COMPENDIO MWD LWD-DIRECCIONAL.pdf

Capítulo 1

Razones para Tomar Registros Direccionales Se toman registros para: • permitir los cálculos de las coordenadas del pozo a diferentes profundidades, especificando con precisión la trayectoria del pozo y la posición actual. • medir la inclinación y la dirección en el fondo del pozo y determinar por tanto hacia donde se dirige el pozo. • determinar la orientación del toolface de las herramientas de deflexión o de los sistemas dirigibles. • localizar “patas de perro” ( dog leg) y permitir calcular los valores de la severidad del dog leg. Se Necesita Saber el Curso Preciso de un Pozo para: • conseguir el objetivo de las áreas geológicas. • evitar colisiones con otros pozos, especialmente al perforar desde una plataforma. • definir el objetivo de un pozo de alivio en el caso de un reventón. • dar una mejor definición de los datos geológicos y de reservorio para optimizar la producción. • cumplir con los requisitos legales localmente.

Pre p a ra d o p o r In g . Hu Hu g o R. M o lin a P.

¿Qué Miden los Instrumentos de Registros Direccionales? La mayoría de las herramientas de registros miden la inclinación y la dirección del pozo a una profundidad determinada.

La medición de la “Dirección” de un pozo se puede expresar en varios formatos. Los dos más usados en perforación y registros direccionales son: 1. Cuadrante 2. Azimuth

Por ejemplo, el método del Cuadrante expresa la dirección de la siguiente forma: Pre p a ra d o p o r In g . Hu Hu g o R. M o lin a P.

N 45° O ó S 38° O ó N 63° O etc. Esta es la manera como se leería una brújula magnética estándar. Y el método del Azimuth expresa las direcciones como: 45° ó 142° ó 297° etc.

Este método toma la dirección y la expresa como si se tomara una circunferencia y se mide de 0° -360°, medida en el sentido de las agujas del reloj desde el Norte como referencia. El azimuth es más lógico y fácilmente manejable en los cálculos. Para necesidades específicas de los clientes se encuentra disponible el método del cuadrante.

Definiciones • La inclinación de un pozo en un punto dado es el ángulo entre el eje axial del pozo y la vertical representada por una plomada. • El azimuth de un pozo en un punto dado es la dirección del pozo medido en un plano horizontal, (0°-360°) en el sentido de las agujas del reloj Pre p a ra d o p o r In g . Hu Hu g o R. M o lin a P.

tomado como referencia el Norte. Estos dos componentes, junto con la profundidad, se usan para calcular las coordenadas de la trayectoria del pozo. Las excepciones a lo anterior son los Sistemas de Navegación Inercial. Este tipo de herramienta mide los componentes de la aceleración a lo largo de tres ejes cuando la herramienta se mueve. Las aceleraciones medidas se integran dos veces con respecto al tiempo para obtener primero velocidades y luego desplazamientos. Estos desplazamientos son las coordenadas del pozo.

Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.

Capitulo 2

2 Tipo de Surveys Instrumentos de Survey Comúnmente utilizados. 1. Single Shot Magnético Los instrumentos magnéticos de registros direccionales utilizan una brújula para medir la dirección del pozo con respecto al norte magnético. Los instrumentos magnéticos determinan tanto la dirección como la inclinación utilizando una plomada o arco de desviación diseñados para buscar el lado bajo del pozo. Para medir la inclinación y la dirección, la cámara del instrumento fotografía la posición de la plomada con respecto a un indicador calibrado de ángulos y con respecto a una brújula. Estos parámetros junto a la profundidad medida de la estación de registros direccionales se usan para calcular la posición del pozo. Las registros direccionales de single shot, que fotografía el instrumento en una única posición a menudo se usan para seguir el progreso de la barrena mientras se realiza la perforación. La brújula de un instrumento de registros direccionales se coloca en un drill collar no magnético ( non-magnetic drilling collar, NMDC) para aislarla de la interferencia de la sarta de perforación. La ubicación del instrumento dentro de la NMDC varía con la dirección del pozo, la latitud y la herramienta de fondo. Las lecturas magnéticas de registros direccionales se deben ajusta por la diferencia entre el Norte magnético local y el Norte Verdadero o el Norte de Mapa. El tamaño de la corrección varía geográficamente y con el tiempo.


