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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERÍA DIVISIÓN DE POSTGRADO
PROGRAMA DE POSTGRADO EN INGENIERIA DE PETROLEO
OPTIMIZACION DEL PROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS PARA LA PERFORACION DE LA FORMACION MISOA DEL CAMPO BACHAQUERO LAGO
SUROESTE
Trabajo de Grado presentado ante la
Ilustre Universidad del Zulia
para optar al Grado Académico de
MAGISTER SCIENTIARUM EN INGENIERIA DE PETROLEO
Autor: Yoselin Mariet Colina Brito
Tutor: Orlando Zambrano
Maracaibo, mayo de 2011
APROBACIÓN
Este jurado aprueba el Trabajo de Grado titulado OPTIMIZACION DEL PROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS PARA LA PERFORACION DE LA FORMACION MISOA DEL CAMPO BACHAQUERO LAGO SUROESTE que Colina Brito, Yoselin Mariet, C.I: 16.848.768 presenta ante el Consejo técnico de la División de Postgrado de la Facultad de Ingeniería en cumplimiento con el artículo 51, Parágrafo 51.6 de la Sección Segunda del Reglamento de Estudios para Graduados de la Universidad del Zulia, como requisito para optar al Grado académico de
MAGISTER SCIENTIARUM EN INGENIERIA DE PETROLEO
_______________________ Coordinador del Jurado
Orlando Zambrano C.I.: 7.548.612 _____________________ _____________________ Edgar Pereira Maribel Colina C.I.: 11.250.331 C.I.: 10.088.252
_____________________ Directora de la División de Postgrado
Gisela Páez
Maracaibo, mayo de 2011
OPTIMIZACION DEL PROCESO DE SELECCIÓN DE MECHAS PARA LA PERFORACION DE LA FORMACION MISOA DEL CAMPO BACHAQUERO LAGO
SUROESTE
_______________________ Yoselin Colina.
C.I.: 16.848.768.
Teléfono: 0416-5034136.
Correo Electrónico: [email protected].
_______________________ Orlando Zambrano.
C.I: 7.548.612.
Teléfono: 0414-6673481.
Correo Electrónico: [email protected]
Colina Brito, Yoselin Mariet. Optimización del proceso de selección de mechas para la perforación de la Formación Misoa del Campo Bachaquero Lago Suroeste (2010) Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado. Maracaibo, Venezuela, 118 p. Tutor: Orlando Zambrano.
RESUMEN
El objetivo principal de esta investigación fue optimizar el proceso de selección de mechas en base al cálculo de la resistencia a la compresión de la roca de la Formación Misoa en los pozos pertenecientes al Campo Bachaquero Lago Área suroeste, debido a que durante la perforación del hoyo de producción ha sido notable la disminución de la tasa de penetración para esta formación, así como las fallas en los equipos direccionales rotatorios y el alto número de viajes. Se conto con la información de 4 pozos para construir el perfil dinámico de las mechas utilizadas durante la ultima campaña de perforación, y con la información de 6 pozos para determinar los valores de las propiedades mecánicas dinámicas: resistencia a la compresión no confinada (UCS), resistencia a la compresión confinada (CCS), ángulo de fricción interna, índice de abrasividad e índice de embolamiento con el propósito de seleccionar las mejores estructuras de corte asociada a la litología presente. Finalmente mediante el procesamiento de registros de pozos a través de programas de simulación y sobre la base del UCS de la Formacion Misoa, se definieron como las mas adecuadas las mechas de diámetro 81/2” código IADC M422 y M842 y las de mejor desempeño fueron las mechas PDC DS234 y KGR503. Palabras claves: abrasividad, mechas de perforación, resistencia a la compresión, tasa de penetración. E-mail: [email protected]
Colina Brito, Yoselin Mariet. Bit selection process' optimization to drill Misoa Formation Field Bachaquero Lake Southwest. (2011) Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado. Maracaibo, Venezuela, 118 p. Tutor: Orlando Zambrano.
ABSTRACT The main objective of this research was to optimize the bit selection based on the calculation of the rock compressive strength of Misoa Formation in wells belonging to the Field Bachaquero Lake area southwest, due to during the drilling of the production hole there has been a noticeable decrease in the rate of penetration for this Formation, as well as directional rotary equipments failures and a high number of trips. The information of 4 wells was used to construct the dynamic profile of the bits employed during the last drilling campaign, and the information from 6 wells to determine the values of the following dynamic mechanical properties: unconfined compressive strength (UCS), confined compressive strength (CCS), friction angle, abrasion index and balling index, in order to select the best cutting structures associated to this lithology. Finally, by processing well logs data through simulation programs on the basis of the UCS of Misoa Formation were defined as the most suitable bits of 8 1 / 2" diameter IADC code M422 and M842 and the best performers were DS234 PDC bit and KGR503 Impregnated bit. Keywords: abrasivity, bit, compression strength, rate of penetration. E-mail: [email protected]
AGRADECIMIENTOS.
A Dios, por ser la luz que ilumina mi camino, por acompañarme y guiarme siempre
que lo he necesitado.
A mi Familia, por enseñarme los valores más importantes para ser cada día mejor
persona. Por acompañarme siempre y tener mucha paciencia conmigo.
A mi hermano, por hacer de mi sueño su sueño, sin su apoyo incondicional nada de
esto hubiese sido posible.
A mi Tutor Académico Ing. Orlando Zambrano, por su colaboración y disposición a lo
largo de la elaboración de ésta investigación.
Al Ing. Jonathan Quintero, quien aun sin conocerme me brindo su apoyo para la
culminación de esta etapa, muchísimas gracias por compartir tu tiempo, y tus
conocimientos.
Al Ing. Jesús Quintero, por su calidad humana, sensibilidad y su incondicional
colaboración.
A mis amigos Anais y Pedro, por motivarme cada día, por protegerme, y por
ayudarme a comprender que si quiero algo debo ir por ello y punto. El camino ha
sido largo lo sé.
A PDVSA, por brindarme la ayuda necesaria para realizar este Trabajo Especial de
Grado.
A todos… Mil Gracias…!!
