Guía para la Selección de Barrenas: Optimización de la Perforación

Guía para la
Selección de Barrenas
CONTENIDO
1. Introducción
2. Conceptos generales
3. Metodología para la selección del tipo de barrena: tricónica o de cortadores fijos
3.1. Selección de la barrena tricónica óptima usando información de registros geofísicos.
3.2. Selección de la barrena de cortadores fijos óptima.
4. Determinación de la vida útil de la barrena
5. Recomendaciones
6. Nomenclatura
Referencias
Apéndice A. Cálculo de UCS mediante el Modelo de Smorodinov
Apéndice B. Clasificación IADC para barrenas de cortadores fijos.
La selección de barrenas es parte importante dentro del proceso de planeación de la perforación de un pozo,
ya que de ello depende en buena parte la optimización del ritmo de penetración. Esta guía proporciona los
elementos de criterio necesarios para la selección de barrenas basado en propiedades mecánicas de la
formación y condiciones de operación de la barrena. Se propone el método de Energía Mecánica Específica
como criterio de apoyo para la selección.
Guía para la Selección de Barrenas
1. Introducción
La selección de barrenas es una parte importante
dentro del proceso de planeación de la perforación
de un pozo, ya que de ello depende, en buena
parte, la optimización del ritmo de penetración, el
cual está influenciado por diversos parámetros,
tales como: esfuerzos efectivos de la roca,
características de la barrena, condiciones de
operación (peso sobre barrena, velocidad de
rotación e hidráulica), ensamble de fondo,
propiedades físico-químicas de la roca, fluidos de
perforación y desviación del pozo, entre otros.
El alcance de esta guía se concentra en el análisis
de la eficiencia de la barrena en función de
propiedades mecánicas de la roca y algunos
parámetros de operación como el peso sobre
barrena, velocidad rotatoria, ritmo de penetración, y
torque. Los fenómenos fisicoquímicos originados
por la interacción del fluido de perforación con la
formación en la cara de la barrena, las propiedades
del lodo de perforación, el ensamble de fondo y la
optimización de la hidráulica no son considerados.
Esta metodología es recomendable para etapas de
perforación intermedias y profundas, en donde se
dispone de la información de registros requerida.
Tradicionalmente, la selección de barrenas se
efectúa con base en la información de registros de
barrenas usadas en pozos de correlación. Se
selecciona la barrena más económica utilizando el
criterio de costo por metro. Este criterio de
selección requiere de una buena base de datos de
registros de barrenas usadas en pozos vecinos y
de la experiencia del personal involucrado en la
selección de la barrena, y les otorga poco valor a
las características mecánicas de la roca como
criterio para su selección. Su efectividad está
limitada a la repetición de las mismas condiciones
de operación y bajo el supuesto de que los datos
existentes representan parámetros óptimos de
operación, lo cual no necesariamente es cierto.
Como resultado, la selección de barrena finaliza en
un proceso de ensayo y error.
Algunos de los criterios y metodologías
reconocidos en la literatura para la selección de
barrenas son los siguientes1: factor de barrena,
perforabilidad de la formación, energía mecánica
específica, índice de perforación, y costo por
metro. Algunos son estadísticos, basados en
registros de barrenas, mientras que otros son
analíticos, basados en principios matemáticos
asociados con las propiedades mecánicas de las
formaciones.
El propósito de esta guía es proporcionar los
elementos de criterio al personal para seleccionar
barrenas con base en las propiedades mecánicas
de la formación y las condiciones de operación,
tomando como criterio de comparación el
tradicional método de costo por metro basado en
estadística y experiencia.
2. Conceptos generales
Las barrenas son clasificadas de acuerdo con su
mecanismo de ataque a la roca en dos tipos:
tricónicas y de cortadores fijos. El mecanismo
principal de ataque de las barrenas tricónicas, ya
sea de dientes maquinados o insertos, es de
trituración por impacto. Este ataque causa que la
roca falle por compresión, como se ilustra en la
Figura 1.
