Trabajo

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA CIENCIA Y TECNOLOGÍA
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE MARACAIBO
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA
PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN EN GEOCIENCIAS
EL TALADRO Y SUS COMPONENTES
AUTOR:
García Jimmy / V-26.709.946
Maracaibo, Noviembre Del 2020
INDICE
1. Introducción.
2. El Taladro y sus Componentes
3. Sistema de Potencia.
∆ Fuentes de Potencia
∆ Transmisión de Potencia
4. Sistema de Levantamiento (Definición)
∆ Estructura de Soporte
∆ Torre o Cabria de perforación
∆ Corona
∆ Encuelladero
∆ Consola del Perforador
5. Equipos de Levantamiento
∆ Malacate
∆ Bloque Corona y Bloque Viajero
∆ Gancho
∆ Cable de Perforación
∆ Cuñas
∆ Llaves de Potencia
∆ Cadena de Enroscar
6. Equipos Auxiliares
7. Sistema de Rotación (Definición)
∆ Sarta de Perforación
∆ Tubería de Perforación
∆ Portamechas o Lastrabarrenas
∆ Mecha
∆ Cuadrante o Kelly
∆ Unión Giratoria
∆ Mesa Rotatoria
8. Sistema de Circulación
∆ Fluido de Perforación
∆ Área de Preparación del Fluido de Perforación
∆ Casa de Química
∆ Tanques de Lodo
∆ Embudo de Mezclado
∆ Tanque Mezclador de Química:
∆ Depósitos de Química a Granel
∆ Tanque de Agua
∆ Tanque de Reserva
9. Sistema de seguridad (Definición)
∆ Control de una Arremetida Pequeña
∆ Control de una Arremetida Severa
∆ Impide reventón
∆ Impide reventón de Arietes
∆ Carreto
∆ Cabezal de Revestimiento
∆ Múltiple de Estranguladores
∆ Línea de Matar el Pozo
∆ Accesorios
∆ Tanques de Viaje
∆ Separador de Gas
∆ Desgasificador
∆ Línea al Quemador
10. Análisis de Riesgos Operacionales
11. Consideraciones para mantener un Hoyo Estable
12. Problemas asociados a los Lodos de Perforación
13. Prevención de Pegas Diferenciales
14. Pega Mecánica
15. Inestabilidad del Hoyo
16. Perdida de Circulación
17. Materiales Anti perdida
18. Prueba de Integridad de Presión
19. Arremetidas y Reventones
20. Bibliografía
DESARROLLO
El Taladro y sus Componentes: La industria petrolera ha utilizado desde sus inicios
básicamente dos tipos de taladros o equipos de perforación, en primera instancia se
emplearon los taladros A Cable o A Percusión, los cuales en la actualidad ya se encuentran
en desuso, al menos dentro de la industria petrolera, sin embargo, debido a su importancia
desde el punto de vista histórico, este tipo de taladro fue estudiado en el Tema I. Por otra
parte, se encuentran los taladros de perforación rotatoria, es importante destacar que en la
actualidad existen diversos tipos, sin embargo, todo taladro de perforación rotatoria está
compuesto por cinco sistemas principales: levantamiento, rotación, circulación, potencia y
seguridad, cada uno de los cuales es indispensable para cumplir con los dos principios
básicos de cualquier taladro de perforación rotatorio, que son: rotación de la sarta y
circulación del fluido de perforación. En los últimos años, los avances tecnológicos, han
hecho de los taladros, equipos muy sofisticados y complejos, que por su puesto
contribuyen a mejorar el proceso de construcción de los pozos, los taladros se diseñan de
distintos tamaños, capacidades y potencia, los hay tan sencillos como los portátiles a los
más complejos como las plataformas, esto permite seleccionar un taladro adecuado para el
ambiente o locación, y por su puesto de acuerdo a las condiciones de la formación a
perforar. El grado de automatización y tecnología de los sistemas del taladro, están
directamente asociados a los costos, es decir la tasa diaria del taladro. Todos los taladros de
perforación rotatoria tienen dos principios básicos de funcionamiento: el primero es la
rotación de la sarta de perforación y la mecha sobre la formación y el segundo la
circulación del fluido de perforación que lleva los ripios hasta la superficie, la eficiencia de
estos dos factores depende de los cinco sistemas principales que conforman un taladro de
perforación, cada sistema es imprescindible, puesto que cumplen funciones específicas,
que se interrelacionan con los demás sistemas, y que en conjunto logran el progreso de la
perforación del pozo. Los cinco sistemas principales que componen un taladro de
perforación rotatorio son: levantamiento, rotación, circulación, potencia y seguridad.
Sistema de Potencia: Constituido por motores de combustión interna, los cuales
generan la fuerza o energía requerida para la operación de todos los componentes de un
taladro de perforación. En un taladro de perforación se necesitan varios motores para
proveer esta energía, estos en su mayoría son del tipo Diesel por la facilidad de conseguir
el combustible; dependerá del tamaño y capacidad de la torre, él número de motores a
utilizar. La energía producida es distribuida al taladro de dos formas: mecánica o eléctrica.
Transmisión de Potencia Mecánica: Hasta hace pocos años, la mayoría de los taladros
eran mecánicos, o sea que la fuerza del motor se transmitía a los componentes a través de
elementos mecánicos. La fuerza que sale de los motores se une, o sea que los motores se
juntan a través de uniones hidráulicas o convertidores de torsión y con cadenas y poleas,
las cuales ecualizan la fuerza desarrollada por cada motor y transmitida por un fluido
hidráulico para girar un eje que sale de la unión o convertidor. Los ejes de transmisión se
unen mecánicamente con poleas y cadenas, las cuales tienen la misma función que una
correa de goma entre dos poleas. A este arreglo de cadena y polea se le conoce como
central de distribución, permitiendo que la fuerza generada por cada motor se pueda
utilizar conjuntamente. La central de distribución a su vez transmite la fuerza de los
motores hasta la mesa rotatoria y el malacate.
Transmisión de Energía o Potencia Eléctrica: En la actualidad se utilizan motores
Diesel para generar energía eléctrica en los taladros de perforación, los cuales dan energía
a grandes generadores eléctricos. Los generadores producen electricidad que es transmitida
a través de cables al engranaje eléctrico de conmutadores y control. Desde este punto de
electricidad fluye a través de cables adicionales hasta motores eléctricos que están
directamente conectados a diversos equipos como el malacate, bombas de lodo y la mesa
rotatoria Existen ventajas entre el sistema eléctrico y el sistema mecánico, ya que elimina
la transmisión por cadenas que es altamente complicada
Sistema de Levantamiento: representado por la estructura de la torre es probablemente
el más conocido de todos los sistemas componentes. Su importancia, además de simbólica,
es que sirve de soporte a todo el sistema de rotación, proveyendo el equipo apropiado y las
áreas de trabajo necesarias para levantar, bajar y suspender los pesos requeridos por el
sistema de rotación.
