Conceptos Generales. ............................................................................................................................................................. 29

Presión de Sobrecarga. ........................................................................................................................................................... 30

Presión de fr actura. ............................................................................................................................................................... 30

Presión de Poro. .................................................................................................................................................................... 30

PRED ICCIÓN D E L AS GEOPRESIONES PARA EL POZO PXX. ....................................................... 31

CAPITULO 3 .................................................................................................................................................... 41

Y PLAN D IRECCIONAL ............................................................................... 41


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ASENTAM IEN TO, PLAN D IRECCIONAL Y D ISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIM IEN TO.

............................................................................................................................................................................. 42

PLAN DI RECCIONAL . .................................................................................................................................. 44

D ISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIM IENTO. ................................................................................... 46

ASENTAM IEN TO, PLAN D IRECCIONAL Y D ISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIM IENTO

PARA EL POZO PXX. ..................................................................................................................................... 48

ASENTAM IENTO. ............................................................................................................................................................ 48

PLAN DI RECCIONAL. ..................................................................................................................................................... 51

D ISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTI M IENTO. ........................................................................................................... 56

.......................................................................................................... 57

ETAPA DE 17 ½ ON TR INTERMED IA DE 13 ⅜ ..................................................................................................... 60

ETAPA DE 12 ¼ ⅞ ⅞ ........................................................ 62

ETAPA DE 8 ½ .................................. .................................... ....................... 63

ETAPA DE 5 ⅞ .................................. .................................... ....................... 64

CAPITULO 3 .................................................................................................................................................... 67

INTRODUCCIÓN. .......................................................................................................................................... 67

PROGRAMA DE FL UIDOS DE PERFORACIÓN. .................................................................................. 68

Propiedades de los Flui dos de Perforación. ............................................................................................................................... 71

T ipos de Fluidos (lodos). ......................................................................................................................................................... 77

Fluidos Base Agua ............................................................................................................................................................. 77

Fluidos Base Aceite. ........................................................................................................................................................... 80


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Selección del Fluido de Perforación. ......................................................................................................................................... 82

PROGRAMA DE FL UIDOS DE PERFORACIÓN PARA EL POZO PXX. .......................................... 82

Etapas de Perforación. ........................................................................................................................................................... 85

CAPITULO 7 ................................................................................................................................................. 91

INTRODUCCIÓN. .......................................................................................................................................... 91

SEL ECCIÓN DE BARRENAS. ..................................................................................................................... 92

Pr incipio de Perforación de las Barrenas. ................................................................................................................................ 92

T ipos de Bar renas. ................................................................................................................................................................. 93

Barrenas Tricóni cas. .............................................................................................................................................................. 95

Geometría de la Barrena. ................................................................................................................................................... 99

Código IAD C para Barrenas Tricóni cas. ........................................................................................................................... 101

Barrenas de Cortadores Fijos (PD C). .................................................................................................................................... 104Geometría de los Cortadores y Aletas. ................................................................................................................................. 105

Código IAD C para Barr enas de Cortadores Fijos. .................................................................................................................. 107

D inámica de la Perforación. ................................................................................................................................................. 107

Código de Desgaste IAD C. ................................................................................................................................................... 110

Selección de Bar renas. ......................................................................................................................................................... 111

SEL ECCIÓN DE BARRENAS PARA EL POZO TCA. .......................................................................... 111

Opt imi zación de Barrenas. .................................................................................................................................................. 113

................................................................................................................................................. 114


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M odelos Reológicos. ............................................................................................................................................................. 153

D ISEÑO DE LA HI DRÁUL ICA DE L A PERFORACIÓN.................................................................... 155

INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................................ 165

CEMENTACIONES. ..................................................................................................................................... 166

Propiedades y Pruebas de Laboratori o de las Lechadas de Cemento. ......................................................................................... 168

Accesori os Uti li zados en una Cementación. ............................................................................................................................ 174

D ISEÑO DE LA CEM ENTACIÓN PARA EL POZO TCA. .................................................................. 177

Primera Eta ................................................................................................................................................... 177

.................................................................................................................................... 179

Tercera Etapa 12¼ ................................................................................................................................. 180

..................................................................................................................................... 182

Quin ta Etapa 5 ⅞ 140 a 5580m. ...................................................................................................................................... 183

CAPITULO 8 .................................................................................................................................................. 186

INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................................ 186

Equi pos de Perforación Terrestre. ......................................................................................................................................... 187

Equipos de Perforación M arina. ........................................................................................................................................... 188

Component es Pr incipales de un Equipo de Perforación. .......................................................................................................... 193

Sistema de Izaje............................................................................................................................................................... 193

Sistema de Rotación. ........................................................................................................................................................ 195


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Sistema de Potencia. ......................................................................................................................................................... 197

Sistema de Ci rculación. .................................................................................................................................................... 200

Sistema de Control de Presión. .......................................................................................................................................... 202

Sistema de Moni toreo. ...................................................................................................................................................... 204

SELECCIÓN DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN PARA EL POZO TCA. ....................................... 204

CAPITULO 9 .................................................................................................................................................. 210

INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................................ 210

SELECCIÓN DEL CABEZAL Y ARBOL DE PRODUCCIÓN. ............................................................ 211

CAPITULO 10 ............................................................................................................................................... 216

ESTIM ACIÓN D E COSTOS ........................................................................................................................ 217

Y SEGUIM IENTO DEL GASTO PRESUPESTAL .................................................................................. 217

FÍSICO - FI NANCIERO ............................................................................................................................... 217

INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................................ 218

COSTOS DE PERFORACIÓN. .................................................................................................................. 220

M etodología VCDSE........................................................................................................................................................... 220

T ipos de Costos. ................................................................................................................................................................... 223

COSTOS DE PERFORACIÓN D EL POZO PXX. ................................................................................... 224


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TOMA DE REGISTROS GEOFISICOS. ................................................................................................... 233

CONCLUSIONES. ......................................................................................................................................... 235

BIBLIOGRAFIA.

GLOSARIO DE TERMINOS:¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

RESUM EN.

El siguiente documento tiene como interés dar una información general de todos los pasos a segui r más relevantes

en el diseño y evaluación de perforación de pozos de hidrocarburos conforme estáredactado de acuerdo a las

actividades realizadas dentro del marco de 1as operaciones que se deben realizar para llevar a un buen

desempeño los resul tados para la explotación de un pozo de hidrocarburos.