TABLA DE CONTENIDO
Página
RESUMEN……………………………………………………………………...... 4
ABSTRACT……………………………………………………………………..... 5
AGRADECIMIENTOS………………………….……………………………...... 6
TABLA DE CONTENIDO……………………………………………………….. 7
LISTA DE FIGURAS…………………………………………………………….. 11
LISTA DE TABLAS……………………………………………………………… 13
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………… 15
CAPÍTULO
I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………...………………. 16
1.1. Planteamiento de problema………………………………………………. 16
1.2. Justificación de la investigación…………………………………………. 17
1.3. Objetivos de la investigación……………………………………………… 17
1.3.1. Objetivo general………………………………………………………….. 17
1.3.2. Objetivos específicos……………………………………………………. 18
1.4. Delimitación de la investigación………………………………………….. 18
II. MARCO TEORICO
2.1. Antecedentes de la investigación………………………………………... 19
2.2. Descripción del Campo Bachaquero Lago……………………………... 21
2.2.1. Área Nor – Este……………………………………………………... 22
2.2.2. Área Nor - Oeste (Intercampo)……………………………………. 22
2.2.3. Área Sur – Este……………………………………………………... 22
2.2.4. Área Sur – Oeste……………………………………………………. 22
2.2.4.1. Yacimiento C-7-X.12…………………………………………… 23
2.2.4.2. Yacimiento C-7-X.14…………………………………………… 24
2.2.5. Estratigrafía………………………………………………………..... 25
2.3. Geomecánica……………………………………………………………….. 26
2.4. Esfuerzos……………………………………………………………………. 27
2.4.1. Esfuerzo de tensión………………………………………………... 27
2.4.1.1. Esfuerzo de compresión……………………………………….. 27
2.4.1.2. Esfuerzo de tracción……………………………………………. 28
2.4.2. Esfuerzo de corte…………………………………………………… 28
2.5. Resistencia………………………………………………………………….. 29
2.6. Propiedades mecánicas de las rocas……………………………………. 29
2.7. Información geomecánica a partir de datos de campo………………... 32
2.7.1. Registros de rayos gamma………………………………………... 33
2.7.2. Registros acústicos………………………………………………… 33
2.7.2.1. Registros sónicos monopolares…………………………….... 34
2.7.2.2. Registros sónicos dipolares…………….…………………….. 35
2.8. Mechas de perforación…………………………………………………….. 35
2.8.1. Tipos de mechas de perforación………………………………….. 36
2.8.1.1. Mechas Tricónicas……………………………………………… 36
2.8.1.1.1. Mecanismo de corte de las mechas tricónicas…………… 37
2.8.1.1.2. Cojinete y Sello……………………………………………… 38
2.8.1.1.3. Almacén de grasa…………………………………………… 38
2.8.1.1.4. Clasificación IADC para mechas tricónicas………………. 39
2.8.1.2. Mechas de diamante Policristalino PDC…………………….. 41
2.8.1.2.1. Componentes de la mecha PDC………………………….. 41
2.8.1.2.1.1. Cuerpo de la Mecha……………………………………... 42
2.8.1.2.1.2. Blank de acero (Estructura de Sostén)………………... 43
2.8.1.2.1.3. Shank……………………………………………………... 43
2.8.1.2.2. Cortadores PDC……………………………………………... 44
2.8.1.2.2.1. Tamaño de los cortadores PDC………………………... 44
2.8.1.2.2.2. Rastrillaje (Back Rake)………………………………….. 46
2.8.1.2.2.3. Orientación lateral (Side Rake)………………………… 46
2.8.1.2.3. Mecánica de corte de mechas PDC………………………. 47
2.8.1.2.4. Tecnología de diseño……………………………………….. 48
2.8.1.2.4.1. Perfil……………………………………………………….. 48
2.8.1.2.4.2. Disposición de los cortadores………………………….. 49
2.8.1.2.4.3. Calibre…………………………………………………….. 50
2.8.1.2.5. Clasificación IADC de Mechas PDC………………………. 51
2.8.1.3. Mechas impregnadas de diamante…………………………… 52
2.8.1.3.1. Características de las Mechas Impregnadas de
Diamante…………………………………………………………………. 53
2.8.1.3.2. Aplicación de las Mechas Impregnadas de Diamante…... 53
2.8.1.3.3. Codificación de las mechas Impregnadas de Diamante… 54
2.9. Parámetros de perforación que influyen en el rendimiento de la
mecha…………………………………………………………………………...... 54
2.9.1. Galonaje por Minuto………………………………………………... 54
2.9.2. Peso sobre la Mecha……………………………………………….. 55
2.9.3. Revoluciones por Minuto (RPM)………………………………….. 56
2.9.4. Torque………………………………………………………………... 56
2.10. Selección de mechas de perforación…………………………………… 57
2.10.1. Selección de las características de las mechas……………….. 58
2.10.1.1. Selección de las estructuras de corte……………………….. 58
2.10.1.2. Selección del número de cortadores………………………… 59
2.10.1.3. Numero de Aletas……………………………………………… 60
2.10.1.4. Direccionabilidad………………………………………………. 61
2.10.1.5. Angulo de cortadores para mechas PDC…………………… 62
2.10.1.6. Orientación de los cortadores………………………………… 63
2.11. Teoría de Energía Específica……………………………………………. 63
2.12. Eficiencia Mecánica de las Mechas (EFFM)…………………………… 65
2.13. Pérdidas por fricción de la sarta de perforación………………………. 65
2.14. Principales causas que afectan el desempeño de las mechas de
perforación……………………………………………………………………….. 65
2.15. Evaluación de Desgaste de Mechas (IADC)…………………………… 67
III. MARCO METODOLOGICO
3.1. Tipo de investigación………………………………………………………. 71
3.2. Diseño de investigación…………………………………………………… 71
3.3. Población……………………………………………………………………. 72
3.4. Muestra……………………………………………………………………… 72
3.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos……………………… 72
3.5.1. Análisis documental………………………………………………… 72
3.5.2. Información de pozos en estudio…………………………………. 73
3.5.3. Técnicas de procesamiento y análisis de datos………………… 74
3.6. Metodología de Investigación…………………………..………………… 74
3.6.1. Selección de los pozos para el estudio…………………………... 74
3.6.2. Estadística de mechas utilizadas en el campo Bachaquero
Lago Suroeste………………………………………………………………. 75
3.6.3. Determinación de las Propiedades Mecánicas a partir de
Registros Eléctricos…………………...………………………………….... 76
3.6.3.1. Procedimiento de Rocky03…………………………………....... 77
3.6.4. Validación de Abrasividad…………………………………………. 78
3.6.5. Calculo de Eficiencia Mecánica…………………………………… 79
3.6.6. Integración de la Información……………………………………… 80
IV. ANALISIS DE RESULTADOS
5.1. Estadística de mechas utilizadas en el área Bachaquero Lago
Suroeste…………………………………………………………………………... 81
5.1.1. Pozo BA-2631……………………………………………………..... 82
5.1.2. Pozo BA-2632……………………………………………………..... 84
5.1.3. Pozo BA-2648……………………………………………………..... 85
5.1.4. Pozo BA-2658……………………………………………………..... 87
5.2. Determinación de propiedades mecánicas……………………………… 88
5.2.1. Pozo BA-2631……………………………………………………... 88
5.2.2. Pozo BA-2648……………………………………………………... 90
5.2.3. Pozo BA-2148……………………………………………………... 91
5.2.4. Pozo BA-2157……………………………………………………... 93
5.2.5. Pozo BA-2057……………………………………………………... 94
5.2.6. Pozo BA-2015……………………………………………………... 95
5.3. Calculo de Energía Específica y Eficiencia Mecánica………………….. 96
5.4. Selección de mechas hoyo de producción………………………………. 99
CONCLUSIONES………………………………………………………………... 105
RECOMENDACIONES…………………………………………………………. 107
BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………... 108
ANEXOS………………………………………………………………………….. 109
LISTA DE FIGURAS
Figura Página
1. Mapa Campo Bachaquero Lago………………………………………. 21
2. Comportamiento de producción Yacimiento C-7-X.12……………… 23
3. Comportamiento de producción Yacimiento C-7-X.14……………… 25
4. Columna estratigráfica del Campo Bachaquero Lago……………… 26
5. Pieza sometida a esfuerzos de compresión…………………………. 28
6. Pieza sometida a esfuerzos de tracción……………………………… 28
7. Pieza sometida a esfuerzos de corte…………………………………. 28
8. Relación esfuerzo-deformación………………………………………. 30
9. Ejemplos de anisotropía intrínseca (litología) y producida por
esfuerzos…………………………………………………………………. 30
10. Resistencia de roca no confinada…………………………………….. 31
11. Resistencia compresiva confinada…………………………………… 31
12. Angulo de fricción interna………………………………………………. 32
13. Tipos de cortadores en mechas tricónicas…………………………… 37
14. Desplazamiento o excentricidad de los conos………………………. 37
15. Almacén de grasa……………………………………………………..... 39
16. Estructura de corte PDC / Impregnada………………………………. 41
17. Corte transversal de una mecha PDC……………………………….. 41
18. Cuerpo de la barrena con matriz de carburo de tungsteno………… 42
19. Blank de acero…………………………………………………………... 43
20. Cortador PDC……………………………………………………………. 44
21. Tamaños de cortadores comparados con los tamaños de mechas. 45
22. Comparación entre los distintos ángulos de back rake (rastrillaje)... 46
23. Ángulo de orientación lateral (Side Rake)…………………………… 47
24. Fractura de la roca por compresión…………………………………… 47
25. Componentes del perfil de una mecha PDC…………………………. 48
26. Disposición en espiral…………………………………………………... 49
27. Disposición de los cortadores de bajo desbalance – posición radial
única – espiral…………………………………………………………… 50
28. Disposición con acalanaduras…………………………………………. 50
29. Tamaño del calibre: mecha con calibre corto / mecha con calibre
largo………………………………………….…………………………… 51
30. Registros electricos para selección de barrenas………………....... 77
31. Estimación de Litología Rocky03……………………………………… 78
32. Curva UCS vs Dtc……………………………………………………… 78
33. Distribución de la actividad de perforación por año en el periodo
1992-2009………………………………………………………………... 81
34. Rendimiento de mechas Campo Bachaquero Lago Suroeste Hoyo
8 1/2” Formación Misoa………………………………………………… 82