El sistema de levantamiento posee dos componentes principales, la estructura de soporte
y los equipos de levantamiento. La estructura incluye: la torre, de la cual forman parte la
corona y el encuelladero; la subestructura, que consta del sótano, la rampa de tubería y el
piso colocado sobre la armazón de la estructura, que incluye todos los equipos que están
ubicados sobre la planchada, aún y cuando estos forman parte de otros sistemas del taladro
de perforación.
Estructura de Soporte: Es la armadura de acero ensamblada que soporta el peso de la
gran mayoría de los equipos del taladro, puesto que sostiene el ensamblaje de herramientas
usados en el proceso de perforación rotatoria. La estructura de soporte se levanta sobre el
suelo en el sitio de la perforación y provee los espacios de trabajo apropiados y requeridos
para el uso de los equipos especializados de levantamiento.
Torre o Cabria de Perforación: Es una estructura grande que soporta mucho peso,
tiene cuatro patas que bajan por las esquinas de la infraestructura o sub-estructura. Soporta
el piso de la instalación y además provee un espacio debajo del piso para la instalación de
válvulas especiales llamadas Impide reventones. Además, la infraestructura soporta el peso
de la sarta de perforación cuando esta está suspendida en las cuñas. El piso de la cabria
soporta y sostiene al malacate, la consola del perforador y al resto de los equipos
relacionados con la perforación rotatoria. Los taladros se clasifican de acuerdo a su
capacidad para soportar cargas verticales y velocidades del viento. Las capacidades de
carga pueden variar desde 250.000 Lbs hasta 1.500.000 Lbs. Una torre de perforación
puede soportar vientos aproximados de 100 a 130 millas por hora con el encuelladero lleno
de tubería Taladro de Perforación 9 9 La altura de la torre no influye en la capacidad de
carga del taladro, pero si influye en las secciones de tubería que se pueden sacar del hoyo
sin tener que desconectarlas (parejas). Esto se debe a que el Bloque Corona debe estar a
suficiente altura de la sección para permitir sacar la sarta del hoyo y almacenarla
temporalmente en los peines del encuelladero cuando se saca para cambiar la mecha o
realizar otra operación. La altura de la torre es variable desde 69’ hasta 189’ siendo la más
común la de 142’
Corona: Constituye la parte superior del taladro de perforación, donde el peso de la
sarta de perforación es transmitido a la torre a través de un sistema de poleas (Bloque
Corona, el cual sostiene y da movilidad al Bloque Viajero Corona y Sistema de poleas
Bloque Viajero.
Encuelladero: Constituye una plataforma de trabajo ubicada en la torre a una altura
aproximada entre 80’ y 90’ y permite que el encuellador coloque las parejas de tubería y
portamechas mientras se realizan operaciones como cambio de mechas, bajada de
revestidores, etc. Para ello, este accesorio consta de una serie de espacios semejando un
peine donde el encuellador coloca la tubería Consola del Perforador: Constituye un
accesorio que permite que el perforador tenga una visión general de todo lo que está
ocurriendo en cada uno de los componentes del sistema: presión de bomba, revoluciones
por minuto de la mesa, torque, peso de la sarta de perforación, ganancia o pérdida en el
nivel de los tanques, etc.
Equipos de Levantamiento
Malacate: Consiste en un cilindro alrededor del cual el cable de perforación se enrolla
permitiendo el movimiento de la sarta hacia arriba o hacia abajo, dependiendo del tipo de
operación a realizar. Además, el malacate transmite la potencia para hacer girar la mesa
rotatoria, los carretos auxiliares y sistemas de enrosque y desenrosque de tubería. Dentro
de los accesorios encontrados en el malacate están: El sistema de frenos, constituido por un
freno principal cuya función es parar el carreto y aguantarlo; además, se tiene el freno
auxiliar que sirve de soporte al freno principal en casos de emergencia, ayudando a
absorber la inercia creada por la carga pesada Otro de los accesorios o equipos del
malacate es el sistema de transmisión que provee un sistema de cambios de velocidad que
el perforador puede utilizar para levantar la tubería A ambos lados del malacate se extiende
un eje en cuyos extremos se encuentran dos tipos de cabezales: el de fricción, que utiliza
una soga que se enrosca varias veces alrededor del carreto para levantar el equipo que tiene
que moverse en el piso de la torre. Otro tipo de cabezal es mecánico utilizado para enroscar
y desenroscar tubería de perforación cuando se está sacando o metiendo en el hoyo o
cuando se requiere fuerza adicional mientras se está perforando.
Bloque Viajero y Bloque Corona: El Bloque Corona está ubicado en la parte superior
de la torre, constituido por una serie de poleas. El cable de perforación pasa a través de
estas poleas y llega al Bloque Viajero, el cual está compuesto de un conjunto de poleas
múltiples por dentro de las cuales pasa el cable de perforación y sube nuevamente hasta el
Bloque Corona. Su función es la de proporcionar los medios de soporte para suspender las
herramientas. Durante las operaciones de perforación se suspenden el Gancho, la Unión
Giratoria, el Cuadrante, la Sarta de Perforación y la Mecha. Durante las operaciones de
cementación del pozo, soportara el peso de la tubería de revestimiento. Aunque hay un solo
cable, da la impresión de haber más, esto debido a que el cable de perforación sube y baja
tantas veces entre los bloques, a este procedimiento se le llama Guarnear el Bloque. Una
vez que se ha realizado el guarneo completo del bloque, el extremo del cable se baja hasta
el piso del taladro y se conecta al tambor del malacate. La parte del cable que sale del
malacate hacia el bloque corona, se llama línea viva ya que se mueve mientras se sube o se
baja el Bloque Viajero. El extremo del cable que corre del bloque corona al tambor
alimentador también se asegura. A esta parte del cable se le conoce como línea muerta, ya
que no se mueve.
Gancho: Es una herramienta localizada debajo del Bloque Viajero al cual se conectan
equipos para soportar la sarta de perforación, se conecta a una barra cilíndrica llamada asa
que soporta la Unión Giratoria. Los elevadores constituyen un juego de abrazaderas que
agarran la sarta de perforación para permitirle al perforador bajar o subir la sarta hacia y
desde el hoyo.
Cable de Perforación: Esta constituido de acero de 1 1/8” a 1 3/4” de diámetro. Esta
hecho de alambres de hacer y es bastante complejo. Ha sido diseñado para cargas pesadas,
por lo cual debe ser seleccionado según el peso que tendrá que soportar. El diseño de las
poleas del Bloque Corona a través de las cuales tendrá que pasar el cable de perforación es
de suma importancia. Debe ser inspeccionado con frecuencia para asegurar que este en
buenas condiciones Se debe tomar en cuenta el tiempo de trabajo y uso rendido por el
mismo para proceder a cambiarlo. El desgaste del cable es determinado por el peso,
distancia y movimiento De allí que deben llevarse estadísticas en taladro sobre el uso del
cable de perforación.