El programa de actividades que se tenga que desarrollar se deberá agendar.


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De acuerdo a las fechas estipuladas se debe hacer un seguimiento físico financiero de todas las actividades,

comenzando con el de Diseño de la Perforación de Pozos el cual abarca 15 módulos de actividades secuenciales

desde la fecha de inicio.

El proyecto corresponde al di seño de la planeación de la perforación de un pozo de la región a la que corresponde

el equipo, teniendo como proyecto un pozo de la región sur y que por confidencialidad de la empresa algunos

datos con respecto al pozo en este documento no serán registrados.

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN GENERAL .

El objetivo de la perforación es construir un pozo úti l colocando TUBERÍAS DE REVESTIM IENTO que nos

permita comuni car los fluidos del yacimiento con la superfi cie, permi tiendo reali zar la explotación racional de los

mi smos de una forma segura, benéfica y con el menor costo posible.

El diseño de pozos en PEM EX sigue un procedimiento, dentro del cual exi sten dos aspectos imprescindibles que

determinaran el éxi to del mismo, el esfuerzo dedicado a la idealización del mejor plan posible para el diseño del

pozo y la atenta supervisión durante la operación de perforación.


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El procedimiento que PEM EX tiene establecido para la REAL IZACIÓN de un programa de perforación de un

pozo es el siguiente:

1. Selección y recopilación de la información de los pozos de correlación más cercanos al pozo a perforar.

2. Predicción de la presión de poro y fractura a par tir de registros geofísicos para cada pozo de

correlación determinando zonas de presión anormal y pérdida de circulación.

3. Teniendo en cuenta las necesidades del diámetro a terminar el pozo, seleccionar el asentamiento y

número de las Tuberías de Revestimi ento .

4. Tomando en cuenta las bases del usuario, determinar la trayectoria del pozo.

5. Con base a la información de correlación y gráficos de la presión de poro, realizar el programa de

fluidos y densidades a uti lizar.

6. Con base a las densidades a ut i lizar realizar un programa de diseño de tuberías de revestimiento y el

programa de cementación de las mismas.

7. Con forme al di seño de las tuberías de revestimi ento, seleccionar la geometría final para la

construcción del pozo tomando en cuenta diámetros de TR ś y barrenas.

8. Realizar el diseño de la sarta de perforación.

9. Desarrollar el programa de hidráulica tomando en cuenta las densidades de los lodos seleccionados y

la geometría previamente seleccionados.

10. Seleccionar el equi po que mejor se ajuste a las necesidades y cargas máximas y la profundidad

programada.

11. Estimar el tiempo y el costo de la perforación del pozo en diseño.

Lo anterior conl leva a que el único requerimiento consiste en aplicar la tecnología adecuada en cada etapa,

logrando así que la perforación del pozo tenga la integración de la ingeniería, ecología, costo mínimo y uti lidad.

De acuerdo con lo explicado anteriormente, desde el punto de vista de la perforación, el hecho de que un pozoresulte un éxi to depende en gran parte del diseño preliminar del pozo elaborado al ini cio de la perforación, esta

parte de la planeación depende a su vez, de la calidad y de la cantidad de la información con la que se dispone,

para lo cual es de absoluta importancia que en la recopi lación de información int ervengan de manera activa el

personal de las 4 áreas que integran la Ingeniería Petrolera, el personal de exploración, yacimientos, producción y

por supuesto el personal de perforación.


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Una vez llevado a cabo todo el planteami ento del diseño es necesario la ejecución del cálculo de los costos de la

operación ya que el costo de un pozo, estátotalmente ligado con el tiempo que se tarda en conclui rlo. El tiempo

estimado puede variar dependiendo del propósito que se quiere alcanzar. Cuando se planea un pozo, una

estimación puede dar proyecciones lógicas, que deberán ser las más cortas posibles para cada actividad.

Para la estimación de los costos se tiene que uti lizar un tiempo promedio, que no es necesariamente el más corto

posible. L a estimación de los costos se realiza en di ferentes etapas de la planeación, esta variaráde acuerdo al

avance del proyecto y se tiene que tratar de alcanzar una máxima aproximación para no tener fuertes

variaciones que afecten el desarrollo del proceso de perforación, y para esto son i ndispensables dos puntos: el

primero minimizar los problemas y el segundo maximizar el progreso de la perforación.

Terminado el programa de perforación este seráent regado al ingeni ero de pozo, para así facili tarle toda la

información necesaria y ejecutar las actividades sin exceder el tiempo programado del pozo, con el fin de alcanzar

exi tosamente todos los objetivos, sin provocar al pozo una temprana intervención.


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CAPITULO I

INTRODUCCIÓN.

En esta etapa del desarrollo del proyecto se hace la recopilación y el análisis de la información con la que se cuenta

de los pozos cercanos (pozos de correlación), con relación al nuevo pozo que se desea construi r. Con esta

información se determinaran las características técnicas (formaciones a perforar , estabi li dad, etc.) y problemas

que se pueden encont rar durante la perforación, veri ficando y actualizando la información que se obtenga de loseventos mientras se perfora el pozo.

Para pozos exploratori os la información estálimi tada a estudi os geológicos y geofísicos realizados en el campo en

prospecto y con ello determinar la geología del pozo a perforar , i dent i ficar anomalías que se puedan encontrar

durante la perforación. En par ticular el emplear información geofísica como lo son los informes sismológicos

permi te determinar la li tología a perforar , presiones de formación y fractura, propiedades mecánicas de la

formación y sus echados.

Para los pozos de desarrollo la i nformación dependeráde la información generada durante la perforación de

pozos perforados anteriormente en el mi smo campo, como pueden ser: registros geofísicos, registros de lodo,

histori al de la perforación, record de barrenas, asentamientos de las T .Rs, registros de presiones, resumen de las

operaciones, di stribución de los tiempos, y configuraciones estructurales.


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RECOPILACIÓN Y ANÁL ISIS DE L A INFORM ACIÓN.