35. Parámetros comportamiento de mechas Pozo BA-2631…………... 83
36. Parámetros comportamiento de mechas Pozo BA-2632…………... 85
37. Parámetros comportamiento de mechas Pozo BA-2648…………... 86
38. Parámetros comportamiento de mechas Pozo BA-2658…………... 87
39. UCS, CCS, angulo de fricción, indice de abrasividad, indice de
embolamiento, Pozo BA-2631………………………………………… 89
40. UCS, CCS, angulo de fricción, indice de abrasividad, indice de
embolamiento, Pozo BA-2648…………………………………………. 91
41. UCS, CCS, angulo de fricción, indice de abrasividad, indice de
embolamiento, Pozo BA-2148……………………….………………… 93
42. Energía especifica / verticalidad Pozos BA-2631 y BA-2648……… 102
LISTA DE TABLAS
Tabla Página
1. Clasificación de la resistencia de la roca según Deere y Miller……. 31
2. Identificación IADC de mechas tricónicas……………………………. 39
3. Identificación IADC de mechas PDC…………………………………. 52
4. Identificación IADC de mechas Impregnadas de Diamante………... 54
5. Tabla de referencia de diámetro de cortadores con respecto a la
resistencia a la compresión no confinada……………………………. 59
6. Tabla de referencia del numero de aletas con respecto a la
resistencia a la compresión no confinada……………………………. 61
7. Características de los diferentes ángulos en los cortadores……….. 62
8. Sistema de evaluación IADC…………………………………………... 67
9. Características del desgaste y otras características………………... 68
10. Ubicación del desgaste (L)…………………………………………….. 68
11. Desgaste del calibre (1/16 pulgadas)…………………………………. 69
12. Razones para sacar mecha…………………………………………… 70
13. Relacion DTs y Dtc para diferentes litologías Rocky03…………….. 76
14. Factor de Fricción……………………………………………………….. 79
15. Eficiencia Mecánica de la Mecha……………………………………… 80
16. Resistencia a la compresión no confinada (UCS), angulo de
fricción, indice de abrasividad, indice de embolamiento promedio
Pozo BA-2631…………………………………………………………… 89
17. Resistencia a la Compresión no confinada (UCS), angulo de
fricción, indice de abrasividad, indice de embolamiento promedio
Pozo BA-2648…………………………………………………………… 90
18. Resistencia a la Compresión no confinada (UCS), angulo de
fricción, indice de abrasividad, indice de embolamiento promedio
Pozo BA-2148…………………………………………………………… 92
19. Resistencia a la Compresión no confinada (UCS), angulo de
fricción, indice de abrasividad, indice de embolamiento promedio
Pozo BA-2157…………………………………………………………. 94
20. Resistencia a la Compresión no confinada (UCS), angulo de
fricción, indice de abrasividad, indice de embolamiento promedio
Pozo BA-2057…………………………………………………………… 95
21. Resistencia a la Compresión no confinada (UCS), angulo de
fricción, indice de abrasividad, indice de embolamiento promedio
Pozo BA-2015…………………………………………………………… 96
22. Cálculo de energía específica y eficiencia mecánica Pozo BA-
2631………………………………………………………………………. 97
23. Cálculo de energía específica y eficiencia mecánica Pozo BA-
2648………………………………………………………………………. 98
24. Valores promedio de UCS pozos C-7-X.12………………………….. 100
25. Valores promedio de UCS pozos C-7-X.14………………………… 100
26. Evaluación de desgaste Mecha IADC 422…………………………… 100
27. Evaluación de desgaste Mecha IADC 432…………………………… 101
28. Evaluación de desgaste Mecha IADC 842…………………………… 101
29. Mechas con mejor desempeño en base a la resistencia a la
compresión no confinada y energía específica hoyo 8 1/2”………... 102
30. Especificaciones tecnicas mecha PDC DS 234…………………….. 103
31. Especificaciones tecnicas mecha impregnada KGR 503………….. 103
32. Parametros operacionales promedios campo Bachaquero Lago
area suroeste……………………………………………………………. 104
33. Estandarizacion tecnica de selección de mechas campo
Bachaquero Lago area suroeste………………………………………. 104
INTRODUCCIÓN
Uno de los elementos para optimizar la perforación de un área es la optimización
de la selección de mechas y de los parámetros de operación. A pesar del desarrollo
actual, la selección de mechas continúa siendo uno de los grandes retos durante la
planificación de los proyectos de perforación, generalmente debido a la falta de una
metodología que permita detectar si el bajo desempeño en la perforación se debe al
desgaste natural de la estructura de corte o a algún otro factor.
Durante la perforación del hoyo de producción con objetivo en los yacimientos
C-7-X.12 y C-7-X.14 de la Formación Misoa en el Campo Bachaquero Lago área
suroeste ha sido notable la disminución de la tasa de penetración, fallas en los
equipos direccionales rotatorios y un alto número de viajes, razón por la cual surge
la necesidad de un mejor criterio de selección y evaluación de desempeño de
mechas.
En este trabajo se presenta la metodología seguida para definir las
características de las mechas más apropiadas para la sección del hoyo de
producción de dicho campo. El estudio comprende la evaluación de los parámetros
de perforación, determinación de la resistencia a la compresión de la roca y otras
propiedades mecánicas a partir de registros eléctricos, y evaluación del rendimiento
de las mismas. La investigación se plantea sobre la base de cuatro capítulos a
desarrollar, en el primer capítulo se realiza la descripción del problema, se
establecen los objetivos y se delimita la investigación, con esta información se
establece la dimensión del problema planteado y las herramientas requerida para su
solución.
El segundo capítulo indica los aspectos generales del área, y en él se presentan
estudios realizados anteriormente, así como las bases teóricas que sustentan la
investigación.
El tercer capítulo corresponde al esquema metodológico que se implementará.
El cuarto capítulo se dedica a los resultados y análisis de los mismos. Finalmente
se emiten las conclusiones del trabajo y se dan recomendaciones de la misma.
16 CAPITULO I.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 1.1. Planteamiento del Problema. El objetivo principal de la industria petrolera es maximizar el recobro de fluidos en
los yacimientos de hidrocarburos al menor costo posible, optimizando por supuesto
todos los procesos que involucran la extracción, transporte, tratamiento y
comercialización de tan preciado recurso.
La perforación de pozos representa una de las etapas de mayor costo e inversión
en el proceso de extracción de hidrocarburos. Por esta razón actualmente se
realizan esfuerzos dirigidos a mejorar y diseñar técnicas y equipos que permitan una
mayor rentabilidad durante la misma, mediante la planificación de la construcción de
pozos y la implementación de planes que involucren la reducción del tiempo y costos
de las operaciones.
La optimización de los tiempos de perforación depende en gran parte de la
mejora en el desempeño de las mechas de perforación o el incremento de la tasa de
penetración. Sin embargo, y a pesar del desarrollo actual, la selección de mechas
continúa siendo uno de los grandes retos durante la planificación de los proyectos de
perforación, ya que está sujeta a una serie de incertidumbres.
Uno de los criterios más importantes que se debe considerar a la hora de
seleccionar la mecha de perforación es la completa y precisa descripción de las
formaciones que serán perforadas, incluyendo aspectos tales como la resistencia de
la roca y las propiedades de la formación, posteriormente se pueden considerar
otros parámetros tales como el tipo de perforación, factor de perforabilidad y costo
por pie, entre otros.
La perforación en el campo Bachaquero Lago, área suroeste (Eoceno) fue
retomada a mediados del 2005 después de casi 10 años de inactividad, con objetivo
en los Yacimientos “C” inferiores de la Formación Misoa. Durante la perforación de
estos pozos específicamente en los Yacimientos C-7-X.12 y C-7-X.14, ha sido
17 notable la disminución en la tasa de penetración (ROP), generando corta vida de la
mecha, esto es un indicativo de que existe un bajo rendimiento de la mecha, bien
sea por el tipo de formación, tipo de mecha, diseño de la mecha o por la selección
de la misma.
Por tal razón es necesario evaluar una metodología de selección de mechas que
permita obtener las mejores estructuras de corte basada en las propiedades
geológicas y mecánicas de la formación (compresibilidad) para garantizar una mayor
tasa de penetración, incrementar la vida útil de la mecha y lograr así menor tiempo
de perforación, reducción de costos y mejorar la eficiencia de perforación en este
campo.
1.2. Justificación de la investigación. La evaluación del desempeño de las mechas corridas en los pozos existentes
ubicados en el campo Bachaquero Lago suroeste permitirá desarrollar una
metodología sencilla que establezca criterios óptimos para la selección de mechas a
utilizar en la perforación de pozos futuros, con la finalidad de incrementar la vida útil
de las mismas, optimizar los tiempos de perforación y reducir los costos operativos
en el área.