2. Giroscopio de Toma Única (single shot) Las herramientas de registros direccionales que utilizan brújulas magnéticas para medir la dirección no se pueden usar en pozos revestidos ya que la presencia del revestimiento de acero originará lecturas erróneas. Esto puede ocurrir también cuando se hacen registros direccionales en un pozo abierto donde hay cerca pozos revestidos. Cuando se comienza a perforar un pozo direccional desde una plataforma con pozos múltiples, una herramienta magnética de toma única puede no ser confiable debido a la proximidad de pozos adyacentes. Bajo estas circunstancias, se reemplaza la brújula magnética por una brújula giroscópica que no está afectada por la presencia de campos magnéticos. Esta configuración de herramienta se conoce como un giroscopio de toma única giroscopio.doc


3. Multitomas Magnéticas (Multishots) Los registros direccionales de multitomas dan una mejor idea de la trayectoria del pozo. Este tipo de registros direccionales generalmente se corre cuando se saca el aparejo de perforación, o bien por un cambio de broca o por un viaje de limpieza. Como su nombre lo indica, se toma una sucesión de registros direccionales a intervalos regulares de profundidad (típicamente la longitud del aparejo) a través de la sección del pozo abierto. La herramienta se coloca en el pozo dentro de un NMDC junto con la herramienta de fondo el cual sienta sobre un sostenedor tipo totco. Hay dos tamaños disponibles de instrumentas correspondientes a los dos tamaños de herramienta de fondo. El instrumento estándar multitomas cabe dentro del mismo barril de 1,75” OD que se usa para los de toma única (single shot) tipo R. Este no es el barril que se usa para los de toma única tipo E, ya que el aparato multitomas es considerablemente más largo que los de tipo E de toma única. Sin embargo, las otras partes del aparejo de corrida, i.e., espaciadores, etc., son comunes en ambos sistemas. Los protectores de calor están disponibles para ambos sistemas, el estándar y el mini magnético. Ejemplo de película multitomas con una serie de tomas de registros direccionales


4. Giroscopio Multitomas (multishot) Una vez que se corre una sarta de revestimiento, la trayectoria del pozo revestido se puede obtener con un giroscopio multitomas. El giroscopio multitomas se corre con wireline y los registros direccionales se hacen mientras se baja la herramienta en el pozo. Esto se hace para reducir el error causado por la variación de giro del giroscopio, la cual es significativa sobre períodos de tiempo largos. Los cambios de rotación en el giroscopio no aumenta uniformemente con el tiempo. Para corregir los resultados de los registros direccionales por el efecto de cambio de rotación del giroscopio, se hace una serie de chequeos de variación del giroscopio mientras se baja y se saca la herramienta del pozo. El giroscopio se mantiene estacionario por unos minutos, tomando una serie de fotografías del mismo punto. Se puede construir una tabla de correcciones por variación para ajustar las lecturas iniciales.


3. Seeker (Buscador) En el seeker , se monta un giroscopio de niveles en un montaje giratorio con un único acelerómetro. El giroscopio mide el nivel de rotación de la tierra en cada estación de registros direccionales y el acelerómetro mide la fuerza de gravedad. Esta información se transmite a la superficie vía wireline donde el computador del sistema determina la dirección del pozo independientemente para cada estación. El seeker no necesita orientación de superficie, lo cual acelera la toma de registros y elimina una fuente potencial de error en los registros direccionales. Además, el giroscopio de tasa de giro no está sujeto a variaciones del giroscopio convencional, haciendo innecesarios los chequeos y las correcciones de desviación. Girando el paquete de los sensores en cada estación, la herramienta permite que las mediciones del giroscopio y el acelerómetro promedien la señal, aumentando la precisión de la registros direccionales. El barril estándar de OD de 2” del seeker permite registros direccionales en tubería de perforación, pozos profundos y tubería de producción, convirtiéndolo en una de las herramientas de registro más precisas y versátiles disponibles. 4. Herramienta MWD, es una herramienta de registro direccional que toma datos y otros parámetros mientras se está perforando. La herramienta MWD fue hecha como parte del BHA. La medición de datos se realiza utilizando magnetómetros, los cuales miden los componentes Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.

del campo magnético terrestre, y acelerómetros los que miden los componente de la fuerza gravitacional. Los datos crudos son transmitidos a la superficie como pulsos de presión a través del fluido de perforación. Estos pulsos de presión representan unos y ceros binarios. La herramienta MWD no es solamente utilizada para orientar, si no también para tomar surveys a intervalos regulares mientras se está perforando. Herramienta MWD, pulser Pilot


Navigamma


7. El Ring Laser Inertial Guidance Surv eyor (RIGSTM) (Localizador Anular con Guía Inercial por Laser)

Es un sistema de registros direccionales de alta velocidad y alta precisión que obtiene datos continuamente mientras el Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.