Dentro de nuestro proyecto se cuenta con i nformación acerca del campo y de los pozos que se seleccionaron como

correlación así como de los requerimientos del activo y bases de usuario. Con di cha información se procedió a su

análisis para realizar la predi cción de las Geopresiones y a parti r de aquí hacer el mejor diseño del pozo. Es de

relevante importancia mencionar que el nombre del pozo por conf idencialidad de la empresa serácambiado

llamándose desde este momento Pozo PXX.

Así mismo el activo al ya tener conocimiento del área proporciono información acerca del plano estructural, de la

sísmica, de los pozos cercanos, columna geológica probable, información estimada del yacimiento, y los

requerimientos de muestras. De lo anterior las siguientes secciones mostraran gráficos y datos de lo que se

requerirápara el seguimiento del report e y principalmente para el diseño del pozo.

De acuerdo a los datos proporcionados por el activo se tiene lo siguiente:


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Nombre del pozo: PXX

Objetivo: Obtener producción comercial de hidrocarburos de áreas que no han sido drenadas de las rocas del

Jurásico Superior Kimmeridgiano.

T ipo de pozo: Terrestre/D ireccional

Coordenadas UTM conductor: X: 446,610.20 m / Y: 1, 979,725.14 m

Coordenadas del objetivo: X: 446,518.00 m / Y: 1, 979,881.00 m

Altura M R: 9 m

Altura terreno sobre NM : 26 m

Desplazamiento: 173 m

Producción estimada: 1700 bpd / 2.10 M M pcd

T ipo hidrocarburo: Aceite ligero y Gas

P. de fondo estimada: 240 Kg/cm² @ 5400 MVBNM (3414 PSI ) (D EQ=0.44g/cc)

Profundidad programada: 5588m

Aparejo de fondo:

Ubicación.

Estado: Tabasco.

M unicipio: Huimanguil lo.

Referencia Topográfica: D ireccional desde la pera del pozo PXX.


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Sección Geológica

Columna Geológica Probable.

Fig. 2 Plano Estructural del Campo

Fig. 3 Sección Geológica.


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Se observa ausencia de las formaciones Fi lisola, Encanto y Ol igoceno.

Pozos de Correlación.

Tabla 1. Columna Geológica Probable.

Fig. 4 Ubicación de los

Pozos de Correlación.


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Como pozos de correlación fueron considerados todos aquellos ubi cados en las cercanías del futuro pozo y que

cuentan con el mayor volumen de información de registros geofísicos en las etapas del Terciario y M esozoico.

Fig. 5 Columnas Geológicas de los Pozos de Correlación.

T-XX4 T-XX3 P-XX T-XX5 T-XX6 T-XX7


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Programa de M uestreo.

De acuerdo a las necesidades del acti vo se requiere del siguient e programa de muestreo.

M uestras de canal.

Se recuperaran dos bolsas de muestras de canal cada 5 m para estudios de paleontología y petrografía, a

partir de las etapas que el Activo considere de interés. Estas muestras deben envasarse qui tando el exceso de

lodo y deben ser rotuladas con tint a indeleble. Para estudi os de Geoquímica, recuperar muestras cada 5 m

en el int ervalo de int erés, sin lavarse envasadas en bolsa y rotuladas con tint a indeleble (considerarcirculadas para ti empo de atraso). El Acti vo asignarápersonal para reali zar estas acti v idades.

Núcleos de fondo.

Se soli ci tan 3 núcleos de fondo convencionales ori ent ados de 9 m c/u, en las formaciones KI , JST-1 y JSK-

6. Las profundidades de la toma de los mismos serán acordadas con el Activo. La longit ud de recuperación

en rocas consolidadas puede ser desde un metro o más; de ser posible la longi tud del barri l muestrero. La

toma de estos núcleos estarálimi tada a las condi ciones de perforación sin representar riesgos adicionales

para el pozo (zonas de pérdidas de ci rculación y atrapami ent os).

M uestreo de fl ui dos a

boca de pozos

Se deberán muestrear a boca de pozo los hidr ocarburos producidos. El Acti vo asignarápersonal para

reali zar estas actividades.

Tabla 2 Programa de Muestreo.


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La información descri ta en este capítulo seráclave esencial para el desarroll o de todo el diseño ayudándonos a realizar selección del

asentamient o de tuberías, di rección del pozo, selección del fluido de perforación, selección de barrena, diseño de la cementación y

posteriores int ervenciones al pozo.

CAPITULO 2

INTRODUCCIÓN A GEOPRESIONES

Sin duda alguna la úni ca manera en la que se puede veri ficar la exi stencia de reservas de petróleo en el subsuel

aun después de haber explorado y corrido análisis de su posible ubi cación, es perforar un pozo en el lugar.

Los problemas que se presentan en un pozo cuando se perfora; como son los flujos y el descont rol, pegaduras por

presión diferencial , pérdidas de circulación, colapsos de tuberías de revestimi ento, derrumbes de formación y en

casos muy severos la pérdida total del pozo; ocasionando considerables incrementos en los tiempos de perforación y

por ende en el i ncremento de costos del pozo, son generalmente causados por una deficiente predi cción de las


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presiones de sobrecarga, poro y fractura (geopresiones) de las formaciones que atravesaráel pozo, y cuya

comprensión y conocimiento es básico para planear la perforación y diseñar acertadamente un pozo.

Es por ello que el tener información veraz y hacer un análisis exhaustivo en los lími tes extremos de las

predi cciones de las geopresiones y la posible correlación de información de campos ya explotados en el área donde se

desea planear el pozo observando las di ficul tades y problemáticas técnicas para la perforación de tal pozo, hará

que el pozo planeado se termine dentro de tiempo.

Aunado a esto entender primero los principios físicos que ori ginan estas presiones es imprescindible y segundo,

realizar una predicción con la mayor exacti tud posible haráque se logre un buen diseño y con esto un pozo

rentable, seguro y con el mejor costo beneficio.


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EVALUACIÓN DE LAS GEOPRESIONES.

Conceptos Generales.

Durante el proceso normal de depositación, la presión de sobrecarga se va incrementando conforme la

acumulación de sedimentos incrementa, este incremento de sobrecarga hace que los sedimentos se compacten,

dando como resultado que la porosidad di sminuya. (Fig. 6) . Este proceso de compactación ocurre a medida que el

agua de formación es expulsada del espacio poroso, y el esfuerzo de sobrecarga que soport a el agua de formación se

transfiere a la matriz de la roca dando como resultado una reducción en la porosidad.

