MÉTODOS DE PERFORACIÓN HORIZONTAL.
Actualmente Actualmente en la industria industria petrolera petrolera se usan usan cuatro métodos para para perforación perforación de pozos horizontales, donde cada uno tiene sus ventajas y desventajas al aplicarlo, por eso se recomienda un estudio, planeación y diseño adecuado para su desarrollo. Los pozos horizontales se clasifican de acuerdo al radio de penetración horizontal, donde es importante mencionar que para diseñar adecuadamente el tramo de longitud horizontal o radio de penetración horizontal óptimo se considera antes el radio de curvatura con el objetivo de terminar el pozo con el radio esperado y adecuado. El radio de curvatura aumenta en relación con la longitud del tramo horizontal del pozo, donde a mayor longitud de separación entre la parte vertical y el tramo horizontal también es mayor. Métodos de perforación horizontal, como se muestra en la (figura 7), son: •
Método de Radio Largo.
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Método de Radio Medio.
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Método de Radio Corto.
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Método de Radio Ultracorto.
La selección del método adecuado para llevar a cabo la perforación depende de las condiciones que prevalezcan de la formación. Sin embargo ninguna técnica puede ser definida mejor que otras, cada uno tiene sus aplicaciones específicas y debe ajustarse a las condiciones de formación y requerimientos del pozo.
MÉTODO DE RADIO LARGO.
Los pozos horizontales de radio largo se utilizan cuando se requiere desarrollar un alto grado de penetración horizontal o cuando se requiere alcanzar yacimientos alejados horizontalmente al equipo de perforación superficial tales como plataformas de perforación costa fuera y para comunicar varias fracturas verticales en yacimientos naturalmente fracturados, como se muestra en la (figura 9), además de cumplir la función de alcanzar el objetivo, mejora la productividad de cada pozo debido a que tiene mayor área de contacto con el yacimiento haciendo posible la reducción del número de pozos perforados por plataforma.
CARACTERÍSTICAS DEL POZO DEL RADIO LARGO:
Radio de curvatura: 1000 a 3000 pies o [300 a 1000mts]. Diámetro del pozo: 8 ½ a 10½ pulgadas. Angulo de inclinación: 2° a 6° / 100 pies o [2° a 6° / 30 mts.]. Longitud horizontal: 1000 a 4000 pies o [300 a 1250 mts].
Estos pozos son perforados con aparejos de perforación convencionales y con motores de fondo, además tienen una amplia gama de diámetros para perforar agujeros y herramientas. Los métodos para perforar radios largos son más flexibles que los otros métodos. En esta técnica el punto de inicio de la desviación (KOP) se encuentra cerca de la superficie para permitir que el objetivo sea alcanzado a la profundidad establecida o programada y como la longitud de los intervalos de construcción es grande, se incrementa la longitud perforada en las formaciones encontradas, por lo que si las formaciones presentan problemas se requieren varios diámetros de barrena y por consiguiente diversos diámetros de tuberías de revestimiento, sin embargo en la trayectoria del pozo se presenta ligeras curvaturas conoci das como “pata de perro”. Además como la longitud establecida del punto de inicio de la desviación al objetivo es considerable se puede reducir la longitud de la sección horizontal a perforarse debido a que con el peso, torque y arrastre de la tubería se pueden generar problemas. Más no por eso puede eliminarse este método que en ocasiones permite obtener mayores longitudes horizontales. El control de la dirección en pozos de radio largo se lleva a cabo por medio de herramientas de disparo simple, disparos múltiples, navegables, M.W.D (Measure While Drilling ) y orientación giroscópica. Una de las técnicas más usadas en la industria petrolera para la desviación de los pozos de gran longitud, es la técnica de perforación direccional convencional, esta utiliza sustitutos desviadores que se usan para la construcción del ángulo de desviación y la sección horizontal utiliza motores de fondo para perforar y mantener la dirección horizontal. Las grandes ventajas que tienen los pozos de radio largo es su tipo de terminación, como por ejemplo: terminación con gran extensión en tuberías cortas ranuradas con empacador, entubadas y cementadas o bien en agujeros