sensor se mueve en el pozo. El RIGS es un sistema de navegación inercial de tres ejes. Con la ayuda de técnicas avanzadas de medición por wireline, su precisión es de 1 a 2 pies / 1.000 pies de pozo registrado, con un máximo error horizontal de 2,6 pies / 1.000 pies. Los resultados son tres veces más precisos y se completan en la mitad del tiempo de los registros direccionales convencionales con giroscopio de niveles. El sistema RIGS alcanza su mayor nivel de precisión combinando tecnología de navegación inercial con un sofisticado modelo matemático con técnicas avanzadas de medición por cable fino. El RIGS no es sólo extremadamente preciso, sino que también es la manera más rápida de sondear un pozo revestido con revestimiento de 7 pulgadas como mínimo.

Clasificación de Sistemas de Survey La clasificación mas obvia de surveys son: los magnéticos y los giroscópicos, los primeros tienen sensores que detectan el campo magnético terrestre y utilizan el Norte Magnético como referencia y los segundos que usan giroscopio para proveer una dirección de referencia. Otra forma importante de clasificar los Registros Direccionales son: Los que nos dicen a donde el pozo esta dirigiéndose • Magnetic Single Shot • Gyro Single Shot1 • Wireline “Steering Tool” • Herramientas MWD Los que nos dicen a donde el pozo se dirigió • Magnetic Multishot (including EMS) • Gyro Multishot2 • Inertial Navigation Systems3


Capitulo 3

Principios de MWD 1. Tres Tipos Básicos de Telemetría Positive Mud Pulse Telemetry Positive mud pulse telemetry (MPT) uses a hydraulic poppet valve to momentarily restrict the flow of mud through an orifice in the tool to generate an increase in pressure in the form of a positive pulse or pressure wave which travels back to the surface and is detected at the standpipe.

Figure 2-1 Positive Mud Pulse Telemetry


Negative Mud Pulse Telemetry

Negative MPT uses a controlled valve to vent mud momentarily from the interior of the tool into the annulus. This process generates a decrease in pressure in the form of a negative pulse or pressure wave which travels back to the surface and is detected at the standpipe.

Figure 2-2 Negative Mud Pulse Telemetry

Continuous Wave Telemetry Continuous wave telemetry uses a rotary valve or “mud siren” with a slotted rotor and stator which restricts the mud flow in such a way as to generate a modulating positive pressure wave which travels to the surface and is detected at the standpipe.


Figure 2-3 Continuous Wave Telemetry

2. Other Telemetry Types Electromagnetic Telemetry The electromagnetic telemetry (EMT) system uses the drill string as a dipole electrode, superimposing data words on a low frequency (2 - 10 Hz) carrier signal. A receiver electrode antenna must be placed in the ground at the surface (approximately 100 meters away from the rig) to receive the EM signal. Offshore, the receiver electrode must be placed on the sea floor. Currently, besides a hardwire to the surface, EMT is the only commercial means for MWD data transmission in compressible fluid environments common in underbalanced drilling applications. While the EM transmitter has no moving parts, the most common application in compressible fluids generally leads to increased downhole vibration. Communication and transmission can be two-way i.e. downhole to


uphole and uphole to downhole. The EM signal is attenuated with increasing well depth and with increasing formation conductivity.

Figure 2-4 Electromagnetic Telemetry

Acoustic Transmission Acoustic transmission systems can be described as active or passive. An active acoustic system generates a downhole sonic telemetry signal which propagates up the drill string. Though data rates are generally very high, significant attenuation of the acoustic signal occurs at drillpipe


connections. Thus, “repeaters” (acoustic amplifiers) are often required in the drill string as well depth increases. Passive acoustic systems make use of pre-existing downhole acoustic energy (such as bit noise) as a seismic energy source for seismic while drilling measurements.

Fluidic Vortex The fluidic pulser generates a vortex within a chamber by momentarily restricting the mud flow, thus creating a turbulent flow regime. The resulting change in pressure loss can be switched on and off rapidly, circa 1 millisecond, and the resultant pressure wave created can be of high amplitude (145 psi).