Cuñas: Son piezas de metal ahusado y flexibles con dientes y otros dispositivos de
agarre, empleadas para sostener la tubería en la mesa rotatoria alternativamente durante un
viaje y evitar que se resbale hacia adentro del hoyo cuando se está conectando o
desconectando la tubería. Las cuñas encajan alrededor de la tubería y se calzan contra el
buje maestro. Las cuñas rotatorias se utilizan exclusivamente con tubería de perforación;
para el manejo de portamechas y tubería de revestimiento se utilizan otro tipo de cuñas. La
acción presionadora de las cuñas en el buje maestro, cambia la dirección de la fuerza
vertical (hacia abajo), ejercida por la sarta de perforación y la convierte en fuerza lateral o
transversal contra la tubería. El tamaño de las cuñas debe ser siempre adecuado para la
tubería que se esté manejando, ya que del buen contacto de ellas con la tubería de
perforación, portamechas o revestimiento, dependerá el agarre efectivo de las mismas sin
crear problemas operacionales. Igualmente, el manejo óptimo de las cuñas por parte de la
cuadrilla, influirá en el desgaste de los insertos de agarre.
Llaves de Potencia: Comúnmente llamadas tenazas, se usan conjuntamente con las
cuñas para hacer las conexiones de tubería y para realizar viajes. Permitiendo enroscar y
desenroscar la tubería de perforación. Dos juegos de tenazas son necesarios para conectar o
desconectar la tubería y su nombre variara según el modo en que sean usadas; para hacer
una conexión mientras se está metiendo tubería en el hoyo, a las llaves que quedan a la
derecha del perforador se les denomina de enrosque o apriete y a las de la izquierda se les
denomina de contra fuerza o de aguante, ya que impiden que la tubería gire. Al sacar
tubería, cambiara el nombre de las llaves Las llaves o tenazas constan de mandíbulas o
quijadas que se pueden graduar dependiendo del tamaño de la tubería con la que se esté
trabajando.
Cadena de Enroscar: Es una cadena de acero utilizada para enroscar una unión de
tubería cuando se está introduciendo tubería al hoyo, enrollando un extremo de la cadena
alrededor de la unión de tubería en las cuñas y el otro extremo se sujeta al tambor de
enroscar del malacate. Se lanza la cadena por encima del tubo a enroscar y se procede a
realizar la conexión; se levantan las cuñas y se introduce la tubería en el hoyo Existen otras
herramientas giratorias y de torsión de potencia, las cuales van reemplazando a la cadena
de enroscar y a las tenazas, eliminando en algunos casos los peligros asociados con las
cadenas de enroscar. Entre estas herramientas se tienen: El Rotador Neumático del
Cuadrante que es una herramienta de potencia empleada para hacer girar el cuadrante
cuando se está haciendo una conexión Se colocan en el extremo inferior de la Unión
Giratoria y pueden ser accionados con motores neumáticos o hidráulicos. Hace girar al
cuadrante sin necesidad que la cuadrilla trabaje, permitiendo un enrosque rápido del mismo
con la tubería de perforación Las Tenazas Giratorias operadas con presión neumática o
hidráulica, pueden emplearse tanto para desenroscar como para enroscar tubería, pero
necesitan tenazas de contra fuerza convencionales para sujetar la tubería inferior. Las
tenazas de potencia se fabrican en diferentes tamaños y se construyen para el uso con
potencia hidráulica o neumática. Algunas tenazas de potencia se pueden regular para
volver a dar automáticamente la torsión requerida en cada unión de tubería que entra al
hoyo.
Equipos auxiliares: Son los equipos conectores dentro del sistema de levantamiento,
también se le llaman equipos auxiliares y están conformados por el bloque corona, en el
tope de la torre o mástil, el bloque viajero, el gancho y los elevadores. Ellos conectan la
estructura de soporte y el malacate con la sarta de tubería. Cada componente está diseñado
seleccionado y ensamblado para los requerimientos de las cargas que soportará el taladro.
Su capacidad varía entre 50 y más de 600 Toneladas.
Sistema de Rotación: El sistema de rotación está localizado en la parte central del
taladro de perforación, es uno de los componentes operacionales más importantes de un
taladro de perforación rotatoria. Su función principal es hacer girar la sarta de perforación
y permitir que la mecha perfore un hoyo desde la superficie hasta la profundidad
programada. Para impartir movimiento rotatorio a la sarta de perforación, de forma que la
mecha pueda moverse, se puede usar un cuadrante con sistema de mesa rotaria o un top
Drive, en ambos casos la potencia se transmite desde la superficie hasta el fondo del pozo a
través de la sarta de perforación; otra forma de hacerlo es utilizando un motor de fondo. El
sistema rotatorio convencional consta de tres subcomponentes básicos: el ensamblaje
rotatorio, la sarta de perforación y las mechas, que a su vez incluyen una serie de equipos y
herramientas que permiten realizar la rotación de la sarta y la mecha desde superficie. El
sistema de rotación con top drive, aunque es similar al sistema convencional, tiene dos
propiedades básicas que lo diferencian: la habilidad para transmitir rotación la sarta a
cualquier altura y la independencia funcional para rotar la tubería, puesto que elimina el
uso del cuadrante y la mesa rotatoria, y consta de: un motor colgado al bloque viajero, una
unión giratoria integrada, un manejador de tubería, una cabeza rotatoria y las válvulas de
seguridad. Los motores de fondo eliminan la rotación de la tubería mediante una fuerza de
torsión desde superficie, y transforman la energía hidráulica del fluido de perforación en
energía mecánica suministrando la rotación desde el fondo.
Sarta de Perforación:
Está compuesta de tubería de perforación y una tubería especial de paredes gruesas
llamada Portamechas o Lastrabarrenas. El lodo circula a través de los portamechas al igual
que a través de la tubería de perforación. Transmite la potencia rotatoria a la mecha para
poder perforar
Tubería de perforación: Constituye la mayor parte de la sarta de perforación, esta
soportada en la parte superior por el cuadrante, el cual le transmite la rotación a través de la
mesa rotatoria. Un tubo de perforación mide aproximadamente 30 pies, cada tubo tiene dos
roscas, una interna denominada caja y otra externa conocida como espiga o pin. Cuando se
conecta un tubo a otro, la espiga se inserta en la caja y la conexión se enrosca. La tubería
de perforación puede sufrir fallas originadas por corrosión, la cual comienza generalmente
en el interior de la tubería.
Portamechas o Lastrabarrenas: Son cuerpos de acero más pesados que la tubería de
perforación y se utilizan en la parte más profunda del hoyo para darle peso a la mecha y
permitir que esta avance y se perfore un hoyo lo más vertical posible, bajo el principio del
péndulo. El peso de los portamechas depende de su longitud, diámetro interno y externo;
su longitud API es de 30’, aun cuando los hay más cortos o más largos. Al diseñar la
cantidad de portamechas a utilizar, debe conocerse el diámetro de la mecha, y el diámetro
interno debe ser lo suficientemente grande para evitar caídas altas de presión durante la
circulación del lodo. Al igual que la tubería de perforación, poseen un extremo hembra
(caja) y otro macho (pín).