Figura 1. La roca falla por esfuerzos compresivos.
En cambio, las barrenas de cortadores fijos tienen
un mecanismo de ataque por raspado de la roca.
Esto causa que la roca falle por esfuerzos de corte.
La Figura 2 ilustra este mecanismo2.
3
Guía para la Selección de Barrenas
Donde W es el peso sobre la barrena, N es la
velocidad de la rotaria, d es diámetro de la barrena,
y RP el ritmo de penetración.
Figura 2. La roca falla por esfuerzos de corte.
3. Metodología para la selección del tipo de
barrena: tricónica o de cortadores fijos
La primera disyuntiva que el ingeniero de diseño
enfrenta es la de elegir una barrena tricónica o una
de arrastre. La revisión de la literatura indica que
no existe un criterio normalizado sobre cómo
seleccionar el tipo de barrena, por lo que
generalmente se hace a partir de experiencias del
comportamiento de cada tipo de barrena en
litologías conocidas. Por lo tanto, aquí se propone
la siguiente metodología para este trabajo.
Cuando se estima la eficiencia de la barrena
conforme al concepto de costo por metro (C),
existen parámetros como el tiempo de viaje (tV) y el
costo del equipo (CE) que afectan el costo por
metro perforado, pero que no son representativos
de la eficiencia con la que la barrena perfora. Esto
se puede ver en la ecuación (2) de costo por metro
que se presenta a continuación, donde el costo por
metro es directamente proporcional al costo del
equipo y tiempo de viaje.
C
C B  tV  t R C E
H
(2)
Donde CB es el costo de la barrena, tR es el tiempo
efectivo de rotación de la barrena en el intervalo
perforado H.
Inicialmente, es necesario recopilar información de
pozos de correlación, sobre todo registros de
barrenas y registros geofísicos (sónico –bipolar, de
preferencia–, de densidad, y de rayos gamma).
Existen diferentes tipos y presentaciones de
registros de los cuales se puede obtener la
información necesaria. La Figura 3 muestra un
registro sónico que contiene información del tiempo
de tránsito, porosidad y rayos gamma.
Se propone el método de energía mecánica
específica (ES) como criterio de apoyo para decidir
qué tipo de barrena seleccionar: tricónica o de
cortadores fijos. Debido a que la energía mecánica
específica no es sólo una propiedad intrínseca de
la roca, sino que está íntimamente ligada con las
condiciones de operación de la barrena, (ES)
proporciona una medida directa de la eficiencia de
la barrena en una formación particular.
La energía mecánica específica se define como la
energía requerida para remover una unidad de
volumen de roca, y se calcula de acuerdo con la
siguiente expresión3.
E S
13415 *W * N
dR
p
(1)
Figura 3. Registro con información del tiempo de tránsito,
porosidad y RG.
4
Guía para la Selección de Barrenas
La metodología es la siguiente:
1. Ordenar la información del registro de barrenas
de pozos de correlación, como se muestra en la
Tabla 1.
Tabla 1. Información obtenida de un registro de barrenas.
Avance
(m)
Avance
acumulado
(m)
Profundidad
alcanzada
(m)
WxNx1000
(Ton-rpm)
tRD
tv
(hr) (hr)
tRA
(hr)
C
($/m)
Es
(pg
lb/pg3)
*tRD es el tiempo de rotación diaria y tRA es el tiempo de rotación
acumulado.
2. Calcular la energía mecánica específica (Es) con
la ecuación 1 para cada intervalo perforado y para
cada barrena.
3. Graficar los datos de Es en una gráfica como la
mostrada en la Figura 4 de profundidad alcanzada
vs Es.
4. Seleccionar la(s) barrena(s) utilizando la gráfica
construida. El criterio de decisión es que la barrena
más efectiva es la que requiere menos energía, Es.