En algunas áreas donde la permeabilidad de la formación es suficiente para permi ti r la migración de los fluidosprovocada por la reducción de la porosidad, la presión de poro es normal es decir que se comporta como la presión

hidrostática ejercida por una columna de agua de formación a la profundidad de int erés. L as zonas de presión de

poro anormales son originadas durante el proceso de depositación y compactación, formándose a la vez una

barrera impermeable que impide la l iberación del agua de formación quedando ent rampada por debajo de esta

barrera, la cual tuvo su origen debido a un ri tmo más rápido de depositación y compactación que el del

movimiento ascendente del agua. Por lo tanto la porosidad exi stente debajo de esta barrera impermeable di fiere

de la tendencia normal.

Pp Normal Pp Anormal

Fig.6. Proceso de sedimentación y compactación.

BARRERA IMPERMEABLE


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Presión de Sobrecarga.

Es la presión que ejerce el peso combinado de una columna de roca más los flui dos que están contenidos en el

espacio poroso que soporta una formación a una determinada profundidad.

Presión de fractura.

La presión de fractura es la cant idad de presión necesaria para deformar permanentemente la estructura rocosa

de la formación.

Presión de Poro.

Es aquella a la cual se encuentran confinados los flui dos en los espacios porosos de la formación, estas presiones que

se encuentran en el pozo pueden ser normales, anormales (altas), o subnormales (bajas).

Normales: Cuando son iguales a la presión hi drostática ejercida por una columna de fluidos de formación

extendi da hasta la superficie. T eni endo un gradiente de presión normal de 1.07g/cc en zonas costa fuera.

Subnormales: Cuando son menores a la presión normal, es decir, a la presión hi drostática ejercida por la columna

de fluidos de formación extendi da hasta la superficie.

Anormales: Cuando son mayores a la presión hidrostática de los fluidos de formación.

Siendo las anteriores las que afectan el programa de perforación de un pozo dentro de los muchos aspectos se tiene:

La selección del tipo y densidad de lodo.

La selección de profundidad de asentamiento para cada una de las tuberías de revestimiento.

La planeación de la cementación.


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Además de tener en cuenta la problemática que se puede generar debido a las presiones anormales:

Brotes y reventones.

Derrumbes.

Perdidas de circulación.

Pegaduras por presión diferencial.

PREDICCIÓN DE LAS GEOPRESIONES PARA EL POZO PXX.

De acuerdo a la i nformación obtenida de los registros geofísicos de los pozos de correlación, ésta se analizó y

seleccionó con el fin de obtener las geopresiones para el pozo que se planea perforar. Los registros con los que se

cuenta para hacer la predicción de las geopresiones del pozo PXX son mostrados en las figuras 7y 8.

POZO T426 [MD] POZO T120 [MD] POZO T547 [MD]


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Fig. 7 Registros geofísicos de pozos de correlación T426, T120 y T547.


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POZO T807 [MD] POZO T444A [MD] POZO T408C [MD]


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De los registros de ambos pozos, las curvas usadas para el análisis son: la curva de rayos gama, tiempo de

tránsito, resistividad y densidad. Una vez cargadas en el programa éste las procesa y sobre ellas se trabaja para el

análisis de las geopresiones de acuerdo a la sigui ente metodología:

M etodología Práctica para el Cálculo de las Geopresiones:

Determinar la presión de sobrecarga (S).

Defini r los int ervalos de lut i tas limpias (no apli ca cuando úni camente se cuenta con i nformación sísmica).

M arcar la línea base lut i tas de un registro de li tología (Rayos Gama o Potencial Espontáneo) se

seleccionaran los valores máximos del registro.

Selección de los puntos de lut i ta, para cada lectura en el registro RG o SP, igual o mayor que la

línea base lut i tas, marcar la lectura de tiempo de tránsito o de resistividad a la profundidad

correspondi ente. De esta forma se están seleccionando los puntos base lut i ta para los registros a

ut i lizar en el análisis de la tendencia normal de compactación.

Determinar la presión de poro (Pp). Determinar la presión de fractura (Pfr).

Calibrar las predicciones.

Datos Procesados:

Fig. 9 Registros seleccionados para la predicción de geopresiones.


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De acuerdo a la metodología: se cargaron los registros de rayos gama, resistivo, sónico y de densidad de los pozos

de correlación, se marcaron las líneas base lut i tas y posteriormente se seleccionaron los puntos de luti tas en el

registro de rayos gama. Se obtienen las curvas de resistividad y t iempo de tránsito suavizadas (discretizadas) y se

procedió a trazar la línea de compactación normal Fig. 10.

Se procedió al cálculo de las presiones de poro y fractura de ambos pozos. Se calibraron las presiones por los eventos

que se tienen durante la perforación de ambos pozos y posteriormente se obtuvo el arreglo de las geopresiones para

el pozo PXX así como la ventana operacional para la selección del fluido de perforación y densidad del cemento

(Fig.11).

L a Presión de Poro est imada se obtuvo bajo

la metodología de Eaton.

Exi ste un decremento de presión ent re las

POZO PXX -PXX

POZO T807 POZO T547

Fig. 10 Curvas para el análisis de geopresiones.


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Con lo anterior, tenemos satisfactori amente la predicción de las geopresiones y con ello la parte más importante

del di seño del pozo la cual nos ayuda en todo momento al di seño de las subsecuentes etapas.

Es importante mencionar que se desarrolló un modelo geomecánico el cual nos permi te mi tigar y/o controlar los

riesgos ori ginados por la alteración del estado natural de las formaciones durante el proceso de perforación y poder

determinar la ventana operacional de la densidad del fluido de cont rol.

Para la construcción del modelo geomecánico se analizaron los datos disponibles de perforación, y geología de

campo integrando información del comportami ento de las densidades de fluido y los eventos de perforación de los

pozos de correlación. El software usado fue el Well Check.

Fig. 11 Geopresiones para el pozo PXX.

PROPUESTA


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Los resultados obtenidos por el modelo muestran que a los 3,800 m, la tendencia de los esfuerzos Shmín, SHmáx

y Sv presentan valores más cercanos entre sí, reduciendo nuestra ventana operativa (figura 12a) , de esta

manera obtenemos también un parámetro de densidades para el flui do de perforación con la cual no se debe tener

problemas de inestabil idad en el agujero (fi gura 12b).