Mechas: La mecha es uno de los componentes del sistema de rotación de mayor
importancia durante la perforación de un pozo. Mientras esta en el fondo perforando, está
ganando dinero. Para continuar su labor, la mecha debe desempeñarse adecuadamente,
dependiendo su eficiencia de varios factores como: estado físico, el peso sobre la mecha y
la velocidad de rotación aplicados sobre ella. La acción del fluido de perforación,
cumpliendo sus funciones de limpieza, enfriamiento y lubricación de forma excelente.
En perforación se requieren mechas capaces de perforar con la mayor rapidez posible, o
sea, que se obtengan altas tasas de penetración. Una mecha debe tener la capacidad de
perforar un hoyo de diámetro completo (en calibre), mientras este en el fondo del pozo; si
se desgastan los lados de la mecha, esta perforara un hoyo de diámetro reducido, el cual
ocasionará problemas operacionales cuando entre la nueva mecha. Para la elección del tipo
de mecha que debe usarse, se tiene que tomar en cuenta varios factores como el tipo de
formación a perforar y la profundidad. Existen varios tipos de mechas y entre ellas están:
de rodillos o conos, de diamantes naturales, diamantes sintéticos y de arrastre o fricción.
Hay una relación inversa entre el rendimiento de una mecha y los costos de perforación;
es decir, que a mayor rendimiento, menores serán los costos, ya que la cantidad de viajes
de tubería para el cambio de mechas será menor. En formaciones superficiales,
generalmente se utilizan entre una a dos mechas para perforar el hoyo de superficie, ya que
son formaciones blandas, sueltas y poco compactadas A medida que se avanza en
profundidad, las formaciones se hacen más compactas y por ende más duras, entonces se
requerirán mechas con distinto diseño, resistentes a la abrasión. El costo de perforación en
este intervalo tiende a incrementarse ya que los cambios de mecha (viajes), son mayores y
el tiempo de taladro es igualmente alto.
Tipos de Mechas: Las mechas de cono o rodillo pueden ser de dientes de acero y de
insertos de Carburo de Tungsteno. Las de dientes de acero tienen conos los cuales están
alineados excéntricamente, lo que origina que los dientes raspen y excaven a la formación
Es el llamado efecto de paleo. Son utilizadas en formaciones blandas, mientras los dientes
estén menos separados, cortos y fuertes, se emplearan en formaciones duras. La mecha con
insertos de Carburo de Tungsteno y cojinetes sellados, han sufrido una serie de
modificaciones; en el pasado, estas mechas tenían solamente pequeñas extensiones de
Carburo de Tungsteno, ya que las tasas de penetración eran bajas.
Las mechas modernas con insertos de Carburo de Tungsteno son capaces de alcanzar
altas velocidades de rotación (hasta 180 RPM o más) comparados con 45 RPM de las
anteriores. Estas mechas presentan grandes ventajas debido a su alta durabilidad, su buena
penetración de los insertos en formaciones blandas
Existen muchos tipos de mechas de dientes de acero y de Carburo de Tungsteno. Es
posible conseguir mechas de insertos capaces de perforar una amplia gama de formaciones
que varían entre las blandas y las semiduras con alta fuerza de compresión; las medias
duras con alta fuerza de compresión y las formaciones duras abrasivas
Las mechas de diamante tienen un cuerpo de acero con incrustaciones de diamantes
industriales. Perforan físicamente arando los cortes del fondo del hoyo, muy parecido al
Excentricidad de las mechas de conos arado de surcos en el suelo. Este tipo de mecha
incluye a las mechas de diamantes naturales y mechas Policristalinas. Las mechas de
diamante tienen un diseño muy básico y no tienen partes movibles armadas. Actualmente,
se fabrican mechas de cuerpo de acero y de Matriz de Carburo de Tungsteno. El tamaño y
disposición de los diamantes en este tipo de mecha determina su uso. Los diamantes se
clasifican de acuerdo al número de quilates. ; los diamantes de gran tamaño se emplean
para cortar pedazos grandes de formaciones blandas como la arena suave y Lutitas. Las
formaciones duras requieren diamantes más pequeños
Las Mechas de Diamantes Policristalinos (PDC), aparecieron a mediados de los años 70,
mediante la introducción de un disco de perforación Policristalino aglomerado como
elemento cortante de la mecha. Contiene muchos cristales de diamantes pequeños pegados
en conjunto. Los planos de cibaje de los cristales de diamante tienen orientación aleatoria
que evita rotura por golpes o choques de un cristal de diamante.
El compacto de diamante policristalino es adherido bien a una matriz del cuerpo de la
mecha de Carburo de Tungsteno o a un perno prisionero de Carburo de Tungsteno que es
montado en el cuerpo de acero de la mecha. Las mechas PDC presentan buenos
comportamientos en secciones uniformes de Carbonatos o Evaporitas y también en
Areniscas, Limolitas y Lutitas.
La hidráulica es importante en el diseño de la mecha, la acción de limpieza hidráulica se
lleva a cabo generalmente usando jets para el cuerpo de acero de las mechas PDC . El
tamaño, forma y número de los cortadores usados y el ángulo de ataque del cortador son
importantes en el diseño de las mechas PDC. Actualmente, un ángulo de ataque negativo
de 20” es usado normalmente en mechas PDC de cuerpo de acero; para formaciones
blandas se utilizan ángulos menores de ataque. El ángulo de arrastre ayuda a empujar los
cortes formados hacia los lados del hoyo, muy parecido a la acción de un arado La
orientación de los cortadores debe adaptarse aproximadamente a la dureza de la formación
que está siendo perforado. La orientación de los cortadores también depende de la
velocidad esperada de los cortadores que a su vez depende de la distancia de la
localización de los cortadores al centro del hoyo
Cuadrante o Junta Kelly: Es un tramo de la tubería de forma cuadrada hexagonal o
triangular, generalmente de 40 pies de largo, cuyo objetivo es transmitir el movimiento de
rotación de la mesa rotatoria a la sarta de perforación. A medida que el buje maestro de la
mesa rotatoria gira, este hace girar el buje del cuadrante; como la tubería de perforación
está conectada a la base del cuadrante, está también tiene que girar. Igualmente, el
cuadrante es parte del sistema de circulación del fluido de perforación.
Un pozo de petróleo o gas es perforado en tramos cuya longitud es igual al tamaño del
cuadrante; tan pronto el cuadrante haya perforado toda su longitud, o sea, cuando la unión
giratoria queda cerca de la mesa rotatoria se sube la sarta de perforación para desconectar
el cuadrante de la junta superior de tubería La mecha quedara fuera del fondo en una
distancia equivalente a la longitud del cuadrante, luego se conecta una nueva junta de
tubería al cuadrante, se levanta y se hace la conexión a la sarta de perforación El cuadrante
posee una serie de accesorios que tienen funciones específicas y entre ellos se encuentran:
La Unión Sustituta del Cuadrante, localizada en la parte inferior del cuadrante y se
conecta con la sarta de perforación. Se utiliza para mantener al mínimo el desgaste del
enroscado del cuadrante.