Adicionalmente, el estudio aportará conocimientos relevantes acerca del uso de
herramientas computarizadas que servirán como soporte para formular el plan
orientado a la perforación del campo.
1.3. Objetivos de la investigación. 1.3.1. Objetivo General.
Optimizar el proceso de selección de la mecha de perforación que genere mejor
desempeño en base al cálculo de la resistencia a la compresión de la roca de la
Formación Misoa.
18 1.3.2. Objetivos Específicos.
• Analizar los parámetros de perforación en los reportes de los pozos: tasa de
penetración, pies perforados, peso sobre la mecha, revoluciones por minutos,
evaluación del desgaste.
• Calcular las propiedades mecánicas de la formación atravesada.
• Validar la dureza y abrasividad de la formación mediante el uso de programas
computacionales.
• Evaluar la eficiencia de perforación en base a la tasa de penetración (ROP) y
torque.
• Definir las características de la mecha más apropiada para diferentes secciones
de hoyo para perforaciones futuras.
• Generar un banco de datos de las mechas óptimas a utilizar en el área.
1.4. Delimitación de la Investigación. El estudio propuesto se tiene previsto realizarlo en las instalaciones de PDVSA.
Edif. El Menito, ya que el campo en estudio pertenece a la Unidad de Explotación
Bachaquero Lago de la empresa Petróleos de Venezuela, S.A.; el mismo abarca el
análisis de 19 pozos pertenecientes a los yacimientos C-7-X.12 y C-7-X.14
integrando toda la información posible de los registros tomados en cada uno de
ellos.
19 CAPITULO II.
MARCO TEORICO.
2.1. Antecedentes de la investigación.
• Posso Shirlis y Portillo Xiomara. CRITERIOS DE EVALUACIÓN PARA LA SELECCIÓN DE MECHAS DE PERFORACIÓN EN EL CAMPO MARA. Maracaibo,
Noviembre de 2006.
Este trabajo se fundamento en establecer una adecuada selección de mechas de
perforación para mejorar la tasa de penetración en los diferentes hoyos, disminuir el
costo por pie perforado del campo y contribuir a la optimización de las operaciones
de perforación. Por otra parte, para que estos factores puedan cumplirse se debe
realizar un estudio al tipo de formación que se va a perforar, con el fin de determinar
el tipo de mecha y diseño de la misma para optimizar la tasa de penetración y
alargar la vida útil de la misma. En este sentido, la explotación de los campos se ve
afectada, generando incrementos en los costos operacionales. Se tomó una muestra
de cinco (5) pozos del Campo Mara, los cuales representan o identifican a la gran
mayoría de los pozos perforados en dicho campo, considerando las actividades de
perforación futuras en el área. Finalmente, se establecieron criterios de selección de
mechas con el propósito de aumentar la tasa de penetración (ROP) y disminuir el
costo por pie perforado (CPP). Dicho trabajo, constituyó un gran aporte a la presente
investigación ya que, sirvió de apoyo a las bases teóricas y representó una guía para
la elaboración del procedimiento metodológico a seguir para la consecución de los
objetivos planteados.
• Torres Juan. VALIDACIÓN DEL PROGRAMA BIT PERFORMANCE ANALYSIS SYSTEM APLICADO EN LOS ANÁLISIS DE MECHAS DE PERFORACIÓN UTILIZADOS EN LOS CAMPOS ACTIVOS DEL ESTADO BARINAS. Maracaibo,
Abril de 2005.
La finalidad de esta investigación fue evaluar el desempeño de las mechas
utilizadas en los pozos perforados en los campos activos del Estado Barinas, y la
factibilidad de generalizar la tecnología del programa BPAS para ser aplicada a
20 cualquier sección de hoyo a perforar en dichos campos. Este trabajo describe las
mechas de conos giratorios, de cortadores fijos, de PDC y de diamante, y los
avances recientes, incluyendo una amplia gama de diseño, materiales y métodos de
fabricación que mejoran en gran parte el rendimiento de la perforación y les ayudan
a los perforadores a seleccionar la mecha acorde con las necesidades del cliente,
para cada formación o aplicación. La revisión del trabajo presentado por Torres
permitió ahondar las bases teóricas de la presente investigación.
• Davila Jesús. DISEÑO DE UNA MATRIZ TÉCNICA DE SELECCIÓN DE MECHAS DE PERFORACIÓN PARA LAS ÁREAS BARINAS Y APURE. Maracaibo, Abril de 2004.
Este estudio estableció criterios que permiten evaluar cada mecha de perforación
propuesta por las diferentes compañías de servicios. En el mismo se determinaron
las características técnicas que debe tener la mecha de perforación para cada
campo de las áreas en estudio. Luego se realizó el análisis estadístico, donde se
evaluaron y determinaron las mejores corridas en los pozos seleccionados. La
metodología de análisis estadístico de las tasas de penetración y la evaluación del
desgaste de las mechas desarrollada en esta investigación se utilizó como punto de
apoyo para el desarrollo de los análisis estadísticos de las mechas utilizadas en el
campo Bachaquero Lago.
• Rojas, Moravia. SELECCIÓN DE LA MECHA DE PERFORACIÓN CON MEJOR DESEMPEÑO EN LOS POZOS FUC-39, FUC-40, FUC-41, FUC-42, FUL-90, FUL-91, SOBRE LA BASE DEL CÁLCULO DE LOS VALORES DE RESISTENCIA AL ESFUERZO NO CONFINADO DE LA ROCA EN LA FORMACIÓN NARICUAL EN EL CAMPO EL FURRIAL. Caracas 2003.
En este estudio sobre la base del cálculo de UCS de la Formación Naricual y de
un análisis comparativo de las repuestas de los paquetes de simulación y de los
valores referenciales del núcleo del pozo patrón FUL-13 se definieron las mechas
más adecuadas y de mejor desempeño para dicha formación. Este antecedente
representó un importante aporte a la presente investigación ya que sirvió como
21 punto de apoyo y eje fundamental para el desarrollo de una metodología similar a
ser aplicada en el área de estudio.
2.2. Descripción del campo Bachaquero Lago.
El campo Bachaquero Lago se divide en dos áreas de suma importancia, que
son: el área este y el área oeste, que a su vez se subdividen en: sur-este, sur-oeste,
nor-este(BACH-02) y nor-oeste(Intercampo) tal como se muestra en la Figura 1, las
cuales responden a diferentes comportamientos estáticos y dinámicos, que conlleva
a desarrollar los yacimientos mediante esquemas de explotación individuales para
cada yacimiento, tomando en cuenta que dicha acción resulte racional y rentable
respondiendo de ese modo a los requisitos y lineamientos de plan de negocio, de la
Unidad de Explotación Bachaquero Lago, y por consiguiente a la corporación.
Figura 1. Mapa campo Bachaquero Lago. Fuente: Archivo digital de PDVSA (2002).
A continuación se describen las principales áreas:
22 2.2.1. Área nor - este.
Ubicada en el Lago de Maracaibo, entre la falla de Pueblo Viejo al Oeste y la
zona de playa al este, resulta definida por límites geológicos y administrativos. La
zona abarca las Parcelas A342, A343, A365, A366, A367, A368, A369, A370, A371,
A372, A373, A374, A375, A376, A377, A378, A379 y las zonas de playas.
2.2.2. Área nor - oeste (Intercampo).
Los yacimientos del área Intercampos ubicado en la Costa Oriental del Lago de
Maracaibo deben el origen de su estructura a la inversión de una antigua falla
normal de edad Eoceno: la Falla de Pueblo Viejo, que constituye su límite al este.
Este rejuvenecimiento empezó levemente durante la instalación de las Napas de
Lara, en el Eoceno Tardío y siguió durante toda la Orogénesis Andina que empezó,
en el área, en el Oligoceno. La estructura, que se ubica en la parte deprimida oeste
de la falla, se presenta como un Monoclinal alargado en sentido norte sur con un
fuerte buzamiento, del orden de los 30°, hacia el oeste. Está limitada al este por la
falla de Pueblo Viejo.
2.2.3. Área sur - este.