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Para fi nalizar este capítulo, es importante mencionar que para completar el proceso de evaluación de las

geopresiones es necesario calibrar la predicción de los perfi les de poro y de fractura con datos reales obtenidosdurante la perforación y terminación del pozo que es analizado, de tal manera que se pueda realizar un análisis

comparativo con los datos programados y así obtener las geopresiones definitivas para el pozo.

De esta manera se recomienda emplear preferentemente datos de tiempo de tránsito, para eliminan los problemas

originados por los cambios de salini dad del agua de formación empleando la i nformación de resistividad y/o

Fig. 13 Densidades del fluido de perforación.


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conductividad de las formaciones. D e la misma manera se recomienda hacer mecánica de núcleos para calibrar

las propiedades elásticas y de resistencia de la roca, y con ello el modelo geomecanico.

CAPITULO 3

INTRODUCCIÓN A

Como se sabe la perforación de un pozo ti ene como objetivo principal es comunicar los fluidos del yacimiento hac

la superficie, a t ravés de una tubería de producción. Para poder cumplir con esto, es necesario una serie de tram

de tuberías de di ferentes díametros llamadas tuberías de revestimi ento, que nos ayudan a asegurar el pozo, de t

forma que estos sean colocados conforme se perfora el pozo.

El objeti vo de las tuberías de revestimiento es proteger las zonas perforadas y aislar las zonas problemáticas que

presentan durante la perforaciôn del pozo, mantener la estabilidad del mismo, preveni r contaminaciones, aislar l

fluidos de las formaciones productoras, cont rolar las presiones durante la perforación y en la vida productiva d

pozo. Además, las tuberías de revestimiento proporcionan el medio para instalar las conexi ones superf iciates d

cont rol (cabezales, BOPs), los empacadores y la tubería de producciôn.

Es por ello que la selección de la profundi dad de asentami ento y su diseño es crucial para que el pozo sea seguro y d

esta mi sma manera económico debido a que representan un alto porcentaje en el costo del mismo teniend

variaciones del 15% al 30% del costo total. Su diseño basicamente se fundamenta en dos factores principales

conocimiento del material en este caso su resistencia y el conocimiento ant icipado de las cargas que puede

encont rarse durante la vida ut i l del pozo. Para ello el anal isis de geopresiones es esencial y sin duda alguna es

que marca la pauta para su asentami ento y diseño.


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En esta otra etapa se hace uso de 3 apl icaciónes la primera CASING SEAT la cual ayuda al diseñador a l

selección del asentamiento, STRESS CHECK para la selección de la mejor opción de tuberías de acuerdo a l

cargas con que se encont rara el pozo y COM PASS para la di reccionalidad del pozo.

ASENTAM IENTO, PLAN DIRECCIONAL Y DISEÑO DE TUBERÍAS

DE REVESTIM IENTO.

Una vez que se ha generado el perfi l de geopresiones el siguiente paso en el diseño, es determinar el asentami ento

de las tuberías de revestimiento. Para ello el proceso de asentamiento se realiza partiendo del fondo hacia la

superf icie como se muestra en la figura, esto es en caso de que la ventana operaci onal lo permi ta en caso contrario

de tener una ventana operacional reducida se recomienda colocar una TR en donde se observe un cambio abrupto

en la curva de presión de poro (Fig.14).

I ndependi entemente del tipo de tuberías los parámetros que influyen en la determinación de la profundidad de

asentamiento de las mismas son: el diámetro requerido al objetivo, el tipo de formación y el contenido de sus

fluidos, la presión de formación y de fractura, densidad del fluido de perforación, presión di ferencial, datos

di reccionales y la tolerancia de un brote.

Pr imeramente en el asentami ento de las tuberías se gráfica la presión de formación más su margen de cont rol, y

la presión de fractura, menos su margen respectivo, (todos expresados en gradiente de densidad de lodo

equivalente) cont ra la profundidad. A part i r del máximo valor de densidad a uti lizar en el fondo del pozo, se

Fig. 14 Proceso del asentamiento de tuberías de revestimiento.


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proyecta una línea vertical hasta interceptar la curva del gradiente de fractura usando el margen de seguridad.

La profundidad de esta int ersección defini ráel asentamiento de la tubería int ermedia más profunda. En función

de la profundidad del pozo y del comportamiento de sus geopresiones el procedimiento es el mismo en caso de que

se necesiten más tuberías.

En cada caso de asentamiento se debe revisar el margen por presión diferencial para asegurar que la tubería no

sufra una pegadura cuando sea introducida al pozo para esto se evalúa la máxima presión di ferencial que se

puede presentar de acuerdo al arreglo seleccionado y esta revisión debe hacerse en todas las tuberías. La presión

diferencial ( Δp, en kg/cm 2 ) a cualquier profundidad (D i en m), se obtiene con la siguiente ecuación:

∆ = − ∗ 10 Donde ρ fin es la densidad del fluido de cont rol a la profundi dad fi nal de la T .R. que se estárevisando, y ρini la

densidad del fluido de cont rol a la profundidad del asentamiento o etapa anterior, en (gr/ cm 3 ).

La condi ción que deberácumplirse es:

En la zona de presión anormalmente alta:

Δp lim


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a) Suponer una profundidad de asentamiento (D i).

b) Con esta profundidad calcular la presión, del gradiente, impuesta por un brote (Eb, efecto de brote, en (gr/ cc)),

por medio de la siguiente ecuación:

Donde Ifc es el incremento en el fl uido de perforación para cont rolar el brote en unidades de densidad

equivalente, normalmente igual a 0.06 gr/cm 3 , Gfmc es el gradiente de presión de formación afectado por el

margen de cont rol, (gr/ cm 3 ), D i la profundidad de interés y D la profundidad de la siguiente etapa de

perforación, en (m).

c) Determinar el gradiente de fractura para la profundidad seleccionada, Gfrac.

d) Comparar Eb con Gfrac, expresados en densidad equivalente. Si los valores coinciden entonces la profundidad

supuesta es la profundidad mínima para el asentamiento de la TR.

Cabe mencionar que al mismo ti empo que se realiza el asentami ento de tuberías de revestimi ento el diseño de la

di reccionalidad del pozo va de la mano con ello para así tener contemplado tanto el asentamiento de las tuberías

con respecto a la di rección del pozo.

