Perforación e Inyección de Pozos

PERFORACIÓN E INYECCIONES
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Programa de:
PERFORACIÓN e
INYECCIONES de POZOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA
Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
República Argentina
Carrera: Geología
Escuela: Geología.
Departamento: Geología Aplicada.
Plan: 251-97
Carga Horaria: 60
Semestre: Primero
Carácter: Obligatoria
Bloque: Tecnologías Aplicadas
Puntos: 4
Hs. Semanales: 4
Año: Cuarto
Objetivos:
Capacitar al alumno en el análisis y diseño y técnicas de perforación de pozos. Verticales, dirigidos y horizontales, para
exploración y explotación de yacimientos minerales, petrolíferas, reservorios de agua mas perforaciones geotécnicas aplicadas a
obras de ingeniería.
Programa Sintético:
I) GENERALIDADES DE LA PERFORACIÓN
II) HISTORIA DE LA PERFORACIÓN – MÉTODOS DE PERFORACIÓN
III) PERFORACIÓN POR MÉTODO DE ROTACIÓN
IV) HERRAMIENTAS Y EQUIPAMIENTOS EN LA PERFORACIÓN POR ROTACIÓN
V) LODOS DE PERFORACIÓN (INYECCIONES)
VI) PERFORACIONES DIRIGIDAS POZOS HORIZONTALES
VII) REVESTIMIENTO DE POZOS. TERMINACIONES
VIII) COMPLICACIONES DE LA PERFORACIÓN
IX) PERFORACIÓN DE PILOTES – PANTALLAS DE ESTANQUENEIDAD
Programa Analítico: de foja 2 a foja 8
Programa Combinado de Examen (si corresponde): de foja a foja .
Bibliografía: de foja 8 a foja 9
Correlativas Obligatorias:
Física I
Petrología ígnea y metamórfica
Petrología sedimentaria
Correlativas Aconsejadas:
Físicas, matemáticas y Petrología ígnea – metamórfica y sedimentaria.
Rige: 2005
Aprobado HCD, Res.:
Modificado / Anulado / Sust. HCD Res.:
Fecha:
Fecha:
El Secretario Académico de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (UNC) certifica que el programa está aprobado
por el (los) número(s) y fecha(s) que anteceden. Córdoba,
/
/
.
Carece de validez sin la certificación de la Secretaría Académica:
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PROGRAMA ANALÍTICO
LINEAMIENTOS GENERALES
Perforación e Inyecciones de Pozos es una actividad curricular que pertenece al cuarto año (primer
semestre) de la carrera de Geología. A través del cursado de la asignatura el alumno desarrollará
competencias tales como la de analizar, diseñar y proyectar perforaciones tanto exploratorias para el
conocimiento del subsuelo como tanbien la dirección y programación de perforaciones a percusión y
rotación para explotación de yacimientos minerales, petrolíferos, provisión de agua y perforaciones
geotécnicas..
En amplios términos la tarea de la perforación es la de desarrollar técnicas en función de las
características geológicas para lograr la investigación del subsuelo y la explotación de los reservorios
mas estudios y soluciones a la ingeniería en fundaciones, anclajes ,obras viales, represas etc. El
enfoque del dictado se orienta a proveer al alumno de la capacidad de diseñar los programas y
comprender las técnicas de perforación para dirigir, asesorar, programar estas tareas dependientes de
los estudios geológicos y de esta manera optimizar la exploración y explotación del subsuelo, es decir
proveerle de las herramientas necesarias para que pueda seleccionar los distintos componentes que
conforman el equipamiento y la programación del desarrollo de las perforaciones.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA
Las clases impartidas son teóricas y prácticas por otro, debiendo por la características de la materia,
realizar en algunos módulos teoría y practica simultaneas. Las actividades teóricas se realizan a través
de exposiciones dialogadas del docente orientadas a desarrollar en los alumnos la capacidad de
conocer las técnicas de perforación, conocimiento de inyecciones de lodos, diseñar sistemas, utilizados
para diferentes situaciones de las perforaciones en función de las características litológicas de las rocas
a perforar. Durante el desarrollo de los Trabajos Prácticos se realizan actividades que le permiten al
estudiante poner en práctica y verificar los criterios desarrollados mediante audiovisuales, ya que no
disponemos de equipamientos reales en la zona. Dado que los sistemas de inyecciones en la
perforación son la base del éxito de las mismas, se realizan prácticos de reología y comportamientos
tixotrópicos de los mismos de la misma forma que en una perforación real. Mas los prácticos de control
geológico de pozo, con el fin de preparar al alumno en su capacidad de recuperación de muestras de
cutting, análisis para la correcta reconstrucción de una columna geológica de la perforación.