El área está definida por límites geológicos. Comprende las parcelas A383, A385,
A417, A424, A431, A434. Hacia el oeste el área está limitada por la falla de Pueblo
Viejo, que la separa de los Yacimiento Bachaquero sur-oeste. Los límites en las
otras direcciones están representados por contactos agua-petróleo.
2.2.4. Área sur - oeste.
El área está definida por límites geológicos y administrativos. Comprende, desde
el norte hacia el sur, las parcelas A385, A394, A376, A401, A402, A-403, A420,
A421 y A434. Hacia el este el área está limitada por la gran falla de Pueblo Viejo,
que la separa de los Yacimientos Bachaquero 02 en la parte Norte y del Mioceno
sur-este en la parte sur. Otro lindero administrativo importante limita hacia el sur la
zona de la U.E. Lagotreco.
23 2.2.4.1. Yacimiento C-7-X.12.
El Yacimiento C-7-X.12, está ubicado en el bloque deprimido de la Falla de
Pueblo Viejo, al suroeste del campo Bachaquero Lago, Cuenca del Lago de
Maracaibo. Este Yacimiento abarca parte de las parcelas: A-403. La explotación del
Yacimiento C-7-X.12, comenzó en Octubre de 1992, con la perforación del pozo
BA-2015. Posteriormente, se perforaron los pozos BA-2054, BA-2057, BA-2115,
BA-2116 y BA-2138, llegando a la máxima producción (2400 BNPD) del yacimiento
en el año 1994, con los 5 pozos productores activos. En el año 2009 se perforó el
pozo BA-2658 con la finalidad de drenar las reservas del área y de actualizar los
fluidos en las unidades que conforman el Miembro Arenas C de la Formación Misoa.
El Yacimiento posee un mecanismo de producción de compactación roca fluido
y/o gas en solución el cual se puede observar en el comportamiento de producción
del mismo. El petróleo que produce el Yacimiento C-7X.12 es liviano de ± 43,5 ºAPI
con viscosidad esta desde 0,2 cps y del MISC6 BA2015 es liviano de + 43 °API con
una viscosidad de 0,22 cps (según cifras sometidas a reservas del año 2007).
Figura 2. Comportamiento de Producción Yacimiento C-7-X.12. Fuente: Departamento de
Yacimiento Bachaquero Lago (2010).
1992 93 94 95 96 97 98 99 2000 01 02 03 04 050
750
1500
2250
3000
3750Tasa Real de Petroleo ( bls/d )
0.0
0.6
1.2
1.8
2.4
3.0Petroleo Acumulado ( MMbls/d )
FECHA
1992 93 94 95 96 97 98 99 2000 01 02 03 04 050
15
30
45
60
0
75
150
225
300
375Agua Acumulada ( M )
FECHA
Corte de agua (%)
1992 93 94 95 96 97 98 99 2000 01 02 03 04 050
7500
15000
22500
30000
37500Relacion Gas Petroleo
0
150
300
450
600Gas Acumulado ( MM )
FECHA
24 El Yacimiento C-7-X.12 presenta un POES de 43,276 MMBN, con unas reservas
recuperables de 5,193 MMBN de petróleo (12% del POES), de las cuales se han
producido 2,207 MMBN para unas reservas remanentes de 2,986 MMBN (según
cifras oficiales sometidas a Reservas del año 2007). El GOES de este Yacimiento es
de 115,374 MMPCN, los cuales con un factor de recobro oficial de 21,921%, permite
obtener 21,921 MMPCN de reservas recuperables de gas (según cifras oficiales
sometidas a Reservas del año 2007).
2.2.4.2. Yacimiento C-7-X.14.
El Yacimiento C-7-X.14 se encuentra ubicado en el bloque deprimido de la falla
principal de Pueblo Viejo, está constituido principalmente por un alto alargado en
dirección norte-sur cuyos flancos están limitados por fallas inversas, también de
rumbo norte-sur, casi verticales (tipo estructura en flor). En general está formado por
un conjunto de bloques limitados por fallas inversas de rumbo norte-sur y fallas
normales de rumbo noroeste-sureste. El Yacimiento fue descubierto en noviembre
de 1994 mediante la perforación del pozo BA-2140. En marzo de 1995, fue
completado el segundo pozo BA-2148. En septiembre de 1995 alcanzó su máxima
tasa de petróleo con 3 pozos activos (BA-2140; BA-2148; BA-2157). Posteriormente
se perforaron los pozos BA-2167, BA-2175, BA-2176.
Después de la buena producción que venía presentando el yacimiento desde su
comienzo, experimenta para finales del año 1996 una fuerte caída como
consecuencia del cierre de los pozos BA2148 y BA2157, quedando solamente activo
el pozo BA2140. Sin embargo, esta producción se restablece en el año 1997 con la
perforación de los pozos BA-2183, BA-2185, y BA-2204. Con el fin de actualizar
informaciones geológicas y de fluidos para así desarrollar completamente el área, se
retoma en el año 2005 la perforación en esta área a través de tres localizaciones
(BA-2631, BA-2632 y BA-2648).
El mecanismo de producción existente es gas en solución, aunque también se
considera que este yacimiento pertenece a un sistema hidráulico confinado y de
poca extensión este-oeste.
25
Figura 3. Comportamiento de Producción Yacimiento C-7-X.14. Fuente: Departamento de
Yacimiento Bachaquero Lago (2010).
Este Yacimiento presenta un POES oficial de 37,87 MMBls, con unas reservas
recuperables de 9,46 MMBls de petróleo (24.98% del POES), de las cuales se han
producido 5,7 MMBls para unas reservas remanentes de 3,76 MMBls.
2.2.5. Estratigrafía.
La columna estratigráfica del Cenozoico en el Campo Bachaquero Lago
comprende las formaciones Guasare, Misoa, Paují, La Rosa, Lagunillas e Isnotú que
van desde el Paleoceno hasta el Mioceno. La Figura 4, muestra la columna
geológica generalizada para el Campo Bachaquero Lago.
26
Figura 4. Columna Estratigráfica del Campo Bachaquero Lago. Fuente: Archivo digital de
PDVSA (2002).
A continuación se presentan las bases teóricas que sirven de insumo a éste
trabajo:
2.3. Geomecánica. El análisis de las cargas y fuerzas estáticas o dinámicas que actúan sobre las
rocas y de los efectos internos que se generan en el material rocoso como
esfuerzos, deformación y acumulación de energía, así como el análisis de las
consecuencias de los efectos internos que se producen en la roca como la fractura,
el flujo o la deformación de la roca, en ingeniería es conocido como mecánica de
rocas y es una de las ramas más jóvenes de la disciplina de resistencia de los
materiales (Jumikis A.,1979).
ERA
PER
IOD
OEP
OC
A
LITO
LOG
ÍA
DESCRIPCIÓNLITOLÓGICA
Arcillas abigarradas y areniscas.
Mbro.BACHAQUERO
Areniscas poco consolidadas, lutitas y algunos lignitos.
Mbro.LAGUNA
Areniscas poco consolidadas, lutitas y algunos lignitos.
Mbro.LAGUNILLAS INFERIOR
Areniscas intercaladas con arcillas y lutitas carbonáceas abigarradas.
Mbro.LUTITA LA ROSA
Lutitas de gran espesor, marinas con intercalaciones locales de areniscas.
Mbro.SANTA BÁRBARA
Arenas basales con intercalaciones de arcillas laminares.
Lutitas de color gris oscuro.
Mbro.ARENAS BINFORMAL
Intercalaciones de areniscas y lutitas de litorales a costeras, además de areniscas de canales fluviales y que almacenan las mejores acumulaciones petroleras en los Mbros. B-X del Eoceno.
Mbro.ARENAS CINFORMAL
Areniscas de grano muy fino, densas, laminares con bioturbaciones y estructuras de cono en cono, las cuales fueron depositadas en un ambiente de llanura de mareas.
PALE
OC
ENO
Calizas arenosas, fosilíferas y areniscas calcáreas, con intercalaciones de areniscas no calcáreas de grano fino.
Fm.MISOA
Fm. ISNOTÚ
NEOGENO
PALEOGENO
CENOZOICO
UNIDADESLITOESTRATIGRÁFICAS
Fm. GUASARE
Fm. PAUJI
MIOCENO
EOCENO
Fm.LAGUNILLAS
Fm.LA ROSA
27 El estudio de las características mecánicas de los materiales geológicos que
conforman las rocas de formación se define como geomecánica, esta disciplina está
basada en los conceptos y teorías de mecánica de rocas y mecánica de suelos, que
relacionan el comportamiento de la formación bajo los cambios de esfuerzo producto
de las operaciones petroleras de perforación, completación y producción de pozos.