PLAN D IRECCIONAL .

Hoy en día la perforación di reccional es una práctica muy común uti lizada para producción de yacimientos

petroleros y como se sabe generalmente la ubicación de los yacimientos petroleros es muy incierta y en la mayoría

de los casos su localización se encuentra por debajo de áreas inaccesibles verticalmente. Un pozo direccional es

aquel pozo que se perfora a través de una trayectori a planeada con el fin de atravesar el yacimiento en una

posición predeterminada y que se localiza a cierta distancia lateral de la localización superficial del equipo de

perforación.

Las apl icaciones de los pozos di reccionales son:

Perforación Múlt iple: Este tipo de perforación es la más ut i lizada en l

regiones marinas ya que permi te perforar un número óptimo de pozos des

la misma plataforma, simpli ficando notablemente las redes de recolección

los sistemas de producción, siendo estos factores importantes en

viabilidad económica del pozo.


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Pozos de Alivio: Se construyen con el fin de bombear lodo para

controlar pozos arrancados.

L ocalizaciones Inaccesibles: Cuando la localización del yacimiento

dicta la necesidad de situar el equipo de perforación a una distancia

considerable, como cuando se desea obtener producción de objetivos

localizados bajo ciudades, ríos, montañas, reservas ecológicas, etc.

Perforación de Domos Salinos: Este tipo de perforaciones se usan para

eludi r estructuras salinas, ya que frecuentemente exi sten int ervalos

productores situados bajo el tope protuberante del domo, el pozo seperfora primero en paralelo con el domo y seguidamente se desvía para

que penetre bajo la protuberancia.

Desviación L ateral y Enderezamiento [Side Track]: Usado

primordi almente para resolver 2 t ipos de problemas: el de apartarse

de una obstrucción desviando el pozo, o el de enderezar el pozo si

éste se ha torcido.

Perforación de Fallas Geológicas: Perforaciones usadas en el control de

fallas geológicas. El pozo se desvía a través de la falla o en paralelo con

ella para obtener mayor producción. E liminando el r iesgo de perforar

pozos verticales a través de planos de fallas muy inclinados.


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De lo anterior resumimos que la forma más económi ca de explotar estos yacimientos es a través de un pozo

di reccional perforado desde una localización ubicada a cientos de metros.

El plan di reccional dent ro del asentamiento de tuberías de revestimiento representa un papel importante debido

a que la profundidad vertical difiere de la profundidad direccional y si no se observan las di ferencias que se

presentan mientras se diseña el pozo, pueden presentarse problemas durante la corrida de la TR y con ello

redi señar el asentami ento y selección de la misma.

Para l levar a cabo la perforación direccional esta se desarrolla mediante el uso de herramientas direccionales, sin

embargo estas se mencionaran en el capítulo de D iseño de Sartas de Perforación. Cabe mencionar que los tipos de

trayectorias existentes no se verán reflejadas en este trabajo solo la t rayectoria del pozo que se estádiseñando, sin

embargo al final del trabajo se cuenta con una sección de referencias y bibliografías.

D ISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIM IENTO.

Una vez hecho el asentamiento de las tuberías de revestimiento y de haber tomado en cuenta el plan direccional

para el mi smo fin, el sigui ente paso es di señar la tubería, la cual deberásoportar los esfuerzos a los que estará

sometida a cada profundidad a la que esta se encuentre asentada.

Para el diseño de las tuberías seránecesario nuevamente recur rir a fuentes de información y como se ha venido

manejando desde el principio de este capítulo la información que nos definiráesto defini tivamente serán las

geopresiones y con ellas se anexa, la trayectori a del pozo, el programa de fluidos, geometría del pozo y pozos tipo.

El diseño estaráligado a las fuerzas principales (Fig.15) a las que la tubería se encuentre sometida siendo estas:

Tensión: La tensión de la tubería es la resistencia que tiene la tubería para resisti r su propio peso cuando es

introducida. Durante el diseño de las tuberías debe considerarse un valor adicional de tensión, debido a que

durante la corr ida pueden presentarse eventos operativos tales como pegaduras, derrumbes, fricciones, etc., y de

ser necesario tensionar la tubería.


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Colapso: La fuerza de compresión se genera por el empuje del flui do (lodo, cemento, etc.) sobre el área de la

sección t ransversal de la tubería, cuando esta es introducida. La fuerza de compresión debe desaparecer después

del fraguado del cemento, ya que se han observado tuberías sometidas a compresión cuando las cementaciones son

defectuosas. Los valores de compresión altos se presentan cuando la tubería de revestimiento es int roducida en

altas densidades del f lui do de perforación. La acción de la carga se mani fiesta perpendi cular a la cara exterior del

cuerpo del tubo (presión externa).

Estallamiento: Es la condi ción mecáni ca de una tubería ori ginada por la aplicación de una carga, superior a su

capacidad de resistencia a la deformación. La acción de la carga se manifiesta perpendi cular a la cara int erior del

cuerpo del tubo (presión int erna).

Esfuerzos Biaxiales.

Las tuberías de revestimi ento no se encuentran sujetas a un solo esfuerzo si no que en la realidad están sujetas amás de un esfuerzo reduciendo a un más su resistencia a la cedencia (Efecto Baushinger). Y en estos casos la

tubería sufre un cambio cuando se someten a estos esfuerzos conocidos como esfuerzos biaxiales, siendo estos la

combinación de un esfuerzo axial con uno radial.

Fig. 15 Fuerzas principales que actúan en una TR.


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ASENTAM IENTO, PLAN D IRECCIONAL Y D ISEÑO DE TUBERÍAS

DE REVESTI M IENTO PARA EL POZO PXX.

ASENTAM IENTO.

En el caso del proyecto del pozo TCA se requiere que el diámetro con el que termina el pozo sea en una tubería de

geometría del pozo se hizo de acuerdo a un nomograma que presenta los diámetros

de tuberías y barrenas estándares. La selección de los diámetros se hace de forma ascendente es decir de la tubería


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la ⅞

⅞

Con la combinación de la geometría del pozo, las geopresiones cargadas sobre el software, información de pozos de

correlación, y la columna geológica probable se determina la profundidad en donde se debe colocar las tuberías de

revestimiento para aislar formaciones problemáticas lo cual es fundamental garantizando una perforación segura

y eficiente del pozo.