Capitulo 4

Referencias en los Registros Direccionales de Pozos Con la excepción de los sistemas de navegación inercial, todos los sistemas de registros direccionales miden la inclinación y el azimuth a ciertas profundidades (profundidades medidas “a lo largo del pozo”). Estas medidas se deben llevar a sistemas fijos de referencia para que la ruta del pozo se pueda calcular y registrar. Los sistemas de referencia usados son: • Referencias de profundidad • Referencias de inclinación • Referencias de azimuth

Referencias de Profundidad Hay dos clases de profundidades: • La profundidad medida o “a lo largo del pozo” es la distancia medida a lo largo de la trayectoria del pozo desde el punto de referencia en la superficie hasta el punto del registros direccionales. Esta profundidad siempre se mide de alguna manera, es decir, por conteo de tubería o el contador de profundidad del wireline. • La Profundidad Vertical Verdadera ( True Vertical Depth, TVD) es la distancia vertical desde el nivel de referencia de profundidad hasta un punto en la trayectoria del pozo. Normalmente, es un valor calculado. En la mayoría de las operaciones de perforación la elevación de la Mesa Rotatoria ( Rotary Table, RT) se usa como la referencia de profundidad medida ( Working Depth Reference, BRT o RKB ). También se conoce como elevación del piso de la torre de perforación. Para la perforación en plataformas flotantes la elevación de la mesa rotatoria no es constante y, por lo tanto, se usa una Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.

elevación promedio. Para comparar pozos individuales en el mismo campo, se debe definir y usar una referencia común. Cuando se perfora un pozo de alivio hacia un pozo reventado, la diferencia en elevación entre las cabezas de pozo debe ser conocida con precisión. Costa afuera, se utiliza a veces el nivel promedio del mar. Las variaciones entre el nivel real del mar y el nivel promedio pueden medirse o se pueden leer en una tabla de mareas.

Referencias de Inclinación La inclinación de un pozo es el ángulo (en grados) entre la vertical local y la tangente al eje del pozo del pozo en un punto particular. La convención establece que 0° es vertical y 90° es horizontal. La referencia vertical es la dirección del vector local de gravedad como lo indicaría, por ejemplo, una plomada.

Referencias de Azimuth En registros direccionales hay tres sistemas de referencias de azimuth: • Norte Magnético • Norte (Geográfico) Verdadero • Norte Cuadrícula o Norte de Mapa Todas las herramientas de “tipo magnético” dan una lectura de azimuth referida al Norte Magnético. Sin embargo, el Norte Magnético cambia constantemente: por lo tanto, los cálculos de coordenadas finales siempre están referidos al Norte Verdadero o al Norte Cuadrícula o Norte de Mapa para obtener una referencia estable.

Norte Verdadero (Geográfico) Esta es la dirección del Polo Norte geográfico, la cual cae en el eje de rotación de la Tierra. La dirección se muestra en los mapas por los meridianos de longitud


Norte Cuadrícula o Norte de Mapa (Grid North) Durante las operaciones de perforación, se trabaja sobre una superficie curva, i.e. la superficie terrestre, pero cuando se calculan coordenadas en el plano horizontal se asume que se está trabajando en una superficie plana. Obviamente, no es posible representar exactamente parte de la superficie de una esfera sobre un plano de pozo. Hay que corregir las medidas. Los principales sistemas de proyección se describen en el Capitulo 6.


Capitulo 5

4 Magnetismo

El magnetismo puede afectar severamente en la precisión de la perforación de un pozo. Una comprensión de los principios que gobiernan el magnetismo ayuda al perforador a tratar con sus efectos.

1. Introducción

La mayoría de las herramientas utilizada para proporcionar los registros mientras-perfora y muchos de aquéllos para proveer los registros para después-de-la perforación o los surveys definitivos hacen uso del campo magnético de la Tierra para proporcionar una dirección de la referencia. Desafortunadamente, el campo magnético de la Tierra no es estable y nuestros instrumentos se pondrán bajo la influencia de otros campos magnéticos que la Tierra. Por esta razón, un conocimiento básico de magnetismo en general y más específicamente el geomagnétismo, ayudará entender la función y limitaciones de instrumentos magnéticos. También ayudará en la apreciación de cómo aumentar al máximo la actuación de estas herramientas usando los Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.

procedimientos del campo correctos y cómo, en algunos casos, podemos corregir los datos corrompidos matemáticament Magnetismo El magnetismo es una forma de energía causada por movimiento de electrones en algunos materiales. Los campos magnéticos pueden representarse visualmente por imaginarias líneas de fuerza en el espacio, que rodea un imán. Estas líneas de fuerza se cree que es causado por los grupos de átomos llamados “los dominios” o dipolo, en algunos materiales, los dipolos se alinean cuando el material se pone en un campo magnético e.

2. Magnetic Field A magnetic field can be illustrated by directional lines (see Figure 4-1) which represent the magnitude and direction of the field of force. The number of lines represent intensity.

