ARQUITECTURA DE POZOS TEMA 1

MODULO
ARQUITECTURA DE POZOS
Docente: MSc. Luis Alberto Monterola
Correo: [email protected]
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https://virtual.uagrm.edu.bo
TEMARIO
 Introducción.
 Tema # 1
 Conceptos preliminares.
 Criterios del diseño mecánico de pozo.
 Requerimientos funcionales I.
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 Tema # 2
CONTENIDO
 Requerimientos funcionales II.
 Posicionamiento de las Zapatas.
 Ejemplos Prácticos del Posicionamiento
de las Zapatas.
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Tema # 3
 Propiedades de las cañerías.
 Cálculos de Sartas de Cañerías.
 Ejemplos de Selección de Cañerías I.
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Tema # 4
 Ejemplos de Selección de Cañerías II.
 Visualización del Cabezal del Pozo.
 Elementos de gestión en proyectos de
perforación.
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INTRODUCCION
o Duración.
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INTRODUCCION
o Plan de Evaluación.
 Foro por semana (20%).
 Examen Corto por semana (40%).
 Trabajo escrito por semana (40%).
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INTRODUCCION
o Objetivo del Módulo.
Definir todos los elementos necesarios para la visualización de la
arquitectura de un pozo, que al integrar dichos elementos se pueda
conceptualizar cada proyecto de perforación y continuar avanzando
metodológicamente en la programación de la perforación hasta la
construcción y puesta en producción del pozo .
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INTRODUCCION
Sin embargo, es fácil obviar los factores relevantes:
Actores previos - Disposiciones o políticas que estén en vigencia, en donde
se regulan aspectos de exploración y perforación, que influyen en el diseño a
desarrollar y en los diseños subsiguientes.
Factores temporales
La filosofía corporativa, perspectivas de evaluación, disponibilidad de
materiales, producción y procesos.
Factores subsiguientes - La vida del pozo, la planificación de los trabajos
de rehabilitación y el abandono final del pozo, todos figuran en el diseño
inicial del pozo.
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INTRODUCCION
La conceptualización de pozos es la integración de multidisciplinaria de
conocimientos técnicos que requiere el conocimiento práctico de las
diversas áreas de la ingeniería, como por ejemplo:
Ingeniería Ambiental - Geografía, geología y geofísica.
Ingeniería del petróleo - Petrofísica y yacimientos.
Ingeniería en Geociencias
Ingeniería mecánica - Análisis estructural, hidráulica,
termodinámica, procesos químicos y tecnología manufacturera.
Ingeniería de materiales - Metalurgia y corrosión.
Ingeniería Química – Composición y comportamiento de los
fluidos.
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CONCEPTOS BASICOS
o Definiciones de subsuelo.
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CONCEPTOS BASICOS
Geología
Rocas
Igneas
Sedimentarias
(Primarias)
Sedimentos
Metamórficas
Transformación de Igneas o
Sedimentarias por acción del
calor, presión, agentes químicos
Yacimientos Petrolíferos o Gasíferos
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CONCEPTOS BASICOS
Clasificación del crudo
Tipo
Condensado
Gravedad API
Mayor de 40
Liviano
30 a 40
Mediano
22 a 30
Pesado
10 a 22
Extrapesado
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Menor de 10
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CONCEPTOS BASICOS
Ubicación en el subsuelo
Rocas
Impermeables
Pliegues
Trampas
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CONCEPTOS
CONCEPTOSBASICOS
BASICOS
o Geomecánica
La geomecánica es la disciplina que estudia las características
mecánicas de los materiales geológicos
que conforman las rocas de
formación.
Esta disciplina está basada en los conceptos y teorías de mecánica de
rocas y mecánica de suelos, que relacionan el comportamiento de la
formación bajo los cambios de esfuerzo producto de las operaciones
petroleras de perforación, completación y producción de pozos.
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CONCEPTOS BASICOS
o Geopresiones
Presión de formación
También conocida como presión de yacimiento o poro, es la
presión ejercida por los fluidos confinados dentro de los poros de
una formación.
SUBNORMAL
NORMAL
0.433
Gradiente de presión
del agua dulce
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ANORMAL
0.465
Gradiente de presión
del agua salada
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CONCEPTOS BASICOS
Presión de fractura
Es la presión necesaria para inyectar fluido a la formación
hasta fracturarla. Para que eso ocurra es necesario que la presión
de inyección sea mayor que la suma de la presión de poro y la
componente horizontal de la presión de sobre carga.
