Componentes de un Equipo de Percusión
Los elementos principales que integran un equipo de perforación por percusión son:
- Máquina de vapor
- Correas de transmisión
- Cable para achicar
- Malacate
- Malacate de transmisión
- Malacate para carga pesada
- Malacate para cable de perforación
- Biela
- Eje conector
- Balancín
- Puntal mayor
- Bases de la torre y sótano
Selección de Trépanos según el Tipo de Roca
Para Rocas Duras y Abrasivas
Se requiere penetrar y escariar con un ángulo de penetración agudo y un amplio ángulo de despeje para rocas no abrasivas. En el caso de rocas duras y abrasivas, se utiliza un ángulo de penetración obtuso, una amplia superficie de desgaste y un ángulo de despeje reducido.
Para Rocas Blandas
En formaciones como margas, pizarras y arcillas, la función principal es la de mezclar. Para ello, se deben elegir trépanos con un poco ángulo de penetración y un amplio ángulo de despeje.
Secciones de Sondaje y Modelamiento Geológico
Las secciones de sondaje se interpretan mediante la construcción de perfiles verticales análogos. La ubicación de los collares se plotea a lo largo del perfil topográfico. Si la perforación es a 90º con respecto a las vetas, se obtiene el espesor verdadero; de lo contrario, se considera un espesor aparente.
Definición de Modelo Geológico
Consiste en la representación bidimensional o tridimensional de un volumen de rocas. Este modelo puede representar la litología, mineralización, alteración u otras características geológicas del macizo rocoso.
En base a los modelos de bloques y con ayuda de softwares especializados, se diseñan los planes de minado anual, mensual y semanal, considerando la construcción de rampas de acceso y las distancias de minado a la planta.
Perforación de Blastholes (Pozos de Voladura)
Se denomina blastholes a los pozos de voladura (tronadura). En una mina a cielo abierto, estos pozos también sirven para el muestreo del detrito. Dependiendo del tipo de roca, la altura del banco a minar y el equipo disponible, los diámetros pueden variar desde 2” hasta 7 7/8”. El sistema de perforación principal es la rotación convencional.
Ore Control: Definición y Objetivos
El Ore Control es un proceso de control de calidad que asegura que el mineral se extraiga según la ley de la reserva. Es necesario delimitar y extraer las zonas económicas de las vetas definidas como ore (mena), para obtener un producto rentable utilizando herramientas de excelencia técnica.
El objetivo es definir y controlar el minado, fiscalizando el movimiento de mineral que se incorpora a la planta procesadora; por ello, el proceso comienza en la mina y termina en la planta.
Control de los Frentes de Minado
Este trabajo se realiza diariamente con ayuda de un croquis de los polígonos. Consiste en marcar el avance de minado de manera referencial. Junto con la planilla de mineral disponible, se controla el tonelaje en el polígono. Lo más importante es que el geólogo verifique la calidad del mineral que se está transportando.
Perforación Rotativa y Nuevas Tecnologías
El principio de la perforación rotativa consiste en aplicar energía a la roca haciendo rotar una herramienta (trépano) conjuntamente con una gran fuerza de empuje. Originalmente, este método se usaba en pozos petrolíferos en formaciones blandas.
Pozos Horizontales y Multilaterales
Los pozos horizontales se realizan con la intención de perforar los horizontes productivos en una gran extensión horizontal, superando la limitación del espesor neto de las formaciones convencionales. Por su parte, los pozos multilaterales usan drenajes horizontales múltiples desde un pozo primario para reducir el número de pozos necesarios para drenar el reservorio.
Perforación Coiled Tubing y LWD
Dentro de los beneficios del CTD (Coiled Tubing Drilling) se encuentra la habilidad de perforar bajo balance, lo que previene el daño del reservorio e incrementa el ritmo de penetración del trépano.
El sistema LWD (Logging While Drilling) permite realizar mediciones que revelan la naturaleza de las formaciones rocosas e identifican la ubicación probable de hidrocarburos durante la perforación.
Presión de Fluidos y Control de Arremetidas
La presión que un fluido ejerce se mide normalmente en libras por pulgada cuadrada (psi) o en bar. El gradiente de presión es la presión hidrostática ejercida por un pie vertical de fluido: Grad. = PH (psi) / TVD.
Arremetida (Kick)
Es la entrada de fluidos de la formación (aceite, gas, agua) al pozo. Si una arremetida no es detectada y corregida a tiempo, puede producir un reventón o descontrol.
Causas Principales de una Arremetida:
- Densidad insuficiente del lodo: Especial cuidado en zonas permeables.
- Llenado insuficiente durante los viajes: Al sacar tubería, el nivel de lodo baja y disminuye la presión hidrostática.
- Suaveo del pozo: Efecto de succión al mover la sarta hacia arriba a alta velocidad.
- Contaminación del lodo con gas: Reduce la densidad del fluido.
- Pérdidas de circulación: Ya sean naturales o mecánicas.
Indicadores de Alerta
- Disminución de la presión de bombeo y aumento de emboladas.
- Lodo contaminado por gas o cambios en propiedades geológicas.
- Aumento de volumen en el tanque o flujo sin circulación.
Efectos Colaterales y Gestión de Fluidos
La operación puede acarrear efectos negativos como: daños de formación, corrosión de la barra de sondeo y del casing, reducción de la velocidad de avance, aprisionamiento de sondeo, erosión de la pared del pozo y contaminación ambiental.
Tipos de Fluidos de Perforación
- Petróleo como fluido: Puede contener ceras o ser corrosivo (H2S/CO2). Es inflamable y contaminante.
- Fluidos base petróleo: Emulsiones de petróleo en agua (fase dispersa) o agua en petróleo.
- Fluidos base aire-gas: Usados en reservorios de baja presión.
- Fluido de empaque (Packer Fluid): Permanece entre el casing y el tubing. Debe ser no corrosivo, estable y bombeable.
Cristalización, Colchones y Tapones
La cristalización (congelamiento) ocurre si se agrega material a temperatura constante y este decanta. Los colchones o tapones se utilizan para:
- Sellado de pérdidas del casing.
- Corrección del perfil de inyección.
- Eliminación de pérdida de circulación en arenas permeables.
- Escalonamiento del ácido durante la operación.