De acuerdo a nuestro perfi l de geopresiones las tuberías se asentaron en donde se observan cambi os de gradiente

notables y con ello se aíslan las zonas que puedan presentar di ficultades proporcionando así un agujero estable. Es

importante mencionar que en el asentami ento de las tuberías, el software sigue los parámetros de diseño

mencionados dentro de la teoría.

Fig. 16 Nomograma para selección de geometría del pozo.


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Como se muestra en la fi gura 17, el arreglo de tuberías de revestimiento para llegar al objetivo en el pozo TCA

queda con 6 etapas; la primera conductora, la segunda superficial, tercera y cuarta int ermedias, quinta y sexta

como TR ś cortas (liners).

Con respecto al arreglo anterior de las tuberías, la columna geológica probable y los pozos de correlación se definenque los objeti vos particulares de cada tubería en cada etapa, son los que se muestran en la tabla siguiente y que

deben de tomarse en cuenta en el momento del diseño del tubular para así seleccionar de la manera más ópt ima la

tubería que se colocara en el pozo.

EtapaD iámetr o

BNA (pulg)

Prof.

(mvbmr)

D iámetr o

TR (pulg)Objetivo

Cond. 36 50Proveer sopor te estr uctur al al cabezal del pozo, equipo desv iador de fl ujo

(recomendado) y establecer una vía de retorno a los flui dos de perforación.

1 26 1000Aislar las formaciones de alta permeabilidad no consoli dadas y acuíferos

superf iciales e instalar equipo de contr ol del pozo.

2 17 1/2 2950

Ai slar intervalo de bajo gradiente de fr actura que nos permi ta i ncrementar

la densidad del flui do de control para at ravesar la zona de alta presión.

Asentar la TR +/ - 50 m dent ro de la zona de alt a presión, (Ol igoceno cima).

Fig. 17 Asentamiento de TR ś para el pozo TCA.


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3 12 1/4 4600

Ai slar Zona de Presiones Anormales para bajar la densidad al f lui do de

control y per forar las zonas con menor presión del Cretácico y Jurásico. El

KSSF.

4 8 1/2 5190

Ai slar las formaciones del Cretácico y Jurásico Superi or T i thoniano para

poder perforar con la densidad adecuada el JSK. El asentamiento de la TR de

5 5 7/8 5580Aislar la zona de interés JSK capa 5 y 6 para la explotación selectiva de los

int ervalos que presenten características para ello.

Una nota import ante de la tabla anterior es que las profundidades de asentamientos son referenciales y estarán

sujetas al plan di reccional y al comportamiento de la columna geológica real del pozo.

Como resumen pr imordi al del asentamiento tenemos que la TR de 13 ⅜

de Alta Presión. L a TR de 9 ⅞ ½

KSSF, KSAN , KI , JST hasta la base de la capa 4 y fi nalmente en la última etapa se perforaráJSK capas 5 y 6.

PLAN D IRECCIONAL .

En la perforación del pozo TCA se analizaron distint os tipos de trayectori a y se concluyó que la mejor trayectori a

permi ti ráatravesarlos verticalmente, el desplazamiento que se tendrácon respecto a los objetivos seráde 173m.

El trabajo di reccional se reali zara en la etapa de 12 ¼” manteniéndose en el resto de las etapas de cont rol sobre la

verticalidad.

Se perforara verticalmente hasta una profundidad de 3000m, en este punto se ini ciara la construcción de la

curva a una tasa de construcción de 1.0º cada 30 metros en dirección del azimut 329.2º hasta lograr una

Tabla. 3 Objetivos particulares de las TR ś en el pozo TCA.


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inclinación máxima de 15.25º a una profundidad de los 3469m. La perforación cont inua manteni endo una

tangente hasta los 3669m (200m), y en donde se ini cia a disminuir el ángulo hasta los 0º a una tasa de

decremento de 1.0º cada 30 metros a la profundidad de 4138 metros. Finalmente la última etapa debe llevar

cont rol sobre la verticali dad hasta llegar a una profundidad de 5607mD (5588mV).

Se cargaron los datos al software: las coordenadas del conductor, profundidades de los objetivos, la tasa de

construcción, elevación de la mesa rotar ia, t ipo de pozo y la columna geológica probable. Con ellos el software

genera los resultados: la trayectoria optima que int erceptaba los objetivos con el pozo y con ello la profundidad

desarrollada, el desplazamiento, azimuth, y gráfi cos de la trayectoria del pozo (Fig.18, 19).

Fig. 18 Plan direccional del pozo TCA.


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Al realizar un pozo direccional debe tomarse en cuenta los pozos cercanos al pozo a perforar esto con el fin de

hacer un análisis ant icolisión el cual nos indi ca si exi ste la posibilidad de colisionar con algún otro pozo dent ro de

las cercanías debido a la t rayectori a previamente elegida.

El pozo TCA se perforara desde la pera del pozo C (T426) en donde también se encuentra ubicado el pozo B

(T120) . D el pozo T426 se cuenta con información de un registro giroscópico desde superficie hasta los 2581

metros lo cual no representa riesgo de coli sión con este pozo. En el caso del T120 solo se tiene un registro DRCAL

desde superficie hasta la profundidad de 3650metros y un MWD de los 3650 metros hasta los 5864 metros y

debido a que el DRCAL es información poco confiable se tiene un riesgo de coli sión con este pozo.

Fig. 19 Trayectoria del pozo TCA.

A


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B

C


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La figura 20A, nos muestra la dirección que tienen los pozos dentro de la pera sin embargo este tipo de gráfico no

muestra si en realidad exi ste colisión ent re pozos. L a figura 20B, de separación nos muestra que efectivamente de

acuerdo a los datos cargados por los registros que se tienen de los pozos existe riesgo de colisión a los 2887 metros

con una cercanía de cent ro a cent ro de 10.5 metros con el pozo T120 y la figura 20C nos define que se tiene un

factor de separación reducido lo cual nos conduce a que exista posible coli sión con el pozo.

Una vez diseñado el plan di reccional del pozo, el asentamiento de las tuberías de revestimiento fue corregido

teni endo finalmente los asentamientos defi ni tivos.