Este criterio junto con el tradicional de costo por
metro sirve como un apoyo para decidir qué tipo de
barrena se va a utilizar. Para el caso ilustrado en la
Figura 4, es claro que la barrena que requiere
menor Es para perforar el intervalo 1750-2500 m
es la barrena de cortadores fijos, la cual sería
seleccionada.
Es (pg-lb/pg3)
0
500
1000
1500
1700
Profundidad alcanzada (m)
1800
3.1 Selección de la barrena tricónica óptima
usando información de registros geofísicos.
Si en el punto 3 se decidió utilizar una barrena
tricónica, el diseño parte de calcular el UCS
(esfuerzo compresivo de la roca sin confinamiento),
el cual es definido como la resistencia que una
muestra no confinada de roca tiene bajo esfuerzos
compresivos. Los valores de UCS calculados se
comparan con los rangos de aplicación de las
barrenas PDC proporcionados por el fabricante
para seleccionar la barrena con la dureza suficiente
para vencer la resistencia de la roca. Existen
diferentes criterios para el cálculo del UCS. A
continuación se presenta la metodología para
calcularlo a partir de información de registros
geofísicos4. Existen otros métodos para calcularlo,
como el modelo de Smorodinov, y por su
simplicidad es presentado en el Apéndice A como
alternativa de cálculo.
La selección de barrenas con base en registros
geofísicos usa la relación que existe entre la
litología de la formación y la resistencia a la
compresión de la roca. A continuación se presenta
el método de selección de barrenas tricónicas con
base en el esfuerzo compresivo sin confinamiento
UCS.
3.1.1 Cálculo del UCS a partir de información de
registros geofísicos.
Si no cuenta con la información del registro sónico
que proporcione directamente los datos de los
tiempos de tránsito compresional y de
cizallamiento, tC y tS , entonces se calculan de
la siguiente forma4,5.
1900
1. Calcular tC para el intervalo
2000


tC  tma 1     t f  
2100
Tricónica
2200
2300


Cortador
fijo
(3)
Donde tma es el tiempo de tránsito a través de la
matriz de la roca, el cual se obtiene de la tabla 2,
 es la porosidad, y t f es el tiempo de tránsito a
t f  207
2400
través del fluido en el poro. Un valor de
2500
seg/pie, correspondiente al agua, puede ser
considerado.
Figura 4. Gráfica comparativa de eficiencia en términos de la
energía mecánica específica Es.
5
Guía para la Selección de Barrenas
Tabla
2.
Relación
de
tiempo
de
tránsito
de
cizallamiento/compresivo y tiempo de tránsito a través de
matrices para diferentes tipos de roca.
2. Calcular tS para el intervalo


t
tS  tC
Los valores de la relación tiempo de tránsito de
cizallamiento y tiempo de tránsito compresivo,
t C
, para diferentes tipos de rocas se obtienen
de la tabla 2.
3. Calcular la relación de Poisson ( ) con los
valores de tiempo de tránsito.
t
0.5

S
2
t
1
C
t S
2
tC
ts/tc
Arcillita
Arcilla
Anhidrita
Arenisca (limpia)
Arenisca (limosa)
Arenisca (arcillosa)
Basalto
Caliza (limpia)
Caliza (limosa)
Caliza (arcillosa)
Carbonato ferroso
Cuarcita
Cuarzo
Diabasa
Diorita
Dolomía
Epidosita
Gabro
Gneis
Granito
Hornsteno
Limonita
Lodolita
Lutita
Mármol
Pedernal
Pirita
Sal
Yeso
1.90
3.20
2.45
1.60
1.70
1.85
1.55
1.90
2.10
2.30
2.45
1.50
1.55
1.70
1.75
1.80
1.70
1.60
1.80
1.70
1.85
1.80
1.85
1.70 a 1.75
1.80
1.60
1.70
2.15
2.45
(4)
S
tC
Donde es un factor de corrección por tamaño de
grano. Debido a que su valor es cercano a la
unidad, para propósito de esta guía se toma como
1.
tS
Litología de la
Formación
(5)
1
4. Obtener del registro de densidad la densidad de
la roca ( R ) para cada intervalo.