La Válvula de Seguridad del Cuadrante forma parte del sistema de circulación del fluido
de perforación y está colocada entre la unión giratoria y el cuadrante. Cuando se produce
un contraflujo de alta presión dentro de la sarta de perforación, se cierra la válvula para
impedir que la presión llegue a la unión giratoria y a la manguera de lodos
La Válvula de Seguridad para Tubería de Perforación es usada como unidad de
seguridad. Cuando se tiene una arremetida durante un viaje de tubería, se conecta abierta la
válvula al extremo superior de la tubería de perforación y se cierra, luego se conecta el
cuadrante y se abre la válvula de seguridad restableciéndose la circulación del lodo
La Unión Giratoria: Está conectada directamente a la válvula de seguridad y al
cuadrante, permitiendo que la sarta de perforación gire. Además de sostener la sarta, sirve
de conducto para que el lodo de perforación circule. Puede girar a más de 200 revoluciones
por minuto, sostener cargas de cientos de toneladas y soportar presiones hidráulicas
mayores a 3000 libras por pulgada cuadrada. Está construida de acero de alto grado ya que
debe soportar grandes esfuerzos, lo cual garantiza una alta durabilidad. Además, la unión
giratoria proporciona una conexión para la manguera de rotatoria por donde circulara el
fluido de perforación
La Mesa Rotatoria: Es una maquinaria sumamente fuerte y resistente que hace girar el
cuadrante y a la sarta de perforación. Cuando la perforación avanza, la mesa rotatoria gira
hacia la derecha; luego, cuando se extrae la tubería del hoyo, la mesa sostiene la sarta de
perforación con las cuñas durante los intervalos cuando la tubería no esta suspendida del
gancho. Cuando la mecha llega al fondo del hoyo, la mesa rotatoria vuelve a girar variando
su velocidad entre 40 a 200 RPM. A medida que el hoyo se va profundizando, el cuadrante
baja a través de los bujes que van montados en las aberturas de la mesa.
La mesa rotatoria tiene una superficie relativamente plana y limpia con una sección antiresbalante para mejor seguridad de la cuadrilla de trabajo. Los accesorios de la mesa
rotatoria permitirán hacer girar las herramientas en el hoyo y sostener la sarta de
perforación mientras se hacen las conexiones o viajes. Entre ellos están: el Buje de
Transmisión del Cuadrante, el cual es un dispositivo que va colocado directamente sobre la
mesa rotatoria y por medio de la cual pasa el cuadrante. Esta acoplado al buje maestro,
permitiendo que la mesa rotatoria al girar, haga girar al buje del cuadrante y este a su vez
hace girar al cuadrante y a la sarta de perforación. El Buje Maestro es un dispositivo que va
colocado directamente en la mesa rotatoria y sirve para acoplar el buje de transmisión del
cuadrante con la mesa rotatoria, de tal manera que el impulso de rotación o torsión de la
mesa, pueda ser transmitido al cuadrante y así pueda hacer girar a la sarta de perforación.
También proporciona la superficie ahusada o cónica, necesaria para sostener las cuñas
cuando estas sostienen la tubería
Sistema Top Drive: Consiste en que la sarta de perforación y el ensamblaje de fondo
reciben la energía para su rotación, desde un motor que va colgado del Bloque Viajero. El
equipo cuenta con un Swibel integrado, un manejador de tubería, el cual posee un sistema
para enroscar y desenroscar tubería, una cabeza rotatoria y válvulas de seguridad
Ventajas y Beneficios en la utilización de Top Drive en los taladros:
 Operaciones de viajes de tubería y conexiones más seguras y rápidas.
 Transmisión directa de la potencia reduce la oscilación y falla de las sartas de
perforación.
 Perforación más rápida al utilizar parejas de 90 pies, menor número de conexiones.
 No se utiliza encuellador.
 Menor accidentalidad.
 Minimiza los problemas de atascamiento de tubería por presión diferencial.
 Habilidad para realizar repasos o rectificaciones, hacia arriba y hacia abajo (back and
forward reaming), en casos extremos de inestabilidad, o ampliaciones del hoyo.
 Facilidades para maniobrar la tubería en casos de atascamientos.
 Rápida respuesta en caso de influjo durante la perforación o viajes de la tubería.
 Elimina el desperdicio de lodo durante las conexiones.
 Torque uniforme y adecuado a cada conexión, lo cual alarga la vida útil de la sarta.
 Habilidad para rotar y circular en la corrida de revestidores en zonas apretadas.
 Corte de hasta 93 pies de núcleos continúo.
Sistema de Circulación: es otro de los componentes del taladro de perforación,
formado por una serie de equipos y accesorios que permiten el movimiento continuo del
eje principal de la perforación rotatoria, conocido con el nombre de fluido de
perforación. Su principal función es servir de soporte al sistema de rotación en la
perforación de un pozo, proporcionando los equipos, materiales y áreas de trabajo
necesarias para preparar, mantener y tratar el fluido de perforación.
Este sistema está constituido por equipos tales como:
• Tanques: son recipientes de carga utilizados para almacenar y reacondicionar el fluido
de perforación, permitiendo la succión del mismo.
• Bombas: son aquellos equipos encargados de transmitir energía al fluido de
perforación.
• Conexiones Superficiales: permiten conectar la bomba con la sarta de perforación.
Están constituidas por el tubo vertical, la manguera rotatoria, la unión giratoria y el
cuadrante.
• Sarta de Perforación: conecta la superficie con el fondo del pozo, permitiendo la
penetración y profundización del mismo. Está constituida principalmente por la tubería de
perforación, las trabarrenas o portamechas y la mecha.
• Espacio Anular: es el espacio por medio del cual los fluidos y los ripios provenientes
de la formación que se producen al perforar, son transportados desde el fondo del hoyo
hasta la superficie.
• Equipos de Control de Sólidos: permiten sacar del sistema los ripios que se producen al
perforar. Estos equipos están constituidos por la zaranda, limpiadores de fluido de
perforación, desarenadores, deslimadores y centrífugas decantadoras.
Por otra parte, para garantizar que el sistema de circulación tenga un funcionamiento
óptimo, se deben tener en cuenta varios principios básicos, dentro de los cuales se pueden
nombrar:
• Los tanques deben tener la capacidad adecuada de reserva.
• Se debe disponer de equipos auxiliares para mantener la circulación cuando la bomba
esté fuera de uso; y que la bomba auxiliar, se encuentre conectada de forma tal que pueda
usarse para mezclar el fluido de perforación, mientras la bomba principal trabaja en la
perforación.
• Deben existir tanques para la sedimentación de arena, de manera de evitar la
acumulación de este material abrasivo en los tanques de fluido de perforación.