¿Como saber la presión de fractura?
Presión de Sobrecarga
Es la presión ejercida por el peso combinado de la
matriz de la roca y los fluidos contenidos en los espacios porosos
de misma, sobre una formación en particular.
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CONCEPTOS BASICOS
o Hidropresiones
Presión hidrostática
Es la presión ejercida por una columna de fluido donde:
PH = 0,052 X des. Lodo (lpg) x Profundidad (pie)
Gradiente de Presión
Es la variación de la presión por unidad de profundidad.
Gradiente de Fractura
Es la variación del valor de fractura por unidad de profundidad del hoyo.
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CONCEPTOS BASICOS
o Hidropresiones
Gradiente de Presión de sobrecarga
Es la variación del valor de sobrecarga por unidad de
profundidad del hoyo.
Tubo en “U” o Principio de Pascal
La presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio
dentro de un recipiente de paredes indeformables de trasmite con
igual intesidad en todas las direcciones y en todos los puntos del
fluido.
P1= F1/A1 P2= F2/A2
P1= P2
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CONCEPTOS BASICOS
o Perforación de un Pozo.
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3D
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Ejecución de la construcción del pozo
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Terminación del pozo
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CONCEPTOS BASICOS
CONCEPTOS BASICOS
Coordenadas de superficie-fondo.
Son los puntos de referencias del sitio donde se realizará la
construcción del pozo.
Coord.
Sup.
Puede
variar
según
condiciones del terreno; lo puede determinar el
Ing. de perforación.
Coord. Fondo generalmente es invariable,
sin embargo hay excepciones, según el radio de
drenaje previsto, es responsabilidad del Ing. De
yacimiento.
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CONCEPTOS BASICOS
CONCEPTOS BASICOS
Localizaciones.
Las localizaciones son los sitios donde se colocará el taladro
para la construcción del pozo en custión.
Cada nuevo descubrimiento de un yacimiento nos obliga a
perfeccionar nuevas técnicas para acceder a la cuenca petrolífera:

En las zonas ARTICAS en las SELVAS TROPICALES, los
principales problemas es el transporte de equipos y provisiones.

En el GOLFO DE MEXICO, el problema principal lo constituyen
los huracanes y tormentas tropicales.

En el MAR DEL NORTE, las gigantescas oleadas del mar y
tempestades violentas que destruyen las plataformas.
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CONCEPTOS BASICOS
CONCEPTOS BASICOS
Taladro o equipo de perforación:
Todos entendemos que el equipo de perforación es la máquina
(taladro) con el cual se realiza la perforación del pozo y dependiendo de la
profundidad a la cual se encuentra el yacimiento, se clasifican entre otras
características por la potencia requerida, generalmente se requieren de
700 hp, 1000 hp, 1500 hp, 2000 hp, 3000 hp y en función del punto de
ubicación del pozo a perforar en los siguientes:
A. Equipos de tierra
Son movidos por autopropulsión, trailers, gruas y
helicopteros, según el caso.
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B. Equipos Costa afuera
B.1. Soportados en el fondo
Barcazas: Buques´pequeños de fondo plano para guas poco
profundas como pantanos, lagunas, rios y deltas .
Jackup: Equipos formados por una plataforma que se apoya en
columnas y estas a su vez al lecho marino .
.
B.2. Equipos flotantes
Barcos: Buques´grandes para aguas profundas, tienen su propio
medio de propulsión, se mantienen en el punto de perforacion
mendiante control automático de posición, se conectan al fondo del
pozo mediante un riser que permite movimientos horizontales.
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CONCEPTOS BASICOS
Fluidos de perforación
Es el liquido o gas de características químicas y físicas apropiadas,
para el transporte de ripios o material triturado del subsuelo, producto de la
perforación de cada hoyo del pozo objetivo.
**Aunque la arquitectura del pozo está principalmente
determinado por la profundidad del pozo y la presión
de la formación, queda también afectado por el fluido
de perforación.
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CONCEPTOS BASICOS
Cañería:
En general, se puede definir como cañería al revestimiento que se
utiliza para recubrir las paredes del pozo, con el propósito principal de
proteger las paredes del mismo y aislar cada tramo de formación
perforado, según condiciones de profundidad, presión, temperatura y
estratigrafía reinantes en cada zona.
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CONCEPTOS BASICOS
Cañería de producción:
Por otra parte, la tubería de producción será aquella por donde
circulará el crudo o el gas a la superficie.