La geomecánica utiliza resultados experimentales de campo y laboratorio
conjuntamente con soluciones analíticas para resolver problemas particulares,
intentando dar respuesta a problemas donde se relacionan esfuerzos y deformación
con la resistencia del material rocoso (Vázquez A., 2001).
2.4. Esfuerzos.
Es la capacidad que tiene un material sólido de resistir carga por unidad de área.
El esfuerzo puede definirse como la intensidad de la fuerza que actúa por unidad de
superficie en un de material sólido, resistiendo la separación, compresión o
deslizamiento que tiende a ser producido por fuerzas externas. La unidad básica del
esfuerzo en el sistema internacional es el Pascal (Pa), que es equivalente a un
Newton por metro cuadrado (N/m2), (Vázquez, A., 2001). Los esfuerzos en términos
generales pueden clasificarse en esfuerzos de tensión y de corte.
2.4.1. Esfuerzo de tensión.
Se describe como la fuerza por unidad de área que actúa transversalmente en
una superficie de material sólido, resistiendo la separación (tracción) o la compresión
que tienden a ser producidas por fuerzas externas. A su vez éste tipo de esfuerzo
puede descomponerse en dos tipos: esfuerzos de compresión y esfuerzos de
tracción.
2.4.1.1. Esfuerzo de compresión.
Un esfuerzo de tensión es a compresión (Figura 5) cuando al actuar sobre el
cuerpo lo presione o reduzca, es decir, la dirección será entrante hacia él. Por
convención, estos esfuerzos son positivos.
28
Figura 5. Pieza sometida a esfuerzos de compresión. Fuente: Notas sobre geomecánica
aplicada a la perforación. Zambrano, O. (2006).
2.4.1.2. Esfuerzo de tracción.
Un esfuerzo de tensión será a tracción (Figura 6) cuando dicho esfuerzo actúe de
tal forma que hale el cuerpo, es decir, las fuerzas resultantes tendrán sentido
saliente del cuerpo. Se expresa generalmente en Megapascal (Mpa) en el sistema
internacional, y por convención se toma como un esfuerzo de tensión negativo.
Figura 6. Pieza sometida a esfuerzos de tracción. Fuente: Notas sobre geomecánica
aplicada a la perforación. Zambrano, O. (2006).
2.4.2. Esfuerzo de corte.
El esfuerzo de corte (cizallamiento), es producido por fuerzas que actúan
paralelas al plano que las resiste, también se denomina esfuerzo tangencial
(Figura 7). Estos esfuerzos aparecen siempre que las fuerzas aplicadas obliguen a
que una sección del sólido tienda a deslizar sobre otra adyacente. Cuando la recta
de acción de una fuerza, es paralela a la cara de un cuerpo, es decir, cuando actúa
paralela al área de aplicación, se genera un esfuerzo de corte. Entonces, lo que
diferencia a ambos esfuerzos (normal y de corte) es la posición relativa que existe
entre la fuerza aplicada y el área sobre la que se aplica la misma.
Figura 7. Pieza sometida a esfuerzos de corte. Fuente: Notas sobre geomecánica aplicada
a la perforación. Zambrano, O. (2006).
29 2.5. Resistencia.
El máximo esfuerzo al que un material sólido puede ser sometido antes de perder
su capacidad de soportar carga se define como resistencia. Se distinguen tres tipos
de resistencia:
• Resistencia a la compresión: capacidad de un material sólido a soportar esfuerzos
compresivos.
• Resistencia a la tensión: capacidad de un material sólido a soportar esfuerzos
axiales tensiónales.
• Resistencia al corte: capacidad de un material sólido a soportar esfuerzos
producto del desbalance de las fuerzas aplicadas.
2.6. Propiedades mecánicas de las rocas. Dentro de las propiedades mecánicas que rigen el comportamiento de las rocas y
los esfuerzos a los que éstas están sometidas, se encuentran:
• Propiedades elásticas de la roca: la teoría de elasticidad lineal permite establecer
relaciones lineales entre la aplicación de esfuerzos y las deformaciones resultantes.
La deformación es la respuesta de la roca cuando ésta es sometida a un esfuerzo,
reflejándose en un cambio en su configuración original.
De acuerdo a la teoría de elasticidad lineal, la roca se deforma mientras es
sometida a un esfuerzo, pero retorna a su forma original cuando el esfuerzo cesa.
Bajo esta condición, la deformación es proporcional al esfuerzo aplicado (Ley de
Hooke). Por otra parte, cuando se aplica un esfuerzo a la roca superior al límite
elástico, la misma experimentará una deformación plástica. Bajo esta condición, la
roca retornará parcialmente a su forma original una vez que ese esfuerzo haya
cesado, es decir, le ocurre una deformación permanente. Si se continúa aplicando el
esfuerzo, la roca fallará (resistencia última). Lo mencionado anteriormente se
visualiza en la Figura 8:
30
Figura 8. Relación esfuerzo-deformación. Fuente: Marcano, A. (2001).
• Anisotropía de la roca: usualmente, se asume que las rocas son isotrópicas, es
decir, que sus propiedades son independientes de la dirección en que sean
medidas. Sin embargo, hay rocas que claramente muestran un comportamiento
anisotrópico, como por ejemplo las lutitas. Estas son rocas sedimentarias de
estructura laminar, cuyas laminaciones se les denomina planos de buzamiento,
planos de sedimentación y en algunos casos, planos de estratificación.
Estos planos de buzamiento son conjuntos regulares visibles de tamaño de grano
u orientación que resultan de los procesos de deposición. Si la respuesta elástica de
un material es dependiente de la dirección para una configuración de esfuerzos
dada, entonces el material es anisotrópico. Los módulos elásticos para un material
anisotrópico son diferentes para diferentes direcciones en el material. Una cantidad
de trabajos experimentales y teóricos se han hecho en el campo del comportamiento
anisotrópico de las rocas. La siguiente figura muestra un ejemplo de anisotropía
intrínseca y producida por esfuerzos:
Figura 9. Ejemplos de anisotropía intrínseca (litología) y producida por esfuerzos.
Fuente: Vázquez, A. (2001).
31 • Resistencia a la Compresión no Confinada (UCS): es la presión o fuerza (F)
aplicada sobre un área (A) requerida para cizallar la roca a presión atmosférica
(Figura 10).
Figura 10. Resistencia de roca no confinada. Fuente: Registros eléctricos para selección de
barrenas. Baker Hughes (2009).
La clasificación de la resistencia de la roca en función de su resistencia a la
compresión no confinada según Deere y Miller (1996) es la siguiente:
Tabla 1. Clasificación de la resistencia de la roca según Deere y Miller.
CLASIFICACIÓN DE LA ROCA UCS (lpc) Resistencia Muy Alta > 32000 Resistencia Alta 16000 – 32000
Resistencia Media 8000 – 16000
Resistencia Baja 4000 – 8000
Resistencia Muy Baja 0 – 4000
Fuente: Guerra, L. (2009).
• Resistencia a la Compresión Confinada (CCS): es la fuerza (F) sobre el área (A)
requerida para cizallar la roca si una presión es aplicada alrededor de toda la roca
(Figura 11).
Figura 11. Resistencia compresiva confinada. Fuente: Registros eléctricos para selección
de barrenas. Baker Hughes (2009)
32 • Cohesión: se refiere a la fuerza que mantiene unidos los granos de la formación
productora e impiden el flujo libre. La roca adquiere su cohesión a través de
procesos diagenéticos como son los mecanismos de compactación, cementación,
recristalización y solución. Las rocas que han sufrido poco grado de compactación y
que no posee en muchos material cementante son fácilmente disgregadas y se
conocen como friables, este tipo de formaciones se encuentran por lo general en
formaciones someras no sometidas a un intenso tectonismo. Otro factor que
contribuye a la cohesión de la roca es la fuerza capilar que se produce entre los
granos de la roca y el fluido humectante.