EtapaD iámetr o

BNA (pulg)

Prof.

(mvbmr)

D iámetr o

TR (pulg)

Cond. 36 50

1 26 900

2 17 1/2 2800

3 12 1/4 4620 7

4 8 1/24000-

5140

5 5 7/84950-

5580

Fig. 20 Análisis Anticolisión del pozo TCA.


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D ISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIM IENTO.

Con respecto al futuro pozo lo que se busca es garantizar su seguridad e integridad y para ello el diseño de

tuberías es un aspecto primordi al . Cabe mencionar que el diseño de las tuberías varía de acuerdo a las condiciones

que cada una de ellas tendrá dentro del pozo, es por ellos que los cri terios del propio diseño de cada tubería son

distintos.

Otro elemento importante dentro del di seño de tuberías son los factores de diseño cuya funcional idad es proveer

un respaldo en la planeación, debido a la incertidumbre de las condiciones de las cargas reales a las que se somete

la tubería, además del cambi o en las propiedades del acero provocadas por la corrosión y el desgaste. L a magnitud

de los factores de diseño se basa entre otras variables, en la confiabi lidad y exacti tud de los datos de esfuerzos

usados para di señar, en la simi li tud de las condi ciones con otros pozos y las de prueba así mismo como en el grado

de exacti tud de las cargas supuestas para el diseño. De esta manera la definición del factor de seguridad queda

como la relación exi stente ent re la resistencia del tubo y la magni tud de la carga apli cada. Actualmente en

PEMEX los factores de diseño para tuberías de revestimiento se manejan de acuerdo a la tabla 5.

Tabla. 4 Asentamiento final de TR Ś.


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CONDI CIONES DE CARGA RANGO RECOM ENDADO

PRESIÓN I NTERNA 1.0 1.35 1.125

COLAPSO 0.85 1.50 1.125

TENSIÓN EN L A JUNTA 1.50 2.0 1.60

TENSIÓN EN EL CUERPO 1.30 2.0 1.50

Para cada etapa se mostraran los cri terios que se tomaron en cuenta y los resul tados del di seño del pozo en

cuestión.

Para el diseño de esta tubería su evaluación de las cargas por Presión al Colapso, Presión I nterna, Cargas

Axiales (Fig.21) y Cargas Triaxi ales a las que estaría sometida la tubería. E l software presenta en sus grafi cas

las líneas de diseño las cuales ya están usando un factor de diseño (Factor de Seguridad) y con ello se seleccionó de

catálogos alguna tubería que cumpliera con los requisi tos de soportar dichas cargas y en caso de poder optimizar el

di seño se puede recurrir a una combinación de tuberías.

Tabla. 5 Factores de diseño manejados por PEMEX para TR ś.


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Para este caso las tuberías que se seleccionaron fueron de los 0 a los 650m, , K- 55, 94 Lb/piey en la etapa

de los 650m a los 900m , K-55, 106.5 Lb/pie.

Asi mismo el software de acuerdo a las cargas triaxi ales, al tipo de conexión que se seleccione y a la tubería elegida

ent rega como resultado final del diseño la elipse de Von M isses (Fig. 22) la cual tiene una envolvente en la cual el

diseñador puede veri ficar que la tubería no fallara por ningun t ipo de cargas a las que se someta al introduci rse

en el pozo de acuerdo a las consideraciones con las que se di seño.


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TR 20” K-55,94 Lb/pie de 0-650 m

TR 20” K-55,106.5 Lb/pie de 650-900 m


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ETAPA DE 17 ½ ⅜

Nuevamente en esta tubería se hizo la evaluación de cargas a las que se encont raría sometida y una vez

obtenidas las líneas de diseño se seleccionó una tubería que cumpliera con los requisi tos de soportar di chas cargas.

Fig.23 Diseño de tubería de 13⅜


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Siguiendo los cri terios de diseño en esta etapa y los factores de seguridad correctos, la gráfica de esfuerzos

triaxiales de este diseño fue la siguiente.

La tubería seleccionada para esta etapa fue la TR 13 ⅜ , P-110, 72 Lb/pie, desde la superf icie hasta la

profundidad de 2800m.

Fig. 24 Elipse de Von Misses para TR de

TR 13 3/8” P-110, 72 Lb/pie de 0-2800 m

NOTA: A partir de esta sección solo se muestra el gráfico de Von M isses el cual

muestra resumidamente que las tuberías soportaran todas las cargas.


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ETAPA DE 12 ¼ ⅞ ⅞

Siguiendo los cri terios de diseño de esta etapa y los factores de seguridad correctos, la gráfica de esfuerzos triaxiales

para este diseño en la sección del L iner es la siguiente.

En el L iner el tipo de tubería seleccionada esTR 9 ⅞ , TAC- 140, 62.8 L b/pie, la cual se ubica de 2600m a

4620m. Finalmente para la sección del complemento de esta etapa la gráfica de Esfuerzos Triaxi ales es la

siguiente:

Fig. 25 Elipse de Von Misses para Liner de 9⅞


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En la sección del L iner el tipo de tubería seleccionada es TR 9 ⅞ , TAC- 110, 62.8 Lb/pie, la cual se ubi ca de

1500m a 2600m y una TR 9 ⅞ , TRC-110, 62.8 L b/pie, colocada desde la superficie hasta los 1500m .

ETAPA DE 8 ½

Siguiendo la mi sma metodología de las etapas anteriores, la gráfica de Esfuerzos Triaxiales de este diseño es la

siguiente.

Fig. 25 Elipse de Von Misses para TR complemento de 9⅞

Fig. 26 Elipse de Von Misses para Stub de 9⅞


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En la sección de este L iner el tipo de tubería seleccionada seráuna C-140, 35 Lb/pie, colocada desde

la profundidad de 4000m a 5140m.

ETAPA DE 5 ⅞

⅞

de Esfuerzo Triaxial.


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Para fi nalizar las etapas del pozo la última selección del L iner de producción fue una - 110, 18

L b/pie, colocada desde la profundidad de 4950m a 5580m.

De esta forma concluimos este capítulo mostrando el diagrama de tuberías de revestimiento para el pozo TCA y

el resumen de resultados del software.


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CAPITULO 3

INTRODU

Diseño de Perforacion Introduccion

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