Velocidad en la
matriz rocosa
(pies/seg)
19000
6000
20000
19500
19500
19500
20150
21000
21000
21000
8500
21500
20000
22700
22000
25000
23000
23500
25000
21350
25000
23000
19000
19500
24000
22300
28000
15000
19050
5. Calcular el módulo de cizallamiento (G).
G  1.34x1010
R
(6)
t S2

 (7)
6. Calcular el módulo de Young (E).
E  2G1   
7. Calcular el módulo volumétrico (K) y el módulo
de compresibilidad (C).
K  1.34x1010  R
1  4
t 2 3t 2
C
1
Cb 
K
(8)
S
(9)
8. Determinar el volumen de arcillas en fracción del
registro de rayos gama (VS ).
9. Calcular el esfuerzo
confinamiento (UCS).
UCS 
9x108 E
Cb
compresivo
sin
0.008VS  0.00451  VS  (10)
Esta expresión ha sido simplificada suponiendo el
caso de una roca poco consolidada con un ángulo
de fricción interna de 30o.
11. Seleccionar la barrena tricónica de acuerdo con
los valores de UCS en la Tabla 3.
6
Guía para la Selección de Barrenas
Tabla 3. Clasificación de la IADC con el valor de UCS.
Tipo de litología
Formaciones muy
débiles - Alta
plasticidad con baja
resistencia (margas y
arcillas)
Formaciones débiles Baja resistencia
(margas, evaporitas y
lutitas)
Formaciones débiles a
medianamente débiles baja resistencia,
interlaminadas con
secuencias de alta
resistencia (lutitas,
pizarras, lignitos)
Formaciones
medianamente duras alta densidad, alta
resistencia, pero sin
lentes abrasivos
(lutitas, areniscas y
carbonatos)
Formaciones duras alta resistencia, con
lentes abrasivos
(areniscas, limolitas y
dolomitas)
Formaciones
extremadamente duras
- resistencia muy alta,
muy abrasivas (rocas
ígneas y metamórficas)
Resistencia a la
compresión (psi)
< 1500
Código IADC / API
1500 –
3000
121 - 127 / 435 – 527
3500 –
7500
131 - 137 / 537 – 547
7500 –
15000
111 - 117 / 415 – 427
por la presión de poro. Por esta razón, se requiere
una selección más rigurosa y se sugiere un método
que tome en cuenta las propiedades mecánicas de
la roca bajo condiciones de confinamiento. El
método aquí descrito es el propuesto por O’Hare6
para el diseño de barrenas de cortadores utilizando
la velocidad de transmisión de la onda compresiva
en la roca con confinamiento, CCV.
5.1 Cálculo del número y diámetro de cortadores y
del número de aletas utilizando la velocidad de
transmisión de la onda compresiva en la roca con
confinamiento.
1. Con la información del registro de barrenas
(Tabla 1) y los tiempos de tránsito compresional y
de cizallamiento para cada intervalo, calcular la
velocidad de cizallamiento ( vS ).
vS 
211 - 221 / 617 – 637
1
(11)
t S
2. Calcular la CCV utilizando una de las siguientes
ecuaciones:
15000 –
30000
> 30000
316 - 347 / 732 – 737
832 – 837
3.2 Selección de la barrena de cortadores fijos
óptima.
En el caso de haber determinado en el punto 3 la
utilización de una barrena de cortadores fijos, la
selección de la barrena óptima se inicia calculando
la velocidad de transmisión de la onda compresiva
en la roca con confinamiento, CCV.