Es importante resaltar que el volumen total de fluido de perforación que circula a través
de este sistema cuando se está perforando, es igual al volumen que el mismo ocuparía en el
interior de la tubería de perforación y portamechas, adicionalmente al volumen que
ocuparía en el espacio anular portamechas-hoyo, tubería de perforación-hoyo y tubería de
perforación-revestidor, tomando en cuenta también el volumen de dicho fluido que se
encuentra en los equipos superficiales y de igual forma el que se encuentra acumulado en
los tanques.
El sistema de circulación está constituido por cuatro componentes principales que el
fluido de perforación, el área de preparación, los equipos de circulación y el área de
acondicionamiento. El área de preparación a su vez está conformada por la casa de
química, los tanques de lodo, el embudo de mezclado, el tanque mezclador de la química,
los depósitos de química a granel, y los tanques de agua y reserva. El fluido se encuentra
en los tanques de lodo y circula a través de las líneas de descarga y retorno, del tubo
vertical, la manguera rotatoria, impulsado por la potencia generada por las bombas de lodo.
Finalmente en el área de acondicionamiento se encuentra el tanque se asentamiento, los
equipos de control de sólidos, el separador de gas y el desgasificador.
Fluido de Perforación: Es una mezcla líquida, gaseosa o ambas inclusive, que se
circula dentro del hoyo con la finalidad de cumplir una serie de funciones esenciales en el
proceso de perforación, dentro de las que se pueden mencionar: facilitar el trasporte de los
ripios desde el fondo del hoyo hasta la superficie, proporcionar soporte a las paredes del
hoyo, formar un revoque con condiciones especiales para prevenir la entrada del fluido de
la formación al hoyo y proporcionar las condiciones óptimas para la limpieza y seguridad
durante el proceso de proceso de perforación. Dentro de los tipos de fluidos de perforación
que pueden intervenir en el sistema de circulación se encuentran los base agua y base
aceite; dentro de los gaseosos, existen los de aire y gas natural; y por último, aquellos
formados por la mezcla de un líquido y un gas, conocidos bajo el nombre de espumantes y
aireados; cuya intervención depende del tipo de formación a perforar.
Área de Preparación del Fluido de Perforación: Es el área donde el fluido de
perforación inicialmente es preparado, manteniendo o modificando las propiedades del
mismo de acuerdo a las condiciones existentes en el pozo. Está localizada al comienzo del
sistema de circulación, cerca de las bombas del fluido de perforación y está constituida por
la casa de la química, el embudo de mezclado, el depósito de química a granel y el tanque
de agua.
• Casa de Química: Recibe este nombre por ser el lugar en el cual se almacenan los
aditivos usados para la preparación y tratamiento del fluido de perforación, utilizando estos
últimos en caso de determinarse algún tipo de contaminación del fluido. La casa de
química, está localizada al lado de los tanques de lodo y de los embudos para almacenar
química en sacos, en el área de preparación y se levanta a la altura de los tanques de lodo
con el fin de facilitar la descarga de los camiones y conservar los sacos altos y secos
• Tanques de Lodo: Son por lo general depósitos cuadrados o rectangulares de acero
interconectados, que se utilizan en las plataformas para almacenar y controlar los grandes
volúmenes de fluido de perforación que fluyen a través del sistema de circulación una vez
que salen del hoyo, facilitando de esta manera su manejo y tratamiento en superficie. Los
tanques de lodo, también son llamados tanques de succión y de reserva, son fáciles de
instalar y mantener; y tienen un volumen determinado. La mayoría de estos tanques se
colocan sobre el nivel del suelo.
• Embudo de Mezclado: Es un mecanismo que se emplea para agregar aditivos
polvorientos rápidamente al fluido de perforación en los tanques de acero. El tipo más
usado es el embudo de succión, el cual opera de acuerdo al principio de vacío.
• Tanque Mezclador de Química: Es un recipiente utilizado para agregar aditivos
químicos al fluido de perforación.
• Depósitos de Química a Granel: Son depósitos grandes en forma de embudo usados
para el manejo de aditivos en grandes cantidades y están localizados al lado de los tanques
de lodo en el área de preparación. Estos depósitos operan de acuerdo al principio de la
fuerza de gravedad, lo cual reduce el manejo de material por cuadrillas y permite una
mayor eficiencia, seguridad y economía.
• Tanque de Agua: Es un tanque utilizado para almacenar el agua a utilizar en el área de
preparación.
• Tanque de Reserva: Son fosas grandes hechas en tierra en las cuales caen los ripios,
el agua y el fluido de perforación al inicio de la perforación, generalmente estos tanques se
dividen en dos áreas: una fosa para el fluido de perforación y otra de emergencia
Sistema de Seguridad: Este sistema constituye otro de los componentes principales de
un taladro de perforación y está formado por el conjunto de válvulas impide reventones
(VIR), cuya función principal es controlar mecánicamente una arremetida, y evitar que ésta
se convierta en un reventón. Dichas válvulas no sólo actúan como sello en el hoyo, cuando
ocurre una arremetida, sino que mantiene suficiente contrapresión en el hoyo e impide que
continúe la entrada de fluidos desde la formación Un reventón es una erupción de fluido
sin control alguno, bien sea petróleo, gas agua; generado siempre por una arremetida, la
cual es una entrada no deseada de fluido a alta presión que viene de la formación y entra en
el hoyo, desplazando e fluido de perforación. La ocurrencia de un reventón es un desastre
en la perforación de pozos, pues si este se incendia se puede convertir en una catástrofe,
generando pérdida de vidas y las operaciones de perforación se interrumpen y el taladro y
las áreas circunvecinas sufren grandes daños
En el control de una arremetida, el mantenimiento y supervisión del sistema debe ser
extremadamente importante, en efecto el sistema de seguridad final es la cuadrilla del
taladro, quienes deben estar alerta y operar el sistema de impide reventones cuando ocurra
algún problema. Existen dos tipos de arremetidas que se pueden presentar durante la
perforación de un pozo y para ellas se aplican métodos de control diferentes:
• Control de una Arremetida Pequeña: cuando la entrada de fluido de la formación es
pequeña, se puede manejar directamente circulando bien el pozo acondicionando el fluido
de perforación, de esta manera se logra sacar el poco gas que entró al hoyo.
• Control de una Arremetida Severa: Si la entrada de fluido al pozo es grande, se debe
activar el sistema impide reventones, conocida comúnmente como cerrar el pozo,
utilizando un distribuidor de flujo para controlar la contra presión cuando ocurre la
arremetida, limitando la salida de fluido del hoyo y previniendo que siga entrando al
mismo. Una vez que se cierra el pozo bajo presión, se usa un fluido apropiado para
restaurar las operaciones.
El sistema de seguridad está formado por cinco componentes, el conjunto de las válvulas
impide reventones, la unidad acumuladora, el múltiple de estranguladores, la línea de
matar y los accesorios.