Bar Stationary Bar

If a soft iron bar is inserted into a magnetic field, the magnetic lines will flow through it since iron is an easier path than air. This causes a concentration of magnetic forces and poles will be formed at each end of the bar. Poles are formed in relation to the path taken through the bar. Flow is from negative (South) to positive (North). See Figure 4-2.


S N

Figure 4-2 The Effect of a Stationary Iron Bar on a Magnetic Field Rotating Bar

Poles are strongest when concentrated into a small area; therefore, the poles become weaker as the bar is rotated in the field (see Figure 4-3). The strongest poles occur when the bar is parallel to the lines as shown in Figure 4-1).



P r e p a r a d o p o r I n g . H u g o R . M o l i n a P .

3 . M e d i c i ó n C a m p o M a g n é t i c o





4 . D i p M a g n é t i c o


5 .A n a l i s i s V e c t o r i a l



Programas para calcular la declinación magnética ..\..\..\..\Archivos de programa\Geomagix\Geomagix.exe



7. INTERFERENCIA MAGNÉTICA

•

• • • • •

La herramienta de Survey puede ser afectada por numerosas causas, particularmente de la SARTA DE PERFORACIÓN. Cercanía de pozos entubados. Cercanía de pescas si es que se ha realizado un sidetrack. Depositos Magnéticos tales como hierro en la formación. Tormentas electricas en la formación atmosférica. La misma plataforma de perforación ( a profundidades someras)


.

MAGNETIZACIÓN INDUCIDA





•

•

En cuanto la sarta se acerque a la horizontal, la componente horizontal del Campo de Error Axial (Hz) incrementa. La medida del azimut es una combinación del Campo de Error Axial y el componente horizontal del Campo Magnético Terrestre.




8. ESPACIAMIENTO MAGNÉTICO •

APLICAR “REGLAS DE DEDO” PARA CALCULAR EL ESPACIAMIENTO DEL SENSOR CON LOS NMDCs DISPONIBLES .

1. Se debe considerar cuanto de acero tenemos por debajo de la sección NM. Corto.- Menor a 9 pies de acero ............altura del sensor ~ 33% de la long. total de la sección NM. Intermedio.- Entre 9 y 20 pies de acero..... altura del sensor entre 40-45% de la long. total de la sección NM. Mayor a 20 pies de acero..... altura del sensor entre 45-50% de la long. total de la sección NM. 2. No posicionar el sensor magnético a menos de 6 pies (2 m) de una junta.


•

USO DEL MAGCAP 2.MAGCAP 2. MAGCAP 2.xls



Capitu Capitu lo 6

Sistemas de Coordenadas


Coordenadas Geográficas

La tierra: • • • • •

• •

No es una esfera perfecta Asumir un elipsoide (o Esferoide) para propósitos de mapeo. Dos ejes: eje de rotación y eje ecuatorial. El eje de rotación es mas corto que el eje ecuatorial. El polo norte geográfico (Norte Verdadero) es el punto donde el eje de la tierra corta la superficie en el hemisferio norte. El norte verdadero es la referencia absoluta para mapeo. Los punto en la Tierra pueden ser identificados con latitud y longitud y un elipsoide específico.


Latitud

: Latitud Una de las dos coordenadas necesarias para definir un punto en la superficie terrestre. Da el desplazamiento angular, norte o sur del Ecuador. Mide 0º en el ecuador , 90º en cada polo. Un grado es alrededor de 70 millas. Paralelos: Líneas que representan grados de latitud Unión de puntos de la misma latitud •

• • •

• •


Longitud

Longitud: La otra coordenada necesaria para definir un punto en la superficie terrestre Da un desplazamiento angular este o oeste de Greenwich, Inglaterra Mide 0 a 180º este y 0 a 180º oeste de Greenwich, Inglaterra •

•

•

Meridiano: Corre de norte a sur, de polo a polo Cada meridiano une puntos de la misma longitud Cada 15º corresponde a 1 hora de diferencia en tiempo (360º de rotación corresponde a 24 horas) • • •


Unidades de las Coordenadas Geográficas

Con este Sistema, la Latitud y Longitud son expresadas en: Grados ( ) Minutos(´) Segundos( ) ˚

˝

Se deberá utilizar lo mas cercano a 0.0001 segundos.