Debido a que el UCS sólo relaciona la dureza de
la formación con la dureza y tamaño de los
cortadores (ver tabla Apendice B), pero no
proporciona información para definir el número y
diámetro de cortadores, número de aletas, ni el
cuerpo (gauge) de la barrena, el UCS no toma en
cuenta ni el grado de compactación de la roca a
perforar, ocasionado por la sobrecarga, ni los
esfuerzos efectivos de la formación ocasionados
Si la cima del intervalo a perforar está a una
profundidad vertical real mayor a 610 m (2000 pies)
HCIMA > 610 m, entonces:
CCV 
v S * H
(12)
CIMA
1524
Si la cima del intervalo a perforar está a una
profundidad vertical real menor a 610 m (2000
pies) HCIMA < 610 m, entonces:
CCV  1 
HCIMA
1524
v
(13)
S
3. Calcular el número de cortadores ( Cn ).
Cn  51.967 ln(CCV )  442.8


(14)
4. Calcular el diámetro de cortadores a partir de la
CCV y el tamaño de grano de la formación (,
(Considerar   1 ).
CS  21.617  .0002 * CCV *
(15)
Guía para la Selección de Barrenas
5. Calcular el número de aletas ( Bn ), en función
del número de cortadores.
Bn 0.0006C 2n 0.1576C n  1.0245
(16)
Esta metodología deja fuera el cálculo de otras
características de la barrena, como la longitud del
cuerpo “gauge” (de primordial importancia en
perforación direccional) y el área libre al flujo en la
barrena. Para ello se sugiere consultar la
referencia citada. Con la metodología aquí
detallada, es posible indicar al proveedor las
características mínimas de barrena de cortador
requeridas para la sección de pozo programada.
Esta metodología tampoco incluye la posición
(ángulo de ataque) de los cortadores en las aletas.
Se requieren modelos más complejos para un
diseño completo de una barrena de cortadores, por
lo que se recomienda el uso de software
especializado para la optimización del programa de
barrenas.
4. Determinación de la vida útil de la barrena
En el punto 3 de esta guía se mencionó la ventaja
de utilizar el criterio de la energía mecánica
específica para la selección de la barrena. Con
base en este argumento, este mismo criterio es
importante para decidir, una vez que la barrena
está perforando, el tiempo óptimo para sacarla; por
lo tanto, se sugiere su uso. La metodología es
similar a la ya expuesta en el punto tres y se
detalla a continuación.
1. Se ordena la información del registro de la
barrena en uso como en la Tabla 1.
2. Se calcula la energía mecánica específica (Es)
con la ecuación 1 para los intervalos perforados.
3. Se grafican los datos obtenidos de Es en una
gráfica de avance acumulado vs Es. La Figura 5
muestra un caso típico.
4. Se analiza el comportamiento de la barrena
tomando en cuenta al menos los siguientes
aspectos: gráfica de Es, gráfica de torque en
superficie y las características de los recortes en
superficie. A continuación se presentan tres casos
típicos.
El primer caso corresponde a incrementos suaves
de Es; esto indica que la barrena está perforando a
través de formaciones con mayor dureza. La figura
5 ilustra este caso en la sección denominada a). La
misma Figura 5 ilustra los casos b) y c) donde se
observa un significativo incremento de la Es. En el
caso b), se detecta un incremento de la Es y el
registro de torque (ver Figura 6) se mantiene
dentro de un comportamiento normal. Esto indica
que se está perforando una formación con mayor
dureza, lo cual debe ser corroborado con el cambio
de formación observado en la recuperación de
recortes en superficie. En el caso c), Es incrementa
significativamente y el torque muestra un
incremento
anormal;
adicionalmente,
la
recuperación de recortes comprueba que no hay
cambio de litología. Este comportamiento indica el
punto donde la barrena debe ser reemplazada.
Es (pg-lb/pg3)
0
500
1000
1500
0
100
200
Avance acumulado (m)
7
300
400
500
b)
600
a)
700
800
c)
900
Figura 5. Gráfica típica para decidir la vida útil de la barrena en
términos de la energía mecánica específica (Es).
En general, el incremento de Es asociado al
incremento anormal en el torque es indicativo de
desgaste excesivo de la barrena.