Conjunto de Válvulas Impide reventones: Este conjunto de válvulas también se conocen
por sus siglas VIR’s o BOP’s (Blow Out Preventers), en inglés. Es un mecanismo diseñado
especialmente para cerrar el hoyo, cuando un reventón es inminente; el mismo consiste en
un ensamblaje de válvulas que se utiliza para contrarrestar presiones en el hoyo cuando
ocurre una arremetida y se encuentran localizadas en el cabezal del pozo, debajo del piso
del taladro.
El conjunto de válvulas impide reventones está constituido por una serie de equipos de
seguridad dentro de los cuales están: el impide reventón esférico y el tipo ariete.
• Impide reventón: Se coloca en la parte superior del conjunto de válvulas impide
reventón y normalmente es el primero en ser activado para cerrar el pozo. Presenta un
elemento de empaque de goma elástica reforzada que se pliega radialmente para formar un
sello alrededor de la sarta de perforación que se encuentre frente a él, sin importar cual sea
el diámetro o forma de la tubería.
• Impide reventón de Arietes: Es un bloque de acero que a diferencia del impide
reventón esférico, sella únicamente alrededor de una tubería de cierto diámetro que
concuerda con el ariete instalado. Además de sellar el especio anular entre el revestidor y
la tubería; los arietes pueden soportar el peso de la sarta de perforación de ser necesario. La
mayoría de estos sistemas se cierran a través de pistones hidráulicos y poseen un pistón
cuyo vástago se encuentra aislado de la presión del pozo por medio de sellos. Muchos de
estos impide reventones tienen un sello auxiliar plástico, el cual puede energizarse para
sellar sobre el vástago del pistón en caso de fallar el sello principal. En caso de fallas en el
sistema de válvulas impide reventones, la mayoría de las válvulas no pueden cerrarse en
forma manual, salvo que estén equipadas por un sistema hidráulico. La mayor parte de los
impide reventones de arietes están diseñados de manera tal que permiten sellar la presión
que proviene solo del lado inferior. Esto significa que al colocarla en posición invertida, no
va a mantener la presión, además no se podrá probar la presión desde el lado superior. Por
consiguiente, debe tenerse sumo cuidado al armar un conjunto, ya que se deben ubicar con
el lado correcto, es decir hacia arriba.
Carreto: Se utiliza como un espaciador entre los impide reventones. Está provisto de
entradas laterales donde se conectan la línea que va al distribuidor de flujo (línea de
estrangulador) usado para controlar la arremetida y la línea de matar el pozo, por donde se
bombea fluido de perforación pesado al mismo.
Cabezal de Revestimiento: Es un accesorio que se coloca en el tope del revestimiento y
sobre el cual se conecta el conjunto de válvulas de seguridad. La unidad acumuladora o de
cierre, es el centro de control hidráulico y fuente de energía para operar el sistema de
impide reventones y las válvulas de control hidráulico. Para cumplir estas funciones, la
unidad debe ser diseñada con suficiente capacidad para asegurar el funcionamiento de los
impide reventones durante el tiempo requerido y en las condiciones que pueda presentar el
pozo. Los preventores se abren o cierran con fluido hidráulico que va almacenando bajo
presión en un equipo llamado Acumulador, el cual se coloca a 100 pies aproximadamente
de las válvulas impide reventones, conectado a estas las líneas de alta presión hidráulica.
Varios recipientes en forma de botella o esféricos están localizados en la unidad de
operaciones y es allí donde se guarda el fluido hidráulico. Esta unidad, posee líneas de alta
presión que llevan el fluido hidráulico a los preventores y cuando las válvulas de control se
activan, el fluido causa que los preventores actúen; debido a que los estos se deben sellar
rápidamente cuando sea necesario, el fluido hidráulico se tiene que poner bajo 1500 a 3000
lpc de presión utilizando el gas de nitrógeno contenido en los recipientes.
Múltiple de Estranguladores: Es un sistema de distribución de flujo constituido por un
ensamblaje de tuberías de alta presión con varias salidas laterales controladas por válvulas
manuales y automáticas. Están conectados al conjunto de válvulas impide reventones por
una línea de alta presión llamada línea de estrangulación. Cuando se activa el distribuidor
de flujo se mantiene suficiente contrapresión en el hoyo para que no continúe entrando
fluido desde la formación hacia el pozo, al desviarse el fluido de perforación a través de las
válvulas que restringen el flujo y lo dirigen a los tanques de reserva, al separador de gas o
al área de acondicionamiento del mismo.
Línea de Matar el Pozo: La línea de matar el pozo va desde la bomba de lodo al
conjunto de válvulas de seguridad, conectándose a estas en el lado opuesto a las líneas de
estrangulación. A través de esta línea se bombea el fluido de perforación pesado al pozo
hasta que la presión se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se ejerce suficiente presión
hidrostática contra las paredes del hoyo para prevenir cualquier irrupción del fluido al
pozo.
Accesorios: En el sistema de seguridad se incluyen algunos accesorios que forman parte
de otros sistemas, como es el caso del separador de gas, los tanques de viaje y el
desgasificador, pertenecientes al sistema de circulación, pero cuya función es importante
tanto para este sistema como para el de seguridad.
Tanques de Viaje: Son pequeñas estructuras metálicas utilizadas con la finalidad de
mantener el hoyo lleno de fluido de perforación durante los viajes, reemplazar el volumen
ocupado por la sarta de perforación que se saca del hoyo y contabilizar el volumen de
fluido en el hoyo durante los viajes de tubería, además permite detectar si la sarta de
perforación está desplazando o manteniendo el volumen dentro del hoyo cuando se meta o
se saque tubería del mismo.
Separador de Gas: El separador de gas en el sistema de seguridad cumple una función
específica, pues permite que el gas que se separa del fluido de perforación salga del
sistema y gravite o sea expulsado hacia la línea de quemado. La mayor parte del gas que
acompaña a una arremetida se separa del fluido después del estrangulador. Este es el gas
del que se ocupa el separador.
Desgasificador: Permite la separación continua de pequeñas cantidades de gas presentes
en el fluido de perforación para evitar la reducción de la densidad del lodo, la eficiencia de
las bombas de lodo y la presión hidrostática ejercida por la columna de fluido de
perforación.
Línea al Quemador: Es una línea utilizada para desviar un flujo de gas hacia un sitio
seguro lejos del taladro, después de haber pasado por el proceso de separación del fluido de
perforación en el separador de gas que forma parte del sistema de circulación y de tal
manera brindar seguridad durante el proceso de perforación de un pozo.
Análisis de Riesgos Operacionales
Causas
Lodo
Formación
Perdidas de Circulación
Pega o Atascamiento
Arremetidas / Reventones
Operaciones de Pesca
Estabilidad del Hoyo
Formaciones Dúctiles
Formaciones Quebradizas
Lutitas que se Derrumban
Consideraciones para mantener un hoyo estable:
 Lutitas que se hinchan pueden ser inhibidas con lodos base aceite de actividad
balanceada.