Diferencia en métodos Standard Mercator causa distorción en los polos. Transverse Mercator (UTM) minimiza la distorción cerca de los polos. UTM es preferido por alrededor de 60 países alrededor del mundo. UTM puede ser solamente usado entre Latitud 84°N y Latitud 80°S, mas arriba o abajo un diferente tipo de proyección debe ser usada • •

•

Mercator Transversal Universal (UTM) En la proyección mercator transversal la superficie del esferoide escogido para representar la tierra se envuelve en un cilindro que toca al esferoide en un meridiano escogido. (Un meridiano es un círculo alrededor de la Tierra que pasa por ambos polos geográficos). Los meridianos de longitud Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.

convergen hacia el Polo Norte y por lo tanto no producen una coordenada rectangular. Las líneas de la cuadrícula sobre un mapa forman un sistema rectangular, la dirección hacia el norte la determina un meridiano de longitud específico. Esta dirección se llama Norte Cuadrícula o Norte de Mapa. Es idéntica al Norte Verdadero solamente para el meridiano específico.

La relación entre el Norte Verdadero y el Norte de Mapa está indicada por el ángulo “a” en la figura. La conv ergencia es el ángu lo entre el norte cuadrícula o nor te de mapa y el norte verdadero para la posició n considerada.



Configuración de las zonas y Coordenadas Grid

•

Zonas numeradas de 1 a 60, la zona 1

o

o

•

Las zonas numeradas incrementan al este.


La Convergencia UTM y los hemisferios o El norte verdadero en cualquier punto se alinea con la línea longitudinal a travez de ese punto. o En el hemisferio norte, el norte verdadero apunta hacia el centro, hacia el meridiano central. o En el hemisferio sur, el norte verdadero apunta hacia afuera del meridiano central.


Revisando nuestra UTM Grid Convergence

GC = sen (lat) x (Long. – C. M.) Tomar en cuenta los signos: Latitud Sur (-) Longitud Oeste (-) Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.



Para evitar eastings negativos: •

•

•

•

•

El Meridiano Central tiene asignado un valor de easting de 500,000 m. Ejemplo: Un Punto 100,000 m al oeste del M.C. tiene un easting de 400,000 m. En la parte mas ancha (el ecuador) tiene alrededor de 600,000 m. El rango de los valores Easting van de alrededor de 200,000 m a 800,000 m. El rango de los valores Easting se achican hacia los polos.


Northing para puntos al norte del Ecuador •

Medidos directamente en metros comenzando con cero en el ecuador e incrementando al norte.

•

Northing para puntos al sur del Ecuador. •

Medidos desde un valor de 10,000,000 m en el ecuador y disminuyendo hacia al sur.

NOTA: Las zonas están cortadas en 84º latitud Norte y 80º latitud Sur.


Proyección Lambert

El sistema de Proyección Lambert: • •

•

Proyecta un cono en el globo Usado en áreas que còrren de este a oeste en latitudes medias (p.e. USA) Las coordenadas son normalmente en pies.


Zonas Lambert


Repasando de nu evo, tenemos :

En un mapa, cada zona es un área aplanada con una rejilla cuadrada sobrepuesta sobre ella. Tres datos componen la referencia completa de rejilla UTM para cualquier punto, haciéndola distinguible del resto de los puntos en la tierra: • Número de Zona • Coordenada “northing”. • Coordenada “easting”. Las dos características más importantes de las zonas son el ecuador, que corre al este y al oeste a través de su centro, y el meridiano central, una línea norte-sur a través de su centro. El “northing” de un punto representa su distancia (en metros) del ecuador. El “easting” de un punto representa su distancia (en metros) del meridiano central de la zona en la cual cae. Figure 5-3 muestra los rasgos mas importantes de una zona. Cuando es dibujada en un mapa plano, los bordes exteriores de la zona están curvados desde que siguen las líneas meridianas en el globo el cual, por supuesto, está más apartado en el ecuador que en los polos.


Figure 5-3 Configuración de las Zona UTM

Nuestro programa de conversión aceptará un valor máximo de 84° 00' 00.0" al norte o 80° 00' 00" latitud sur. Las regiones polares se cubren por un Sistema separado UPS (Universal Polar Stereographic). Aproximadamente 60 países usan el UTM como la proyección de uso más autoritario y general dentro de los grillados de referencias disponibles.


Capitulo 7

Cálculos del Survey 1.-Corrección combinada del Azimut •

• •

Los sensores de las herramientas de registro direccional (survey) miden el azimut con respecto al norte magnético o el norte verdadero. El azimut es reportado en referencia al norte verdadero o grid. Por lo tanto los azimut medidos pueden necesitar ser corregidos antes de ser reportados, o usados en los subsiguientes cálculos.

Declinación Oeste •

Declinación oeste significa que el norte magnético está al oeste del norte verdadero.

Ejemplo: Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.