Camisa o Liner:
Es la cañería que no llega a la superficie y es “colgado” de la
cañería anterior.
Tieback:
Es una cañería que cuelga en uno inferior y sube a la superficie (lo
contrario de la camisa).
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Tie back
Liner
Arena Prod
Arena Prod
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CRITERIO DE BASICOS
o Designaciones y funciones de las
cañerías.
 Conductor
1. Reduce al mínimo la pérdida de circulación a poca
profundidad
2. Conducto por donde el lodo regresa a la superficie al
comienzo de la perforación
3. Minimiza la erosión de sedimentos superficiales debajo
del taladro
4. Sirve de soporte para el sistema desviador en caso de
afluencia inesperada a poca profundidad.
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CRITERIOS DE BASICOS
 Cañería de Superficie
1. Soporta y protege de la corrosión cualquier tramo de
tubería de revestimiento subsiguiente.
2. Previene los derrumbes de los sedimentos no
consolidados, más debilitados, que se hallan próximos
a la superficie.
3. Protege de la contaminación las arenas someras que
contienen agua dulce
4. Proporciona resistencia a las arremetidas para poder
perforar a mayor profundidad.
5. Sirve de apoyo primario para los impiderreventones
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CRITERIOS DE DISEÑOS
 Cañería Intermedia, camisas de perforación y
tiebacks de perforación
1. Permite cargar altos pesos de lodo sin amenazar las
formaciones someras.
2. Controla las zonas de sal, y las lutitas de fácil
desprendimiento y altamente solubles.
3. Dependiendo del diseño o el desarrollo de las
operaciones se utilizan como contingencia.
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CRITERIOS DE DISEÑO
 Cañería
de
producción,
camisa
producción y tiebacks de producción
de
1. Protege el ambiente en caso de una falla de tubería.
2. Permite cambiar o reparar la tubería de producción.
3. Aísla la zona productora de las demás formaciones.
4. Permite
instalar
empaques
y
accesorios
para
la
terminación del pozo.
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C DE DISEÑO
CRITERIOS
 Cañería de Terminación
1. Constituye el conducto por donde fluye el crudo o gas en
la fase de producción.
2. Permite controlar la presión del yacimiento.
3. Permite estimular el yacimiento.
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REQUERIMIENTOS FUNCIONALES
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REQUERIMIENTOS
FUNCIONALES
o Elementos
de la metodología
VCD
VCD
Visualización Conceptualización
Identificar y
Visualizar
Proyectos
V
Selección de concepto
analisis de opciones
y mejor estimado
IV
III
Participación Relativa
Requerimientos
Funcionales
Ingeniería
Conceptual
Ing.
Básica
Perforar
Operar
Definición
Ejecución
Operación
Ing. Basica y def. de
Alcance, propuesta
de ejecucion
con presupuesto
Implantacion
del programa
hasta la fase de
completacion
Pruebas de
operación y
entrega
Análisis de:
Operación
Mantenimiento
Construcción
Costos
Ingeniería
Rentabilidad de detalles
II
Predicción
de Costos
I
Aprobación
Ejecución
Completación
Mecánica
Contratista
EEII
YAC.
Visualización
de Construcción
de Pozos
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MESA DE TRABAJO
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REQUERIMIENTOS FUNCIONALES
o Elementos de la metodología VCD
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Complejidad Geologica Vs Operacional
MATRIZ DE RIESGO
2
1
1
2
Calidad de la Informaciòn
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EJEMPLO DE ANÁLISIS DE RIESGOS EN LA PERFORACIÓN
• Elaboración
de métricas por áreas, considerando el grado de definición a
nivel de yacimientos para visualizar el riesgo en la perforación.
NORTE
CENTRAL - NORTE
OESTE
CENTRAL - SUR
SUROESTE
SUR
.- No se posee núcleos es
necesario considerar la toma,
cuando se perfore nuevos pozos.
.- Captura de información para la
caracterización de fluidos y
asfáltenos en progreso.
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SUR
SUR-OESTE
.- No se tiene
análisis PVT.
.- No se poseen
registros.
.- No existe
disponibilidad de
núcleo.
CENTRAL SUR
No posee registros
especiales.
CENTRAL NORTE
NORTE
No posee núcleos Captura de
suficientes.
información para la
caracterización de
fluidos y asfáltenos
en progreso.
OESTE
Posee crudo
volátil y fluidos
críticos con
comportamiento
de fases
complejo.
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 ¡Gracias por su atención!
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