 En lutitas consolidadas sujetas a movimientos tectónicos es recomendable usar un
lodo con buenas propiedades de limpieza del hoyo.
 Utilizar lodos Poliméricos con adición de derivados del almidón o celulosa, cuando
se encuentren formaciones inter estratificadas.
 Mantener buenas prácticas de perforación.
 Evitar la existencia de un hoyo desviado (patas de perro).
 Altas velocidades anulares causaran ensanchamiento del hoyo producto de la
erosión.
Problemas asociados a los lodos de perforación
Problemas que bajan la eficiencia de perforación





Mal diseño de mechas
Formaciones intercaladas más consolidadas
Desgaste de mechas
Reología inadecuada
Densidad excesiva del lodo (sobre balance)
Torques excesivas para rotar la sarta de perforación




Hoyos muy desviados
Hoyos con frecuentes cambios de dirección
Hoyos con diámetros reducidos
Dinámica de la sarta de perforación pobre
Prevención de Pegas Diferenciales
Diseño de sartas de perforación apropiadas
 Portamechas no circulares b
 Portamechas en secciones largas y de diámetro grande, aumentan el área de
contacto.
Propiedades del lodo adecuadas
 Densidad del lodo lo más baja posible.
 Bajo contenido de sólidos.
 Coeficiente de fricción del revoque bajo.
Reducir la presión diferencial
 Reduciendo la densidad del lodo
 Asentando un probador de formaciones
Colocar píldora o bache de aceite alrededor de la sección pegada
 Presión capilar del aceite sobre el revoque, alcanza miles de libras, comprimiendolo
y reduciendo el ángulo de contacto
Métodos no convencionales se aplican donde la zona de atascamiento se ubica a una
distancia considerable de la mecha
 Perforar agujeros en la tubería atascada por debajo de la zona atascada y desplazar
píldoras químicas
Pega Mecánica








Ojo de llave o llavetero ( Key seat )
Hoyo estrecho
Geometría del hoyo
Chatarra
Cemento fresco
Bloques de cemento
Revestidor colapsado
Inestabilidad del hoyo
La inestabilidad del hoyo: Está influenciada por factores como esfuerzos tectónicos,
presión de poros, buzamiento de capas y grado de compactación.




Planificación del programa de lodo
Buenas prácticas de perforación
Velocidades de tubería durante los viajes deben ser bajas
Altas velocidades del fluido en el espacio anular, producen ensanchamiento del
hoyo, sobre todo si está en flujo turbulento
 Capacidad de acarreos controlados mediante la reología
 Colocación a tiempo de revestidores
La inestabilidad del hoyo se debe a:







Formaciones inconsolidadas
Formaciones móviles
Formaciones fracturadas/falladas
Formaciones Geo-presionadas
Formaciones reactivas
Problemas Operacionales
Pérdida de Circulación
Pérdida de fluido: es perforación hacia la formación, cuando la presión hidrostática del
fluido excede el esfuerzo mecánico de la roca atravesada
Tipos de pérdida:
En formaciones superficiales de gran porosidad y permeabilidad por lo general arenas y
gravas poco consolidadas




Formaciones fracturadas en una forma natural
Fracturas inducidas mediante desbalance de presiones
Formaciones con cavidades de disolución y cavernosas
Disminución de la presión hidrostática del lodo
Consecuencias de las pérdidas de circulación




Atascamiento de la tubería
Daño a la formación
Reventones subterraneos
Altos costos
Como prevenir las pérdidas de circulación
 Reducción de presiones mecánicas
 Seleccionar los puntos de asentamiento del revestidor en formaciones fuertes y
profundas
 Tratar previamente el lodo con material de pérdida de circulación
Tipos de pérdidas de circulación





Moderadas (1 – 10 bph )
Pérdida Parcial ( 10 a 15 bph )
Pérdida Total
Pérdidas Parciales o completas en fracturas inducidas
Pérdida Severas y Totales
Materiales Anti perdida
Fibrosos (Materiales No Granulares
(Materiales
Rígidos)
Rígidos)
Caña de Azúcar
Cáscara de Nuez
Semilla de Algodón
Carbonato de Calcio
Fibras Orgánicas
Goma Granulada
Fibras Vegetales
Perlita
Fibras de Madera
Gilsonita
Papel Cortado
Mazorca de Maíz
Escamas
Mica
Celofán
Plástico
Madera
Papel
Prueba de Integridad de Presión: Procedimiento operacional que permite, una vez
realizada, evitar problemas de pérdida de circulación por fractura de la formación, al
utilizarse altas densidades de lodos. También es necesario conocer la presión de fractura
para determinar la Máxima Presión Anular Permisible en la Superficie (MPAPS).
Arremetidas y Reventones
Arremetida: Se puede definir como el flujo de fluidos desde la formación hacia el pozo,
ocasionado por un desbalance entre la presión hidrostática de la columna de lodo y la
presión del yacimiento (Ph > Py).
Reventón: Es uno de los riesgos más temidos y potencialmente el más costoso de los
que puede suceder durante la perforación. Puede generarse lentamente mediante
arremetidas leves o severas, o un drástico y violento desequilibrio entre la presión de
formación y la que ejerce la columna de lodo, lo cual permite que los fluidos de la
formación irrumpan velozmente hacia el pozo y lleguen a la superficie sin que el personal
del taladro tenga tiempo para controlar el flujo.
Causas de Arremetidas:






Llenado inadecuado del hoyo
Densidad insuficiente del lodo
Suabeo (succión – achique)
Perdida de circulación
Lodo cortado por gas
Perforación de formaciones con Presiones Anormales
Indicadores de Arremetidas
Perforando:







Aumento de flujo en la línea de retorno
Aumento de volumen en los tanques
Aumento de la velocidad de penetración
Incremento de las unidades de gas
Lodo contaminado con agua salada
Disminución de presión de circulación y aumento de las emboladas de la bomba
Pozo fluye con las bombas paradas
Durante Un Viaje:
 El pozo no toma volumen de lodo adecuado
BIBLIOGRAFIA
1. “Rules of Thumb for the Man on the Rig” .William J. Murchinson
2. “Drilling Fluid Control”. Petroleum Extension Servives The University of
Texas. AT Austin Texas
3. “Rotary. Kelly, Swivel, Tongs and Top Drive”. Rotary Drilling Unit 1. Lesson
4
4. “Applied Drilling Engineering”. A. Bourgoyne. K. Millheim M Chenevert y
F.S. Young
5. “La Mesa Rotatoria, El Cuadrante y La Unión Giratoria”. Instituto Mexicano
del Petróleo y PETEX. Austin Texas
6. “La Barrena”. Servicio de Extensión Petrolera. División de Educación
Continua. La Universidad de Texas en Austin Texas.
7. “El Taladro y sus Componentes”. Centro Internacional de Educación y
Desarrollo”. CIED