Declinación magnética = 9.5º west ATN = AMN – D ATN = 77º - 9.5º ATN = 67.5º


Declinación Este •

Declinación este significa que el norte magnético está al este del norte verdadero.


Ejemplo: Declinación magnética = 9.5º east ATN = AMN + D ATN = 77º + 9.5º ATN = 86.5º


Convergencia Oeste •

Convergencia oeste significa que el Grid norte esta al oeste del norte verdadero.


Ejemplo: Convergencia Grid = 2.3º west AGN = ATN + C AGN = 77º + 2.3º AGN = 79.3º


Convergencia Este

•

Convergencia Este significa que el Grid Norte esta al este del Norte Verdadero.


Ejemplo: Convergencia Grid = 1.7º east AGN = ATN - C AGN = 77º - 1.7º AGN = 75.3º


Repaso de zonas UTM Convergencia Grid La convergencia Grid es utilizada para cambiar la referencia del norte verdadero al norte Grid. El sistema UTM divide la tierra en 60 zonas de 6º cada una. El Norte Grid o Norte Mapa apunta siempre hacia arriba en cualquier parte de una zona. En cualquier parte, el Norte Verdadero, se alinea con la línea de longitud hacia el punto. Convergencia Grid (A) es el ángulo entre el Norte Verdadero y el Grid Norte en el punto. La Convergencia Grid UTM no excederá los 3º. •

• •

•

•

•


Revisando nuestra corrección Grid Supongamos que tenemos la siguiente información: El cliente esta usando la proyección estándar UTM El equipo está en la Latitud 30º Norte Longitud 1º Este Convergencia es 1º Oeste • • • •

1.- Revisar la zona UTM

2.- Dibujar la zona aproximada del equipo


3.- Dibujar el Grid Norte y el Norte Verdadero aproximado

4.- Notar la posición relativa del Norte Verdadero con el Norte Grid. En este caso la diferencia es 1º.


5.- Si nos damos una dirección de pozo, tendremos la dirección relativa a cada norte de referencia:

6.- Determinar la corrección Grid:


2.- Métodos de Cálculo Introducción Los resultados del sondeo direccional se dan en términos de azimuth e inclinación de un pozo a cierta profundidad. Se debe analizar esta información para calcular la posición actual del pozo en dicha estación de registro en relación a su ubicación respecto a la superficie. Para hacer esto se deben calcular las distancias progresivas entre las estaciones de registros direccionales. Sabiendo las coordenadas de la estación superior, mediante una suma se pueden saber las coordenadas de la estación inferior. Las coordenadas horizontales de un punto se conocen como el “Norte” (o latitud) y el “Este” (o separación). La inclinación y el azimuth en cada estación de registro definen dos vectores tangenciales a la trayectoria del pozo. El vector inclinación está en el plano vertical, mientras que el vector azimuth está en el horizontal. La única otra información disponible es la longitud entre dos estaciones (diferencia de profundidades entre estaciones de registros direccionales). Por lo tanto, es necesario asumir alguna clase de trayectoria idealizada entre las estaciones superiores e inferiores. Se pueden utilizar diferentes tipos de modelos geométricos; cada modelo genera un cierto número de ecuaciones matemáticas. La trayectoria asumida puede ser simplemente una línea recta que una las dos estaciones o alguna clase de curva definida por los dos puntos extremos. La exactitud de las coordenadas finales dependerá naturalmente en cuán bien aproxime la trayectoria asumida a la trayectoria real del pozo. La posición del pozo debe conocerse con precisión en las etapas críticas durante la perforación (e.g., cuando se comienza un pozo cerca de otros existentes). Usualmente, una compañía operadora adoptará un método para calcular la posición del pozo y aplicará este modelo a todos los registros direccionales a través de la longitud del pozo. Por consistencia, es necesario aplicar el mismo modelo a todos los otros pozos Pre p a ra d o p o r In g . Hu g o R. M o lin a P.

perforados desde esa plataforma. La instrumentación existente no puede definir precisamente la trayectoria entre dos estaciones. Hay un innumerable conjunto de modelos diferentes con sus fórmulas relacionadas. Por lo tanto, es importante notar que no hay una única respuesta correcta. Los cuatro modelos más comunes se describen a continuación: 1.- METODO TANGENCIAL •

•

• •

Asume que la trayectoria entre las 2 estaciones es una línea recta. Asume que la inclinación y el azimut de la estación mas profunda se aplica a la profundidad medida entre las dos estaciones. No es preciso. Raramente usado. 2.- METODO ANGULO PROMEDIO

Asume que el pozo es paralelo al promedio simple de los ángulos de inclinación y dirección y realiza el cálculo entre dos estaciones localizadoras. Este método es bastante preciso y los cálculos son lo suficientemente simples como para ser hechos en campo con una calculadora científica no programable; pero la justificación teórica del método, conocido también como “método del promedio angular”, es bastante difícil.


