GENERALIDADES HERRAMIENTAS DE PERFORACION DIRECCIONAL PDF

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE HUIMANGUILLO “Donde mora el saber, mora la patria” Materia: HERRAMIENTAS DE PERFORACION DIRECCIONAL Competencia: UNIDAD IV. HERRAMIENTAS DE PERFORACIÒN UNIDAD V. HERRAMIENTAS PARA LA PERFORACION DIRECCIONAL Carrera: Ingeniería Petrolera. Catedrático: Ing. José del Carmen de ...

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE HUIMANGUILLO “Donde mora el saber, mora la patria” Materia: HERRAMIENTAS DE PERFORACION DIRECCIONAL

Competencia:

UNIDAD IV. HERRAMIENTAS DE PERFORACIÒN

UNIDAD V. HERRAMIENTAS PARA LA PERFORACION DIRECCIONAL

Carrera: Ingeniería Petrolera.

Catedrático: Ing. José del Carmen de la Cruz Ramos

Huimanguillo, Tabasco, México, a 05 de DIC del 2017

PRESENTAN:

ALARCON DIAZ PATRICIA ALVARADO CÓRDOVA VICENTE CORDOVA GERONIMO LUZ DANIELA CANDELERO ESCUDERO MOISÉS CASTILLO RUEDA DE LEON CARLOS ALBERTO DE LA CRUZ CABELLO FRANCISCO FLORES GARDUZA EMMANUEL GARCIA LOPEZ CARLOS ALFONSO GUTIERREZ GUTIERREZ ERICK DANIEL HERNANDEZ RAMIREZ ANGEL ALEXIS HERNANDEZ RAMOS ABEL LOPEZ HERNANDEZ DIANA LAURA PEREZ HERNANDEZ JOHANA LILI MADRIGAL MADRIGAL MACEDONIO SANCHEZ EZQUIVEL ADIT TOLEDO CASTILLO ROSA

CONTENIDO INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1 4. HERRAMIENTAS DE PERFORACIÒN ............................................................... 2 4.1. CEDENCIA DE ACERO ................................................................................... 2 4.1.1. TENSIÓN: ................................................................................................ 2 4.1.2.-TORQUE: ................................................................................................ 2 4.1.3.- PRESIÓN INTERNA: .............................................................................. 2 4.1.4.-PRESIÓN EXTERNA: .............................................................................. 3 4.1.5.-COMPRESIÓN ......................................................................................... 3 4.1.8.-RESISTENCIA AL COLAPSO: ................................................................. 4 4.1.9.-RESISTENCIA AL ESTALLIDO: .............................................................. 4 4.1.10.-CORROSIÓN: ...................................................................................... 5 4.1.2.-LÍMITES DEL ACERO ............................................................................... 5 4.2.-TUBERÍA DE PERFORACIÓN. ....................................................................... 7 4.2.1 ¿QUÉ ES UNA TUBERÍA DE PERFORACIÓN? ........................................ 7 4.2.2.-DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA TUBERÍA DE PERFORACIÓN .................................................................................................. 8 4.2.2.1-TUBO DE PERFORACIÓN: ................................................................. 8 4.2.3.-CLASIFICACIÓN DE TUBERÍA DE PERFORACIÓN DE ACUERDO AL GRADO, PESO Y DIÁMETRO. ........................................................................... 9 4.2.4.-CONOCIMIENTOS

BÁSICOS

PARA

MEDIR

TUBERÍA

DE

PERFORACIÓN ................................................................................................ 10 4.2.5.-CALIBRACIÓN DE LA TUBERÍA DE PERFORACIÓN. .......................... 10 4.2.6.-MANEJO Y USO DE TUBERÍA DE PERFORACIÓN .............................. 11