EVALUACIÓN
Condiciones para la promoción de la materia
1.- Tener aprobadas las materias correlativas.2.- Asistir al 80% de las clases teóricas y prácticas.3.- Aprobar todos y cada uno de los temas de cada parcial con nota no inferior a
cuatro ( 4 ).-
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4.- Se podrá recuperar un solo parcial siendo condición para rendir este haber aprobado al menos uno
de los dos parciales que serán tomados en las fechas estipuladas abajo y la nota no deberá ser menor
a cuatro ( 4 ).
5.- Presentar y aprobar los trabajos que se exijan durante el desarrollo de los trabajos prácticos.Los alumnos que cumplan con exigencias referidas a los parciales y tengan la asistencia requerida en
el punto dos serán considerados regulares. Los demás estarán libres.
CONTENIDOS TEMÁTICOS
I) GENERALIDADES DE LA PERFORACIÓN:
1. NOCIONES SOBRE PERFORACIÓN DE POZOS.
2. GEOMETRÍA DE POZOS.
3. SISTEMAS DE PERFORACIÓN – CARACTERÍSTICAS.
II) HISTORIA DE LA PERFORACIÓN – MÉTODOS DE PERFORACIÓN:
1. HISTORIA DE LA PERFORACIÓN DE POZOS. RESEÑA HISTÓRICA.
2. MÉTODOS Y EQUIPOS DE PERFORACIÓN:
a) PERCUSIÓN. PROCEDIMIENTO PENSINVANIANO EQUIPAMIENTO Y
GENERALIDADES.
b) PERCUSIÓN. PROCEDIMIENTO CANADIENSE. EQUIPAMIENTO Y GENERALIDADES.
c) PERCUSIÓN. PROCEDIMIENTO RÁPIDO EQUIPAMIENTO Y GENERALIDADES.
d) POZOS A CIELO ABIERTO. CARACTERÍSTICAS. VENTAJAS.
e) VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS MÉTODOS.
III) PERFORACIÓN POR MÉTODO DE ROTACIÓN:
1. GENERALIDADES DEL SISTEMA.
2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPAMIENTO DE SUPERFICIE.
a) VÁLVULA DE SEGURIDAD – BOP.
b) SUBESTRUCTURA.
c) MESA ROTARY
d) CUADRO DE MANIOBRAS
e) TORRE DE PERFORACIÓN.
f) APAREJO.
g) CABEZA DE INYECCIÓN.
h) CUADRO DE MANIOBRAS. MOTORES.
i) BOMBAS DE FLUIDOS.
3. SISTEMA DE INYECCIÓN:
a) CAÑO DESCARGA.
b) ZARANDA VIBRATORIA.
c) SEPARADORES DE GAS – HORIZONTAL Y VERTICAL.
d) SEPARADORES DE SÓLIDOS – DESILTER. DESARENADOR Y DECANTADORA
CENTRIFUGA.
e) PILETAS DE TRATAMIENTO – CARACTERÍSTICAS.
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f) EMBUDO DE TRATAMIENTO QUÍMICO.
IV) HERRAMIENTAS Y EQUIPAMIENTOS EN LA PERFORACIÓN POR ROTACIÓN:
1. SONDEOS:
a) BARRAS DE PERFORACIÓN.
b) PORTAMECHAS.
c) BARRAS EXTRAPESADOS.
2. BROCAS:
a) TRÉPANOS DE DIENTES E INSERTOS. MODELOS – CARACTERÍSTICAS.
b) TRÉPANOS DE ARRASTRE (PDC) MODELOS – CARACTERÍSTICAS.
c) CORONAS SACATESTIGOS. MODELOS -* MÉTODOS DE EXTRACCIÓN.
3. CONTROLES Y VARIABLES DE LA PERFORACIÓN POR ROTACIÓN.
a) PESO SOBRE LA HERRAMIENTA DE PERFORACIÓN.
b) CIRCULACIÓN DEL LODO EN EL SONDEO CIRCULACIÓN INVERSA Y DIRECTA.
c) MANIOBRAS DURANTE LA PERFORACIÓN.