La figura 7 ilustra el análisis del comportamiento de
esta misma barrena con base en el criterio de
costo por metro. Se observa que, de acuerdo con
este criterio, la barrena aún tiene vida útil, mientras
que el criterio de Es indica lo contrario. La
explicación de esta diferencia es que la Es toma en
cuenta parámetros de operación y, por lo tanto,
permite detectar más rápidamente cambios en el
desempeño de la barrena. Una limitación de este
método es que no evalúa el desgaste de la
barrena. Con el propósito de tomar en cuenta este
importante parámetro, se sugiere que, de acuerdo
al desgaste exhibido por la barrena, se establezcan
8
Guía para la Selección de Barrenas
valores máximos de energía específica (Es) para el
intervalo analizado.
60
50
6500
0
7000
7500
Ritmo de penetración (m/hr)
Torque (lb-pie)
8000
100
Avance acumulado (m)
200
20
10
400
0
-200
b)
a)
800
c)
900
Figura 6. Registro de torque en superficie.
Costo ($/m)
30
200
400
600
800
1000
Figura 8. Efecto de la presión diferencial sobre el ritmo de
penetración.
600
20
0
Presión Diferencial (psi)
700
40
50
60
70
80
0
100
200
300
Avance acumulado (m)
30
300
500
d=8.5 pg
WOB=20 Ton
N=140 rpm
40
400
500
600
700
800
900
Figura 7. Gráfica típica para decidir la vida útil de la barrena en
términos del costo por metro ($/m).
5. Recomendaciones
 En formaciones someras donde la toma de
información de registros es limitada, los
registros de barrenas de pozos de correlación
son la mejor herramienta para seleccionar
barrenas.
 La metodología aquí propuesta es aplicable
para etapas de perforación intermedias y
profundas, en donde se dispone de la
información de registros requerida.
 Cuando no se tenga la información, la
aplicación de criterios prácticos de campo es
trascendental. Así como una roca dura no
puede ser perforada con una barrena cuyos
elementos de ataque son de menor dureza que
la roca, una roca suave no puede ser perforada
con eficiencia si los elementos de ataque de la
barrena son para alta dureza.
 Se recomienda mantener una diferencial de
presión mínima entre la densidad equivalente
de circulación y la presión de poro de la
formación (mínimo sobrebalance). Estudios
realizados
por
diversos
investigadores1
comprueban que esta práctica mejora el ritmo
de penetración. La Figura 8 ilustra el
comportamiento
típico
del
efecto
de
sobrebalance en el ritmo de penetración.
 Es necesario optimizar la hidráulica del sistema
de tal modo que la potencia hidráulica sea
transmitida de manera óptima al fondo del
pozo.
 El uso de fluidos de perforación limpios de
sólidos es de vital importancia para el correcto
desempeño de la barrena. Esto implica un
9




Guía para la Selección de Barrenas
adecuado mantenimiento de los fluidos en
superficie.
La ventaja de la utilización del criterio de
energía específica es que proporciona la
información oportuna acerca de la eficiencia de
la barrena para cada intervalo perforado en
función de condiciones de operación. Sin
embargo, su uso en planeación está limitado
para pozos de desarrollo. En pozos
exploratorios o con poca información de
correlación, sólo es aplicable como criterio para
decidir sacar oportunamente la barrena.
Mantenerse informado acerca de innovaciones
tecnológicas en todo tipo de barrenas,
particularmente las PDC de vanguardia, que
permiten un mejor control de la dirección en
perforación direccional.
Fomentar la cultura de toma de información
rutinaria de la roca y sus fluidos para la
caracterización de nuestros campos.
Los resultados de la aplicación de esta
metodología deben ser entendidos como un
soporte para tomar decisiones correctas y no
como un criterio de validez absoluta.
Nomenclatura
C
Costo por metro de la barrena [$/m]
Cb 
CCV 
Módulo de compresibilidad [psi-1]
Velocidad compresional con confinamiento
[pie/seg]
Número de cortadores.
