Perforación Direccional y Geonavegación

Perforación Direccional Controlada

Se considera la ciencia y el arte de construir el hoyo de un pozo a lo largo de una trayectoria planificada desde una posición inicial en superficie hasta un objetivo 3D (target) ubicado en el subsuelo, ambos puntos definidos por un desplazamiento lateral, dirección (acimut) y profundidad vertical dada (TVD).

Necesidades que Resuelve la Perforación Direccional

• Por Condiciones de Superficie: Obstáculos en superficie (problemas de posicionamiento taladro/pozo), restricciones legales/ambientales.
• Por Condiciones de Subsuelo: Colisión con otros pozos, múltiples objetivos, reentradas, condiciones geológicas, control de pozos, pescas/obstrucciones.
• Por Necesidades Especiales: Recuperación mejorada, economía.

Tipos de Perfiles de Pozos Conocidos

No todos los pozos son una representación fiel de estos patrones, pero todos pueden ser una combinación o modificación de ellos. El uso de uno u otro dependerá de los objetivos geológicos, mecanismos de producción, diseño mecánico y/o economía que se tenga en mente para establecer su geometría. De menor a mayor complejidad, los perfiles de pozo conocidos son:

1. Tipo Vertical
2. Tipo J
3. Tipo S
4. Tipo Horizontal
5. Tipo VS negativa (Undercut)

Geonavegación

¿Qué es la Geonavegación?

Es una técnica que permite seguir en tiempo real la trayectoria de la rama lateral del pozo con herramientas direccionales que optimizan la perforación. El enfoque esencial de la geonavegación es conducir una trayectoria dentro de la ventana discreta de TVD que llamamos target, donde se ubican las mejores propiedades del reservorio.

¿Por qué se Usa la Geonavegación?

Aplicar principios de geonavegación tiene como objetivo establecer ajustes en la trayectoria, en tiempo real, durante la perforación, de acuerdo con el entorno geológico del subsuelo, con el fin de obtener los mejores resultados en términos de poner en contacto al hoyo con las zonas de mejores propiedades (Vsh, Phie, K y Sw) del reservorio que hagan al pozo más productivo.

¿Cómo Funciona la Geonavegación?

La posición del trépano y las propiedades de la roca que se está perforando son transmitidas en tiempo real a la sala de navegación. En la sala de geonavegación se compara con los modelos geológicos para saber si es necesario ajustar la dirección de la perforación.

Ventajas de la Geonavegación

• Observar en tiempo real lo que pasa.
• Los tiempos de perforación se reducen.
• Ahorro en el costo operativo, ya que se cuenta con una unidad de geonavegación que opera las 24hs en la sala de geonavegación.
• Mejora la eficiencia en la realización de pozos horizontales.
• Permite contar con la información necesaria para realizar acciones preventivas, intervenir para evitar una parada.
• Mejora la productividad de las fracturas hidráulicas en campos no convencionales.
• Se puede acceder al seguimiento de la perforación mediante un celular y cambiar la dirección del pozo si el equipo a cargo considera necesario.

Geonavegación vs. Perforación Geométrica

Los objetivos de los pozos direccionales se definían geométricamente para crear una trayectoria a lo largo de una serie de coordenadas ubicadas a cierta profundidad, distancia y dirección con respecto al equipo de perforación. Sin embargo, en lugar de perforar geométricamente hasta alcanzar un punto o varios puntos del subsuelo, los equipos a cargo de la colocación de pozos orientan sus pozos a través de los alcances extendidos del yacimiento. La colocación óptima de pozos requiere la capacidad de dirigir el pozo a lo largo de un trayecto que se define no tanto por geometrías preconcebidas sino por los límites del yacimiento observados. La geonavegación busca hacer la trayectoria compatible con el escenario geológico acorde con la estructura, distribución de facies y distribución de propiedades petrofísicas.

Tecnologías Complementarias en Perforación

Sistema Top Drive

Definición del Sistema Top Drive

Un motor eléctrico o hidráulico suspendido en el mástil de un equipo de perforación. Hace rotar la sarta de perforación y el trépano. El sistema de Top Drive reemplaza las funciones de la mesa rotaria, permitiendo rotar la sarta desde el tope. Usa una cabeza de inyección propia (en lugar de la cabeza de inyección, vástago y mesa rotaria convencionales). El sistema puede operarse a control remoto.

Ventajas del Sistema Top Drive

• Fácil instalación en cualquier mástil o torre de perforación en aproximadamente 1 día.
• Sustituye la mesa rotaria y vástago (Kelly).
• Mejora la seguridad en el manejo de la tubería.
• Menor requerimiento de trabajo manual.
• Operaciones controladas remotamente.
• Tiene la capacidad de enroscar las conexiones con torque adecuado y en cualquier altura del mástil durante los viajes.
• Se puede cerrar el pozo por directa en cualquier momento con la válvula de seguridad de control remoto mientras está conectada a la sarta de perforación.

Operaciones con Top Drive

• Perforación (Drilling): Gira la tubería a la velocidad de rotación (RPM) y torque (kft-lb) previamente determinados para la perforación de la columna.
• Operaciones de Pesca: Se aplica torque y tensión simultáneamente durante operaciones de “punto libre” y “desenrosque”. Se elimina la necesidad de sacar o levantar el Kelly durante la pesca. Control preciso de rotación y torque tanto para la derecha como para la izquierda.

Mantenimiento del Top Drive

Hace referencia a inspecciones periódicas y rutinas de mantenimiento para obtener un Top Drive funcionando apropiadamente. En general, inspeccionar todas las mangueras y conexiones semanalmente, inspeccionar pines, bushings y rodamientos mensualmente.

Perforación en Bajo Balance

Definición de Perforación en Bajo Balance

Técnica en la cual la presión hidrostática del fluido que circula en el fondo del pozo, mientras se realiza la perforación, es mantenida intencionalmente a una presión menor que la registrada en la formación que se esté atravesando. En esta modalidad, el control primario del pozo es superficial, esto hace que la presión sea registrada y controlada más fácilmente.

Detalles y Beneficios de la Perforación en Bajo Balance

Al perforar con conjuntos de Drill Pipe, la presión se mantiene el doble o triple de tiempo. Mejora el control de pozo. Como se hacen las conexiones con la barrena en el fondo del pozo, no se requiere realizar los ciclos a través de la BOP rotativa. Se prolonga la vida de la goma del sello de la BOP por menor cantidad de movimientos ascendentes y descendentes y sello en superficie redonda en lugar de cuadrada o hexagonal.