4.2.6.1.-ENROSQUE DE TUBERÍA ............................................................... 11 4.3.-DRILL COLLAR (LASTRABARRENAS) AND HEAVY WEIGTH .................... 12 4.3.1 DRILL COLLAR ........................................................................................ 12 4.3.1.2.-TIPOS DE LASTRABARRENAS .......................................................... 14 4.3.1.2.1.-LASTRABARRENA LISO: .............................................................. 14 4.3.1.2.2.-LASTRA-BARRENA CORTO (SHORT DRILL COLLAR – SDC) ... 14 4.3.1.2.3.-LASTRABARRENAS ESPIRALADO: ............................................. 14 4.3.1.2.4-LASTRABARRENA NO MAGNÉTICO O MONEL. ......................... 15 4.3.1.2.5.-LASTRABARRENA CORTO NO MAGNÉTICO. ............................ 15 4.3.1.3.-SELECCIÓN DEL DIÁMETRO DE LOS LASTRABARRENAS. ........... 15 4.3.2. TUBERÍA PESADA (HEAVY WEIGT)...................................................... 16 4.3.2.1.-DONDE SE USA LA TUBERÍA DE PERFORACIÓN HEAVY-WEIGHT ....................................................................................................................... 17 4.4.- UNIONES ...................................................................................................... 18 4.4.1.-CONEXIONES API .................................................................................. 19 4.5.- TIPOS DE ROSCAS Y TORQUES ............................................................... 20 4.5.1.-TIPOS DE ROSCAS ................................................................................ 20 4.5.1.1.-ROSCAS PARA TUBERÍA DE REVESTIMIENTO............................ 20 4.5.1.1.1.-ROSCAS REDONDAS (ROUND). ................................................. 20 4.5.1.1.2.-ROSCAS TRAPEZOIDALES (BUTTRESS). .................................. 21 4.5.1.2.-ROSCAS PARA TUBERÍA DE PRODUCCIÓN API.......................... 22 4.5.1.2.1.-ROSCA REDONDA NO RECALCADA (NON-UPSET) .................. 22 4.5.1.2.2.-ROSCA PARA TUBERÍA DE PERFORACIÓN. (DRILL-PIPE) ...... 23 4.5.2.-TIPOS DE TORQUES ............................................................................. 24 4.6 BARRENAS Y LASTRA BARRENAS ............................................................. 25

4.6.1.-BARRENA ............................................................................................... 25 4.6.1.1.- COMPONENTES DE UNA BARRENA ................................................ 25 4.6.1.2.- TIPOS DE BARRENAS Y CLASIFICACIÓN ....................................... 26 4.6.1.2.1.- BARRENAS TRICONICAS ........................................................... 26 4.6.1.2.2.- BARRENAS DE CORTADORES FIJOS: ...................................... 26 4.6.1.2.3.- BARRENAS DE DIAMANTE TÉRMICAMENTE ESTABLE (TSP). 27 4.6.1.2.4.- BARRENAS

DE COMPACTO DE

DIAMANTE POLI

CRISTALINO (PDC). ...................................................................................... 27 4.6.1.2.5.- BARRENA DE COMPACTO DE DIAMANTE POLI CRISTALINO (PDC). ............................................................................................................ 27 4.6.1.2.6.- BARRENAS ESPECIALES O AMPLIADORAS............................. 28 4.6.2.-LASTRA BARRENAS .............................................................................. 28 4.6.2.1.-FUNCIONES ........................................................................................ 29 4.6.2.2.- TIPOS DE LASTRABARRENA ............................................................ 30 4.6.2.2.1.- LASTRA BARRENAS EN ESPIRAL ............................................. 30 4.6.2.2.2.- LASTRA BARRENAS NO MAGNÉTICAS .................................... 30 4.6.2.2.3.- LASTRA BARRENA CORTO ........................................................ 30 4.7 MARTILLO Y MWD ......................................................................................... 31 4.7.1 MARTILLO ................................................................................................ 31 4.7.1.1 MECANISMOS DE ATASCAMIENTO DE LA TUBERÍA: ................... 32 4.7.2 MWD ......................................................................................................... 33

5.- HERRAMIENTAS PARA LA PERFORACIÒN DIRECCIONAL ........................ 36 5.1.- SARTA ROTATORIA .................................................................................... 36 5.1.1.-APLICACIONES DE LA PERFORACIÓN ROTATORIA .......................... 40 5.1.1.1.1.-POZO EXPLORATORIO -.............................................................. 40 5.1.1.1.2.-POZO DE APRECIACIÓN O DE EVALUACIÓN ............................... 40 5.1.1.1.3.-POZO DE DESARROLLO Ó PRODUCTORES - ................................. 40 5.1.2.-LA BARRA DE TRANMISIÓN ROTATORIA (KELLY) / IMPULSADOR DE ROTACIÓN EN EL TOPE DE LA SARTA (TOP DRIVE) ................................... 41 5.2- SARTA NAVEGABLE..................................................................................... 42 5.2.1HERRAMIENTAS RELACIONADAS CON LA SARTA NAVEGABLES ..... 43 5.2.1.2.-MWD ................................................................................................. 43 5.3- MOTORES DE FONDO ................................................................................. 44 5.3.1.- LOS CONPONENTES BASICOS DE UN MOTOR DE FONDO: ............ 45 5.3.2.-TIPOS DE MOTORES ............................................................................. 45 5.3.2.1.-MOTORES DE POSOS ACCIONADOS POR TURBINAS ............... 45 5.3.2.2-MOTORES DE FONDO DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO ............ 45 5.4.- HERRAMIENTAS DEFLECTORAS .............................................................. 46 5.4.1.-MECHAS: ................................................................................................ 46 5.4.2.-CUCHARAS DEFLECTORAS (“WHIPSTOCKS”): .................................. 46 5.4.2.1.- CUCHARAS REMOVIBLE: ................................................................ 46 5.4.2.2.-CUCHARA DE CIRCULACIÓN: .......................................................... 46 5.4.2.3.-CUCHARA PERMANENTE TIPO REVESTIDOR: ................................ 47 5.4.3.-CUCHARA RECUPERABLE: .................................................................. 47 5.4.4.-CUCHARA PERMANENTE (WHIPSTOCK): ........................................... 48 5.4.5.-CAMISA DESVIADA (BENT OUSING): ................................................... 48