4. CAMBIOS DE DIAMETRO.
5. ENTUBACIÓN.
6. CEMENTACIÓN DE AISLACIÓN.
7. ELECCIÓN DEL TREPANO.
8. VIGILANCIA DE LA PERFORACIÓN.
• INDICADORES: PESO PENETRACIÓN POTENCIA. ETC.
9. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DE LA PERFORACIÓN.
•
CONTROLES DE VERTICALIDAD – MÉTODOS – CARACTERÍSTICAS.
V) LODOS DE PERFORACIÓN (INYECCIONES)
1) CONCEPTO. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIÓN DEL LODO.
2) CLASIFICACIÓN DE LOS LODOS.
3) PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DEL LODO.
4) REOLOGÍA DEL LODO:
a) VISCOSIDAD API.
b) VISCOSIDAD PLÁSTICA.
c) PUNTO DE FLUENCIA O CEDENCIA.
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d) GELIFICACIÓN.
5) DENSIDAD.
6) ALCALINIDAD.
7) SALINIDAD.
8) PORCENTAJE DE SÓLIDOS.
9) IMPUREZAS.
10)
HIDROCARBUROS.
11) FILTRACIÓN – API –HPHT.
12) POLÍMEROS.
13) LODOS EN BASE AGUA – CARACTERÍSTICAS:
a) LODOS INHIBIDOS.
b) LODOS SALADOS SATURADOS.
c) LODOS CALCICOS O CALCÁREOS.
d) LODOS DE YESO.
e) LODOS DE POLÍMEROS.
14)
LODOS DE PETRÓLEO – CARACTERÍSTICAS.
a) LODO INVERSO.
15)
LODOS DE AIRE COMPRIMIDO:
a) INYECCIÓN DE AIRE.
b) INYECCIÓN DE GASES.
c) INYECCIÓN DE AIRE-AGUA (MIXEL).
d) INYECCIÓN DE LODOS BASE ESPUMA ESTABLE.
16)
HIDRÁULICA DE LA PERFORACIÓN ROTATIVA.
a) CARACTERÍSTICAS GENERALES – FUNDAMENTOS DEL CÁLCULO HIDRÁULICO.
b) CÁLCULOS DE PERDIDAS DE PRESIÓN DURANTE LA CIRCULACIÓN Y LIMPIEZA DEL POZO.
c) CÁLCULOS HIDRÁULICOS BÁSICOS.
VI)
PERFORACIONES DIRIGIDAS POZOS HORIZONTALES.
a) TURBO PERFORACIÓN. CARACTERÍSTICAS. FUNCIONAMIENTO.
b) CONTROLES DE DESVIACIÓN. ELEMENTOS DE MEDICIÓN.
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c) PERFORACIÓN DIRIGIDAS CON TURBINA.
d) PERFORACIÓN DIRIGIDAS POR ACUÑAMIENTO.
•
CUÑA DESVIADORA.
•
JUNTA ROTULA.
•
TREPANO DESVIADOR.
e) POZOS HORIZONTALES. CARACTERÍSTICAS. VENTAJAS DEL SISTEMA.
f)
PERFORACIÓN DE POZOS DIRIGIDOS CON COILED TUBING
VII) REVESTIMIENTO DE POZOS. TERMINACIONES.
1) ENTUBACIÓN. GENERALIDADES
2) CEMENTACIÓN DEL ENTUBADO.
a. MÉTODOS.
b. CLCULOS. DESPLAZAMIENTO.
c.
MATERIALES.
3) PERFORACIÓN DEL ENTUBADO.
4) CEMENTACIONES AUXILIARES.
5) AILACION DE CAPAS DE INTERÉS.
6) INFLUENCIA DEL LODO SOBRE CAPAS PERDUCTIVAS.
7) ELECCIÓN DEL LODO PARA EL DESTAPE DE LA CAPA.
8) ELECCIÓN DEL MÉTODO DE DESTAPE.
VIII) COMPLICACIONES DE LA PERFORACIÓN:
1) APRESIONAMIENTOS. TIO Y SOLUCIONES.
2) PERDIDAS DE CIRCULACIÓN.
•
TIPOS Y UBICACIÓN
•
TRATAMIENTOS.
3) MANIFESTACIÓN DE GAS, PETRÓLEO, AGUA A PRESIÓN.
•
CONTROL DE LAS DURGENCIAS.