descubiertos y terminaciones selectivas. Estas técnicas de terminación van a depender del tipo de formación y sistema de perforación. Unas de las desventajas de los pozos de radio largo, se debe a la gran longitud de la sección de construcción, se tiene que atravesar por gran cantidad de formaciones sin aislarlas, pudiendo ocasionar derrumbes u otro tipo de problemas en las formaciones, esto cuando la fatiga o esfuerzo de la formación se desconoce. La sección de construcción del pozo de radio largo se perfora con varias técnicas. El pozo se desvia empleando un motor de fondo, el cual se usa en toda la sección o con un aparejo convencional, al emplear este el motor se usa en ciertos intervalos para guiar el pozo o compensar la dirección esperada. Conforme la curvatura del radio largo se acerca al objetivo y la inclinación final se alcanza, los aparejos para construir deben ser remplazados por un motor de fondo o por un aparejo para mantener el ángulo en el pozo. MÉTODO DE RADIO MEDIO. Unas de las aplicaciones de este sistema es en yacimientos naturalmente fracturados, de formaciones de poco espesor, en yacimientos con problemas de conificación de gas-agua y en formaciones fracturadas de baja permeabilidad
Aceite
Agua
Los pozos de radio medio son altamente económicos cuando se efectuan en pozos ya existentes, debido a que solamente se perfora la sección de curvatura y horizontal, además de tener un conocimiento exacto de la zona de interés, reduciendo los costos con respecto a uno nuevo6. La profundidad vertical necesaria para alcanzar el yacimiento en los pozos de radio medio se reduce notablemente y pueden perforarse desde la superficie o en pozos ya existentes. CARACTERÍSTICAS DEL POZO DE RADIO MEDIO:
Radio de curvatura: 300 a 800 pies o [100 a 250 mts]. Diámetro del pozo: 4 a 81/2 pulgadas. Angulo de desviación: 8° a 20° / 100 pies o 8° a 20° / 30mts. Longitud horizontal: 1000 a 2500 pies o [300 a 750 mts]. Estas características van a depender del tipo de formación y sistema de perforación que se utilice. La terminación de este tipo de pozo puede ser en agujero descubierto, tubería corta ranurada, tubería de revestimiento con empacadores externos, tubería de revestimiento cementada. Esta última terminación probablemente es la más factible para realizar un fracturamiento eficiente y una estimulación apropiada del pozo. Un pozo de radio medio requiere menos longitud al realizar la curva y menos desplazamiento horizontal para alcanzar el objetivo, en comparación de un pozo de radio largo.
Los pozos de radio medio se perforan en pozos nuevos o ya existentes, existen ventajas al desviar un pozo existente con respecto a uno nuevo, debido a que al desviar un pozo existente se reducen los costos con respecto a uno nuevo. Otra ventaja de perforar un pozo ya existente es cuando se presenta formaciones con poco espesor donde es crítico el control de la desviación. Algunas de las limitaciones de la perforación de pozos de radio medio son los altos ángulos de inclinación, esfuerzos de deflexión a través de las juntas de la tubería de revestimiento, los esfuerzos en el cuerpo del tubo y fuerza lateral de la barrena causada por la gran curvatura en el agujero ocasionando grandes diámetros del agujero y posible desviación de la barrena. Los pozos de radio medio se perforan con equipo convencional, solo que incluye motores de fondo, sistema M.W.D. (Measure While Drilling ) y herramientas articuladas especiales, la ventaja de usar este sistema de perforación es de mejorar el control en la dirección. La perforación de radio medio se lleva a cabo conforme la tubería lo permita, debido a las limitaciones por esfuerzos combinados de pandeo y torsión en la sarta de perforación. Las formaciones inestables o problemáticas cerca de la zona del inicio de la desviación, provocan irregularidades en el desarrollo de la sección de la curva, lo cual es una desventaja para esta técnica donde lo más recomendable es un estudio minucioso de la formación para elegir la técnica más conveniente para llevar a cabo la perforación. El método de radio medio tiene una “sección de ajuste de profundidad”, denominada tangente. Esta sección normalmente se desarrolla de 45 grados a 75 grados de inclinación, después de que se ha perforado del 70 al 85 % de la profundidad antes de llegar al objetivo; esto ayuda a resolver cualquier cambio en la profundidad. MÉTODO DE RADIO CORTO.