5.5.- HERRAMIENTAS DE MEDICIÒN ................................................................. 49 5.5.1.-TELEDRIFT (REGISTRADOR INALÁMBRICO). ..................................... 49 5.5.2.-MEDICIÓN CON TOMA SENCILLA (SINGLE SHOT) Y TOMA MÚLTIPLE (MULTISHOT).................................................................................................... 50 5.5.3.-MEDICIÓN CON TOMA SENCILLA (SINGLE SHOT). ............................ 50 5.5.3.1.-TEMPORIZADOR ELECTRÓNICO ..................................................... 51 5.5.3.2.-SENSOR DE MONEL: ......................................................................... 51 5.5.3.3.-PACK DE BATERÍAS .......................................................................... 51 5.5.3.4.-UNIDAD ANGULAR: .......................................................................... 51 5.5.3.5.-CÁMARA: .......................................................................................... 51 5.5.4.-MULTI

SHOT

Ó

INSTRUMENTO

DE

REGISTRO

MÚLTIPLES

MAGNÉTICOS................................................................................................... 52 5.5.4.1.-TEMPORIZADOR ELECTRÓNICO. ................................................. 53 5.5.4.2.-PACK DE BATERÍAS. ....................................................................... 53 5.5.4.3.-UNIDAD ANGULAR. ......................................................................... 53 5.5.4.4.-CASSETTE DE PELÍCULA. .............................................................. 53 5.5.5.-WIRE LINE STEERING TOOL ................................................................ 54 5.5.6.-HERRAMIENTA DE MEDICIÓN MWD (MEASURE WHILE DRILLING). 55 5.5.6.1.- EL SISTEMA DE PODER. ............................................................... 56 5.5.6.2.-SISTEMA TELEMÉTRICO. ............................................................... 56 5.5.6.3.-SISTEMA DE MEDICIÓN. ................................................................ 56 5.5.7.-TIPO

DE

INFORMACIÓN

PROPORCIONADA

POR

LAS

HERRAMIENTAS LWD ..................................................................................... 58 5.6.- HERRAMIENTAS AUXILIARES .................................................................... 59 5.6.1.-ESTABILIZADORES................................................................................ 59 5.6.1.1.-TIPO CAMISA ................................................................................... 60

5.6.1.2.-TIPO INTEGRAL ............................................................................... 60 5.6.2.-BARRA O PORTAMECHA (DRILL COLLAR) ......................................... 61 5.6.3.-MARTILLO............................................................................................... 62 5.6.4.-TUBERIA PESADA O DE TRANSICION (HEAVY WEIGHT DRILL PIPE) ........................................................................................................................... 62 5.6.5.-BENT SUB............................................................................................... 63 CONCLUSIÓN ...................................................................................................... 64 BIBLIOGRAFIAS ................................................................................................... 65 ANEXOS ............................................................................................................... 68

INDICE IMAGENES Ilustración 1 tensión de acero .............................................................................. 2 Ilustración 2 torque de la tubería ......................................................................... 2 Ilustración 3 presión interna ................................................................................ 2 Ilustración 4 compresión de la tubería ................................................................ 3 Ilustración 5 esfuerzo axial................................................................................... 3 Ilustración 6 compresión en tubería ................................................................... 4 Ilustración 7 resistencia al colapso de la tuberia ............................................... 4 Ilustración 8 estallido de la tuberia ...................................................................... 4 Ilustración 9 corrosión en tubería ........................................................................ 5 Ilustración 100: componentes de la tubería de perforación .............................. 8 Ilustración 11 calibracion de un tubo de perforación ...................................... 11 Ilustración 12 Ubicación del punto neutro dentro y fuera de la sección lastrabarrenas lo cual ocasiona el pandeo ....................................................... 13 Ilustración 13 Lastrabarrena liso ....................................................................... 14 Ilustración 14 drill collar espiralado .................................................................. 15 Ilustración 15 caja y piñon.................................................................................. 19 Ilustración 16 • Roscas redondas (round). ..................................................... 21