3.- RADIO DE CURVATURA Es uno de los más aceptados. Usa los ángulos medidos en los extremos de las secciones a lo largo de la longitud sondeada. El método del radio de curvatura genera una curva en el espacio que representa la trayectoria del pozo. Para cada intervalo de registros direccionales, el método asume que las proyecciones vertical y horizontal de la curva tienen radio de curvatura constante. Estos cálculos suelen hacerse en una calculadora programable o en una computadora. Mas preciso que el método del Angulo Promedio. •

4.- MINIMA CURVATURA También conocido como el método del arco de circunferencia, asume que el pozo es un arco de circunferencia con mínima curvatura (máximo radio de curvatura) entre dos estaciones de registros direccionales. Este método es el más preciso para la mayoría de las trayectorias de pozos y tiene una mejor justificación teórica que todos los otros métodos. Sin embargo, el método conlleva cálculos complejos que usualmente se hacen en una calculadora programable o en una computadora. Ejemplo:





Closure Closure es la distancia y dirección en línea recta trazado desde el taladro punto de referencia a una coordenada rectangular en un plano horizontal La coordenanada rectangular es usualmente las coordenadas Norte/Sur y Este/Oeste calculadas en un punto de survey como N9.88', W27.95'. Closure es típicamente reportado sólo una vez, para la locación del fondo del pozo. Sin embargo, closure debe ser calculado en cada estación de survey debido a que ambos la distancia y la dirección son usados para calcular la sección vertical.


Cálculo de la distancia y la dirección del closure


Closure Angl e


Definición de Sección Vertical Sección Vertical es la desviación horizontal del pozo

proyectado sobre el plano de propuesta de un pozo. En un plano de propuesta, el perfil vertical usualmente corresponde a un plan en un plano definido por la dirección desde la boca del pozo hasta el objetivo. Esta dirección a menudo es referido como: • azimuth de la sección vertical, • locación propuesta del fondo del pozo (PBHL), • plano de la propuesta, o • target direction.


Diferencia de Dirección (DD) La Diferencia de Dirección (DD) representa el ángulo

entre el closure y la dirección del target (plano propuesto). Usando DD, distancia del closure y una función trigonométrica simple, la Sección Vertical puede ser calculado. Para calcular DD, ambos, la dirección del target y del closure deben ser expresados en azimuth..

CLOSURE: 29.64 ft. @ N70.53°W (quadrature) or 29.64 ft @ 289.47° (azimuth)




Capit ulo 8

Posición de Incertidumbre


1. Introducción

Un registro direccional es una medición en tres dimensiones y por lo tanto está sujeto a incertidumbres en cada dimensión, lo que resulta en un volumen de incertidumbre. Para cada punto a lo largo del registro, este volumen toma la forma de un elipsoide. En el pasado, la mayoría de la gente estaba interesada en la incertidumbre en el plano horizontal, desde entonces se utiliza a menudo el término “elipse de incertidumbre” en lugar de elipsoide de incertidumbre. Los diferentes tipos de herramientas de registros direccionales tienen distintos errores intrínsecos que producen distintos tamaños de elipsoides. Por esta razón, al planificar un pozo es importante escoger el programa de registros direccionales y las herramientas apropiadas con la precisión necesaria para que el pozo alcance el objetivo buscado.


Se tiene un modelo de error para cada survey y sistema MWD provisto por la compañía. El modelo de error nos muestra un volumen de incertidumbre de la trayectoria calculada del pozo. Por lo tanto la trayectoria calculada del pozo es solamente la trayectoria más probable. El volumen de incertidumbre toma la forma de un cono irregular, generalmente centrado en la trayectoria del pozo e incrementando en tamaño con el incremento de profundidad.

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Para cualquier punto en particular en la trayectoria del pozo, la posición de incertidumbre es representada por una elipsoide. La posición de incertidumbre toma la forma de una “nube de probabilidad”, con la mayor probabilidad de estar mas cerca a la posición calculada, disminuyendo tanto como nos alejamos del punto.


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La desviación estándar utilizada por nosotros es la 2 sigma ( 2σ), ó 95% de probabilidad a lo largo de un eje. Para monitorear el anti-colisión, es común usar el 3 sigma (3 σ).


COMPENDIO MWD LWD-DIRECCIONAL.pdf

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