• Ángulo de fricción interna: es una medida de que tan rápidamente aumenta la
resistencia de la roca con el incremento de la presión de confinamiento. Para la
mayoría de las rocas este ángulo varía entre 25 y 45 grados. Se considera que rocas
con alto ángulo de fricción tienen bajos esfuerzos y son pobremente consolidadas
(60º), las areniscas presentan un ángulo de fricción por el orden de los 30° y las
lutitas del orden de los 20°. La siguiente figura muestra como la resistencia a la
compresión no confinada, la resistencia a la compresión confinada y la presión de
confinamiento pueden ser representadas en el diagrama de círculo de Mohr.
Figura 12. Angulo de fricción interna. Fuente: Registros eléctricos para selección de
barrenas. Baker Hughes (2009).
2.7. Información geomecánica a partir de datos de campo.
Además de los ensayos geomecánicos de laboratorio, existen otros métodos a
partir de los cuales se pueden estimar las propiedades mecánicas, los cuales se
33 basan en ensayos y datos de campo, y pueden ser agrupados en dos categorías:
herramientas de perfilaje y métodos de campo.
Las mediciones en el subsuelo de propiedades mecánicas calculadas a partir de
perfiles de pozo, tienen la ventaja de la continuidad y el costo. El avance de los
sistemas computarizados ha permitido avanzar en la simulación y correlación de
mediciones en subsuelo versus comportamiento en laboratorio. De hecho en estos
momentos se han aceptado ampliamente las mejoras de software que simulan a
partir de datos dinámicos (calculados a partir de perfiles) comportamientos estáticos
(medidos en laboratorios), mediante la creación de coronas virtuales y otros medios
de inteligencia artificial o sistemas expertos.
2.7.1. Registros de rayos gamma
Los rayos gamma son ondas electromagnéticas de alta energía que son emitidas
espontáneamente por algunos elementos radioactivos. Casi toda la radiación
gamma en la tierra es emitida por el isótopo radioactivo de potasio y por elementos
radioactivos de la serie del uranio y torio. El perfil de rayos gamma mide la
radioactividad natural de las formaciones, permite establecer las diferentes litologías
y efectuar la separación y clasificación de las formaciones, generalmente en
unidades geomecánicas.
En las formaciones sedimentarias, el registro normalmente refleja el contenido de
arcilla de las formaciones, porque los elementos radiactivos (torio, potasio y uranio)
tienden a concentrarse en arcillas y lutitas. Las formaciones limpias tienen
normalmente un nivel bajo de radioactividad, a menos que estén contaminadas de
cenizas volcánicas o rodados graníticos radioactivos, o cuando las aguas de
formación contienen sales disueltas de potasio. Esta herramienta es utilizada para la
determinación de la saturación de agua, porosidad y litología. Los Gamma son
generalmente expresados en unidades API.
2.7.2. Registros acústicos
Los registros acústicos miden el tiempo de tránsito de las ondas compresionales
y de las ondas de corte entre un emisor y un receptor a una distancia determinada.
34 Las herramientas petrofísicas de mediciones acústicas han existido desde hace
muchos años, en la actualidad se utilizan dos tipos de herramientas acústicas.
2.7.2.1. Registros sónicos monopolares.
Permiten procesar el tren de ondas completo, compuesto por las ondas P, S y
Stoneley. Estas herramientas permiten medir los tiempos de tránsito de las ondas P
y S los cuales a su vez, permiten calcular las velocidades de propagación de dichas
ondas para elaborar un registro completo del pozo. El conocimiento de las
velocidades de propagación (o del tiempo de tránsito) de las ondas P y S permite
calcular los módulos elásticos dinámicos de una manera directa, utilizando la
ecuación de onda y la teoría de elasticidad.
Las herramientas monopolares permiten que el tiempo de llegada de las ondas P
sea fácil de determinar para casi todo tipo de formación consolidada ya que esta es
rígida. Sin embargo, el tiempo de llegada de la onda S resulta mucho más
complicado, especialmente si la formación es de una rigidez que se aproxime al
tiempo de tránsito de las ondas en el lodo del hoyo, tal y como se presenta en
formaciones no consolidadas.
Las herramientas monopolares contienen un emisor omnidireccional de presión,
el cual crea un pulso de onda compresional en el fluido de perforación, que a su vez
se propaga hacia la formación. Cuando este pulso llega a la pared del pozo, esta
perturbación radial a su vez excita ondas compresionales y de corte que se
propagan hacia dentro de la formación. A medida que estas ondas compresionales y
de corte se propagan en la formación y de regreso al pozo, las mismas inducen un
tren de ondas compresionales en el fluido, conocidas como ondas de cabeceras
(head waves), las cuales son las únicas ondas medidas por los receptores de la
herramienta.
Las ondas compresionales en la formación siempre son más rápidas que las
ondas a través del fluido del hoyo; sin embargo, las ondas de corte en algunas
formaciones de poca rigidez pudieran ser más lentas que las ondas del fluido del
hoyo. Las ondas de cabecera se crean solamente cuando la velocidad de las ondas
35 en la formación son mayores que en el fluido y, por lo tanto, la onda compresional
siempre se puede medir por herramientas monopolares. Luego de las ondas de
cabecera, llegan las ondas de tubo y las ondas Stoneley, las cuales son ondas
dispersivas (su velocidad es dependiente de la frecuencia). La onda de tubo se
produce por las reflexiones de las ondas emitidas reverberando en el hoyo. Las
ondas Stoneley son ondas de superficie que se forman alrededor del hoyo y que
viajan más despacio que las ondas del fluido del hoyo. Por lo tanto, no es posible
medir las ondas de corte en formaciones no consolidadas (de baja rigidez -
formaciones lentas), con herramientas monopolares.
2.7.2.2. Registros sónicos dipolares.
Las herramientas acústicas dipolares fueron creadas para medir los tiempos de
tránsito de la onda de corte en formaciones de poca rigidez. Esta herramienta utiliza
emisores direccionales en forma de pistones que crean un aumento de presión en
un lado del pozo y una disminución de presión en el otro lado. Este cambio de
presión causa una perturbación de tipo dipolar (por ello su nombre), la cual crea una
pequeña flexión de las paredes del hoyo. Esta pequeña flexión se propaga como
una onda flexural que es dispersiva, ya que a bajas frecuencias tiene la misma
velocidad de la onda de corte y a frecuencias más altas tiene valores de velocidad
mayores.
Las herramientas dipolares pueden medir estas ondas flexurales hasta en las
formaciones menos rígidas y por lo tanto su uso en este tipo de formación se hace
obligatorio.
2.8. Mechas de perforación.
Es el elemento cortante o herramienta que perfora el hoyo en las operaciones de
perforación. Está colocada en el fondo de la sarta de perforación y está constituida
por elementos cortantes y de circulación.
36 2.8.1. Tipos de mechas de perforación.
En la actualidad esta clasificación se divide en: mechas de diamante policristalino
(PDC), de diamante natural, tricónicas, impregnadas de diamante, bicentricas y
excéntricas.
2.8.1.1. Mechas Tricónicas.
Las mechas tricónicas, poseen conos de metal que contienen insertos o dientes
maquilados (Figura 13) que giran en forma independiente sobre su propio eje, al
mismo tiempo que la mecha rota en el fondo del pozo. Cada uno de los conos
cuenta con una estructura cortante (dientes de acero resistentes al desgaste, o
insertos de carburo de tungsteno) que cortan y trituran, o penetran y rompen la roca,
dependiendo de la formación. Los principales componentes de los conos de una
mecha tricónica son:
• Estructura cortadora.
• Cojinete.
• Sello.
• Almacén de la grasa.
Existen dos tipos de mechas de acuerdo a la estructura cortadora: mechas de
dientes de acero, donde los dientes son fundidos y forjados del mismo cuerpo del
cono con bordes de compuestos de carburos resistentes al desgaste y mechas con
insertos de carburo de tungsteno en los cuales los insertos son formados por
separado y colocados a presión en la superficie de los conos.
Las mechas tricónicas con dientes de acero se utilizan en formaciones blandas
con baja resistencia a la compresión. Las que poseen insertos se utilizan para
perforar formaciones que van de semiduras a duras abrasivas y duras abrasivas.
37
Figura 13.Tipos de cortadores en mechas tricónicas.
Fuente: Herrera, J. Rivera, D. (2007).
2.8.1.1.1. Mecanismo de corte de las mechas tricónicas.
Los elementos de corte de las mechas tricónicas corresponden a hileras de
dientes alrededor de cada cono que se entrelazan sin tocarse con las de los conos
adyacentes a manera de engranes. Este tipo de mechas, remueve la roca
raspándola o triturándola. Los conos giran y realizan una acción de trituración. A
medida que los conos se apartan del movimiento giratorio real, las estructuras
cortantes penetran y raspan más.