Ilustración 17 rosca BTC .................................................................................... 22 Ilustración 18 (NON-UPSET) ............................................................................... 23 Ilustración 19 lastrabarrenas corto .................................................................... 30 Ilustración 20 Empaque ..................................................................................... 32 Ilustración 21 Enchavetamiento ......................................................................... 32 Ilustración 22 Atascamiento por presión diferencial ....................................... 33 Ilustración 23 Toma de registro MWD y LWD ................................................... 35 Ilustración 24 Perforación Rotatoria .................................................................. 38 Ilustración 25 La configuración de la Mesa ...................................................... 38 Ilustración 26 Aplicación de la Perforación Rotatoria ..................................... 40 Ilustración 27 kelly .............................................................................................. 41 Ilustración 28 sarta navegable ........................................................................... 43 Ilustración 29 motor de fondo ............................................................................ 44 Ilustración 30 Mechas ......................................................................................... 46 Ilustración 31 Proceso general para el inicio y la continuidad de la perforación desviada .......................................................................................... 47 Ilustración 32 Cucharas Permanentes .............................................................. 48 Ilustración 33 Camisa Desviada ......................................................................... 48 Ilustración 34 herramienta de registrador inalámbrico (Teledrift) .................. 49 Ilustración 35 componentes del sistema MWD ................................................. 57 Ilustración 36 ESTABILIZADOR TIPO CAMISA ................................................. 60 Ilustración 37 estabilizador tipo integral .......................................................... 60 Ilustración 38 BARRA O PORTA MECHA .......................................................... 61 Ilustración 39 BARRA O PORTA MECHA .......................................................... 62 Ilustración 40 BENT SUB. ................................................................................... 63

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 especificaciones del sistema ................................................................ 51 Tabla 2 especificación del sistema .................................................................... 54

1

INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se da a conocer las diferentes herramientas, sus características y clasificaciones de la perforación de pozos .así también como los diferentes esfuerzos que son sometidas dichas herramientas como tensión, torque, comprensión, colapso, presión interna y externa entre otras, que se llevan a cabo al momento de estar operando en la etapa de perforación de pozos de la industria petroleras. En especial daremos a conocer las tuberías de trabajo sus clasificaciones de acuerdo a su grado, peso, diámetro, usos, manejo y calibración. Los diferentes tipos de mediciones que se manejan los instrumentos de registros múltiples y también los tipos de información proporcionadas por las herramientas Asimismo daremos a conocer las dos perforaciones tanto vertical para pozos direccionados, que es la distancia vertical desde el nivel de referencia de profundidad, hasta un punto en la trayectoria del pozo, como horizontales al proceso de perforación de un pozo, desde la superficie hasta una ubicación subsuperficial justo encima de la reserva de petróleo o gas llamado el "punto de inicio" cuáles son los beneficios y que parámetros nos permiten realizar de manera adecuada dichas perforaciones de pozos.

2

4. HERRAMIENTAS DE PERFORACIÒN

4.1. CEDENCIA DE ACERO Es el esfuerzo máximo permisible para que el material regrese a su forma y tamaño original depende de:

4.1.1.

TENSIÓN:

Estiramiento

que

puede

provocar una ruptura al rebasar su límite de resistencia.

La

fuerza

de

tensión

fuerza

generada por el peso propio de la tubería

4.1.2.-TORQUE:

Esfuerzo

torsional

que

se

genera a apretar las juntas de las tuberías. Ilustración 1 tensión de acero

4.1.3.-

PRESIÓN

INTERNA:

cantidad

de

presión aplicada dentro del tubo, misma que es soportada por la pared interna. Ilustración 2 torque de la tubería

Ilustración 3 presión interna

3

4.1.4.-PRESIÓN EXTERNA: Colapso o aplastamiento provocado al aplicar una fuerza exterior alrededor de la pared del tubo que rebasa su límite de resistencia.

4.1.5.-COMPRESIÓN:

Esfuerzo

gener...