Esta clase de pozos se aplica para yacimientos de dimensiones limitadas, ya que el pozo puede ser cambiado a vertical y terminado con menos desplazamiento del requerido por un pozo horizontal de radio largo. También se utilizan en yacimientos de baja permeabilidad naturalmente fracturados y en formaciones de poco espesor. En formaciones de poco espesor y casquete de gas el acercamiento de radio corto reduce el riesgo de perforar la parte baja de la formación productora, ya que se pude perforar un pozo vertical primero a través del casquete de gas y cementar la tubería de revestimiento para posteriormente perforar un pozo lateral horizontal y llegar al objetivo .
Este sistema de perforación para desviar pozos es el más usado en la industria petrolera, actualmente en pozos ya existentes se han utilizado equipos de perforación rotaria. CARACTERÍSTICAS DEL POZO DE RADIO CORTO:
Radio de curvatura: 20 a 40 pies o [6 a 12 mts]. Diámetro del agujero: 31/2 a 41/2 pulgadas. Angula de desviación: 2° a 5° / pie o [2° a 5° / pie]. Longitud horizontal: 100 a 700 pies o [30 a 210 mts]. Actualmente se usan motores de fondo para obtener un control efectivo en la dirección de perforación del pozo horizontal, este nuevo sistema con motor de fondo se diseña según el tipo de formación. Otras de las ventajas de este sistema es que se perfora desde la sección de curvatura hasta la sección horizontal. El tipo de terminación de esta clase de pozos es en agujeros descubiertos y entubados. De esta manera los pozos horizontales pueden ser nuevos, es decir perforados desde superficie hasta llegar al objetivo o utilizar pozos ya existentes, como los pozos verticales. Cuando se utilizan pozos ya existentes se hace una reentrada a través de la tubería de revestimiento, es decir se hace una ventana aproximadamente de 20 pg de largo, la cual es triturada lateralmente.
Las ventajas en estos tipos de pozos, es que pueden perforar varias secciones horizontales desde el mismo pozo y a diferente profundidad. Otra ventaja que ofrece esta técnica a comparación de los pozos de radio largo y medio, es que se utiliza para yacimientos con bajas presiones de aproximadamente 18 libras/pulgada. MÉTODO ULTRA-CORTO.
Es un nuevo método empleado en los últimos años en la industria petrolera, este utiliza fluidos a alta presión para perforar un agujero semi-horizontal. Si la técnica de radio ultracorto se lleva a cabo en agujeros entubados, el pozo debe ser seccionado y si se lleva a cabo en agujeros descubiertos se realiza una preparación mínima de la formación. CARACTERÍSTICAS DEL POZO CON RADIO ULTRACORTO:
El radio de curvatura: 1 a 2 pies o [0.30 a 0.60 mts]. Diámetro del agujero: 2 a 6 pulgadas. Angulo de desviación: 45° a 60° / pie o [45° a 60° /0.30 mts]. Longitud horizontal: 100 a 200 pies o [30 a 60 mts]. También esta técnica se usa para perforar varios agujeros en forma radial al circular desde el mismo pozo, con el objetivo de aumentar la productividad y emplearse más en formaciones suaves con fácil penetración como en arenas.