C n 
C S 
Bn 
d
E
ES 
Diámetro de cortadores [mm].
G 
HCIMA 
K 
N 
RP 
UCS 

Número de aletas.
Diámetro de la barrena [pg]
Módulo de Young [psi]
Energía mecánica específica [pg-lbf/pg3]
Módulo de cizallamiento [psi]
Cima del intervalo a perforar [m]
Módulo volumétrico [psi]
Velocidad de la rotaria [rpm]
Ritmo de penetración [m/hr]
Esfuerzo compresivo de la roca sin
confinamiento [psi]
Volumen de arcilla leido del
Peso sobre la barrena [Ton]
Factor de corrección por tamaño de grano.
VS =
W

tC  Tiempo de tránsito de la onda compresional
[seg/pie]
tma  Tiempo de tránsito a través de la matriz de la
roca [seg/pie]
tS  Tiempo de tránsito de la onda de cizallamiento
[seg/pie]
vS  Velocidad de cizallamiento [pie/seg]
  Porosidad [fracción]
 R  Densidad obtenida del registro de litodensidad

gr/cm3]
Relación de Poisson [adimensional]
Referencias:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Perrin, V.P., Mensa-Wilmot, G., and Alexander,
W.L.: Drilling Index-A New Approach to Bit
Performance Evaluation, SPE/IADC paper 37595,
presented at the SPE/IADC Drilling Conference, The
Netherlands, March 1997.
Burgoyne, A.T. y asociados: Applied Drilling
Engineering, Society of Petroluem Engineers,
textbooks series, second printing, Texas 1991.
Rabia, H.: Specific Energy as a Criterion for Bit
Selection, SPE paper 12355, Journal of Petroleum
Technology, July 1985.100 años de la industria
petrolera en México.
Procedimiento para la selección de barrenas,
Gerencia de Tecnología, Unidad de Perforación y
Mantenimiento de Pozos.
Mason, K.L.: Three-Cone Bit Selection with Sonic
Logs, SPE paper 13256, SPE Drilling Engineering,
June 1987.
O´Hare J. and Aigbekaen, O.A.: Design Index: A
Systematic Method of PDC Drill-Bit Selection,
IADC/SPE paper 59112, presented at the
IADC/SPE Drilling Conference, Louisiana, February
2000.
10
Guía para la Selección de Barrenas
Apéndice A. Cálculo de UCS mediante el
Modelo de Smorodinov
Smorodinov y asociados4 determinaron dos
relaciones entre el esfuerzo compresivo de la roca
para un grupo de rocas carbonatadas: uno en
función de la densidad de la formación y el otro en
función de la porosidad. Ellos propusieron que la
resistencia a la compresión de la roca (UCS) puede
relacionarse con la densidad y porosidad de la
siguiente forma:

UCS  0.88exp2.85 R 
(A1)
UCS  2590 exp 0.91 
(A2)
Donde  R es la densidad y  es la porosidad de la
formación.
Apéndice B. Clasificación IADC para barrenas
de cortadores fijos.
Cuerpo
M
S
D
matriz
acero
diamante
Tipo
Cortador
1 muy suave
2 PDC, 19 mm
3 PDC, 13 mm
4 PDC, 8 mm
Perfil
1.
2.
3.
4.
2 suave
2 PDC, 19 mm
3 PDC, 13 mm
4 PDC, 8 mm
3 medio suave
2 PDC, 19 mm
3 PDC, 13 mm
4 PDC, 8 mm
4 medio
2 PDC, 19 mm
3 PDC, 13 mm
4 PDC, 8 mm
5 sin código
6 medio duro
1 Diamante natural
2 TSP
3 Híbrido
7 duro
1 Diamante natural
2 TSP
3 Híbrido
8 extremadamente
duro
1 Diamante natural
4 Diamante
impregnado
corto cola pescado
perfil corto
perfil medio
Perfil largo