•
MÉTODOS: PERFORADOR. ESPERAR Y DENSIFICAR Y VOLUMÉTRICO.
4) DESMORONAMIENTOS Y DERRUMBES. ESTRECHAMIENTO DEL POZO.
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IX) PERFORACIÓN DE PILOTES – PANTALLAS DE ESTANQUENEIDAD.
1) CONSOLIDACIÓN DE TERRENOS BLANDOS. GENERALIDADES.
2) PERFORACIÓN DE PILOTES DE FUNDACIÓN. CARACTERÍSTICAS
•
PILOTES BAJO AGUA. MÉTODOS. CARACTERÍSTICAS.
•
PILOTES EN SECO. MÉTODOS. CARACTERÍSTICAS.
•
PERFORACIÓN DE BULBOS (ENSANCHES).
3) PANTALLAS DE ESTANQUINEIDAD.
4) PANTALLA DE PILOTES.
5) ANCHAJE.
1. LISTADO DE ACTIVIDADES PRACTICAS Y/O DE LABORATORIO
Actividades Prácticas
1.- Resolución de problemas
Resolución de Problemas y realización de Actividades proyectos y Diseño, sobre distintas
configuraciones para la programación de una perforación para diversas actividades en la currícula de un
profesional de la geología que involucran: Diseño de perforaciones en función del objetivo geológico.
Cálculos hidráulicos durante el desarrollo de una perforación, Diferentes formas de entubación de pozos
en función del requerimiento geológico y del objetivo minero de las mismas. Cementaciones de
aislación capas pozos. Modelos reologicos.
2.- Reología
Resolución de Problemas en función de modelos geológicos
3.- Control geológico de una perforación
Recuperación de muestras, tiempos de retorno, control de gases, perforación de testigos coronas,
recuperación de testigos.
Actividades de Laboratorio
1.- Cálculos geológicos con fan Ministil
2.- Cálculos y equipamiento de Agua filtrada del lodo.
3.- Análisis físico- químicos durante la perforación.
4.- Control Geoquímico de la perforación a partir de lodos de perforación y cutting recuperados.
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2. DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA HORARIA
ACTIVIDAD
TEÓRICA
FORMACIÓN
PRACTICA:
HORAS
30
o FORMACIÓN EXPERIMENTAL
o RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
o ACTIVIDADES DE PROYECTO Y
DISEÑO
6
12
12
TOTAL DE LA CARGA HORARIA
60
DEDICADAS POR EL ALUMNO FUERA DE CLASE
ACTIVIDAD
PREPARACION TEÓRICA
PREPARACIÓN
PRACTICA
HORAS
30
o
o
o
o
EXPERIMENTAL DE LABORATORIO
EXPERIMENTAL DE CAMPO
RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
PROYECTO Y DISEÑO
TOTAL DE LA CARGA HORARIA
10
20
20
20
100
3. BIBLIOGRAFÍA
•
PERFORACIONES Y SONDEOS, HENRI CAMBEFORT. EDITORIAL OMEGA, 1962.
•
PERFORACIONES DE PETRÓLEO Y GAS II – SEREDA, E. M. SOLOVIOV. EDITORIAL MIR –
MOSCU.
•
MANUAL DE LODOS DE PERFORACIÓN – CIA. IMCO SERVICE – EDITADO EN HOUSTON.
•
MANUAL DE LODOS – CIA DRESSER ATLAS ARGENTINA.
•
PUBLICACIÓN TOMOS I – II – Y III – PRIMER CONGRESO ARGENTINO Y SUDAMERICANO
DE PERFORACIÓN – MENDOZA, ARGENTINA 1978.
•
PETRÓLEO
SEMESTRAL.
INTERNACIONAL
(PERFORACIÓN
–
PRODUCCIÓN)
PUBLICACIÓN
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•
BIP – PUBLICACIÓN SEMESTRAL Y.P.F.
•
JOURNAL DE PETROLEUM – PUBLICACIÓN BIMESTRAL.
•
CATALOGO DE PRODUCTO PARA LODO CIA. DRESSER ATLAS ARGENTINA.
•
APUNTES Y.P.F. PERFORACIÓN Y PESCA – CURSO INSTITUTO ARGENTINO DEL
PETRÓLEO.
•
“PERFORANDO SIN PROBLEMAS” – JOHN MITCHELL – DRILBERT ENGINEERING INC. –
2001.