El desplazamiento o excentricidad del cono y la forma del mismo (Figura 14),
provoca que los conos dejen de girar periódicamente a medida que gira la mecha.
Como resultado, las estructuras cortantes se deslizan en el fondo del pozo y raspan
la formación. Los ángulos de desplazamiento varían de 5° para formaciones blandas
a 0° para formaciones duras. Las mechas para formaciones blandas utilizan
estructuras de corte más largas con ángulos de desplazamiento de los conos que
reducen el movimiento de rotación, los cortadores cortos en los conos que giran
mas, provocan una acción de trituración en las formaciones duras.
Figura 14. Desplazamiento o excentricidad de los conos.
Fuente: Herrera, J. Rivera, D. (2007)
38 2.8.1.1.2. Cojinete y sello.
Los cojinetes son estructuras que funcionan como un eje alrededor de los cuales
giran los conos. Estos elementos son diseñados tomando en cuenta la velocidad de
rotación (RPM) y peso sobre la mecha (WOB). El sello generalmente es un
elastómero el cual no permite el contacto entre el fluido de perforación y la parte
interna del cono. Generalmente cuenta con partes reforzadas de diferente material
para poder resistir el desgaste producido por la rotación del cono.
Dentro del cono se encuentra un sistema de retención formado por balineras, las
cuales evitan que el cono se salga de la parte superior de la mecha. Estas balineras
son ingresadas al momento de ensamblar la mecha. Existen varios tipos de
cojinetes, estos pueden ser:
• Cojinete de rodillos: soportan grandes pesos sobre mecha y bajas revoluciones
por minuto puesto que las cargas se distribuyen de manera puntual en los rodillos.
Estos cojinetes se utilizan en tamaños de mechas superiores a 12 ¼”.
• Cojinete de fricción: los cojinetes de fricción soportan altas revoluciones por
minutos y bajos pesos sobre la mecha debido a que las cargas se distribuyen de
manera uniforme en la superficie del cojinete.
2.8.1.1.3. Almacén de grasa.
Como su nombre lo indica, este elemento permite almacenar la grasa que sirve
como lubricante al cojinete y al sistema interno del cono. El objetivo de este almacén
es proveer el lubricante al interior del cono, el cual es movido dentro de la mecha por
diferencial de presión. Cuando existe un cambio de presión dentro de la mecha se
acciona un sello interno que permite el desplazamiento de la grasa.
Físicamente, el almacén de grasa se encuentra en la parte inferior de la pierna de
la mecha junto con el compensador de presión conectado por un canal hacia el
cojinete (Figura 15).
39
Figura 15. Almacén de grasa. Fuente: Herrera, J. Rivera, D. (2007)
2.8.1.1.4. Clasificación IADC para mechas tricónicas.
La clasificación IADC se basa en un código de cuatro caracteres numéricos:
• Primer dígito de izquierda a derecha se utiliza para distinguir las mechas de
dientes de las de insertos de carburo de tungsteno.
• Segundo dígito describe el rango de dureza de la formación.
• Tercer dígito indica la característica especial de la mecha.
• Cuarto dígito describe una característica adicional de la mecha.
La tabla 2 muestra la descripción de las mechas según el dígito y la serie del
código IADC:
Tabla 2. Identificación IADC de mechas tricónicas.
Dígito Serie Descripción de las mechas
1
1 Mechas de dientes para perforar formaciones suaves o blandas, las cuales tienen baja compresibilidad y alta perforabilidad.
2 Mechas de dientes, diseñadas para perforar formaciones semi-duras de alta compresibilidad.
3 Mechas de dientes para perforar formaciones duras, semi-abrasivas o abrasivas.
4 Mechas de insertos de carburo de tungsteno, para perforar formaciones blandas o suaves de baja compresibilidad y alta perforabilidad.
5 Mechas de insertos de carburo de tungsteno, para perforar formaciones semi-duras de baja resistencia compresiva.
6 Mechas de inserto de carburo de tungsteno, para perforar formaciones semi-duras de alta resistencia compresiva.
7 Mechas de insertos de carburo de tungsteno, para perforar formaciones duras, semi-abrasivas o abrasivas.
40
Dígito Serie Descripción de las mechas
2
1 Formaciones blandas.
2 Formaciones semi-duras.
3 Formaciones duras.
4 Formaciones extremadamente duras.
3
1 Mechas de dientes con estructuras de corte estándar y de cojinetes no sellados.
2
Mechas de dientes con estructuras de corte estándar no selladas, pero con forma de “T” en la estructura de corte de la base, para prevenir el desgaste y redondeamiento de los dientes.
3 Mechas que tienen insertos de carburo de tungsteno en la base del calibre para prevenir la pérdida de éste en formaciones abrasivas.
4 Mechas de dientes con estructura de corte estándar y cojinetes de bolas selladas.
5 Incluye las mechas de dientes, como de insertos de carburo de tungsteno que tienen cojinetes sellados y protección al calibre.
6 Mechas de dientes que son de cojinete de fricción o muñón sellados.
7 Mechas de insertos de carburo de tungsteno con cojinetes de fricción sellados y protección al calibre.
4
A Perforación con aire
G Extra protección del cuerpo del calibre.
S Dientes de acero.
C Boquilla central.
J Boquilla para deflección.
X Inserto tipo cincel.
D Control de desviación.
M Sellos metálicos.
Y Inserto tipo cónico.
E Boquillas extendidas.
R Soldaduras.
Z Otras formas de insertos.
Fuente: PDVSA (2007).
41 2.8.1.2. Mechas de diamante policristalino PDC.
La estructura de corte de una mecha de diamante está constituida por diamantes
sintéticos o bien diamantes naturales de grado industrial. El tipo de elemento de
corte a utilizar dependerá de la formación en la que se trabajará, así como de otros
criterios de aplicación. Si bien todavía se usan diamantes naturales, en la actualidad
el material de preferencia son los sintéticos. En las mechas de diamante se emplean
dos tipos de elementos de corte sintéticos: los cortadores PDC (compacto de
diamante policristalino) y los segmentos impregnados. Estos últimos son piezas con
una matriz de carburo de tungsteno que contienen diminutas partículas de diamante
sintético (Figura 16).
Figura 16. Estructura de corte PDC/Impregnada. Fuente: Hernández, R. (2009).
2.8.1.2.1. Componentes de la mecha PDC.
La estructura de una mecha de diamante se puede descomponer en tres grandes
componentes: la estructura de corte, el cuerpo (también denominado corona) y el
shank (espiga). En realidad, la estructura de corte está íntimamente vinculada a la
corona, pero debido a la gran importancia de los elementos de corte en las
aplicaciones de la mecha, se los considera como una entidad separada.
Figura 17. Corte transversal de una mecha PDC. Fuente: Hernández, R. (2009).
42 2.8.1.2.1.1. Cuerpo de la mecha. El cuerpo de la mecha de diamante puede estar hecho de acero o de matriz de
Carburo de tungsteno.
El cuerpo consiste en una matriz hecha a partir de carburo de tungsteno en polvo
(sumamente resistente a la erosión y a la abrasión), con una aleación de níquel-
cobre que actúa como aglutinante. Esta matriz protege y soporta los cortadores y,
asimismo, define la dirección en que circulan los fluidos (incluyendo los conductos
interiores) y las áreas de los canales de limpieza. El polvo de matriz se vierte en un
molde de grafito que tiene la forma de la mecha, tal como se aprecia en la
Figura 18. Se utiliza una aleación de níquel-cobre, que actúa como aglutinante, para
infiltrar el polvo de matriz en el horno con el fin de que se ligue con la corona y el
blank de acero.
Figura 18. Cuerpo de la barrena con matriz de carburo de tungsteno.
Fuente: Hernández, R. (2009).
Aproximadamente a comienzos del desarrollo de las mechas PDC, se utilizaba
acero y se insertaban cortadores PDC. Esto se debía al importante daño que sufrían
los cortadores PDC a causa de la temperatura cuando se los montaba de la misma
manera que los cortadores de diamante natural y cuando la tecnología de soldadura
de cortadores estaba en sus inicios. Los cortadores con insertos PDC se colocaban
por interferencia en una cabeza de acero relativamente sencilla obtenida por
maquinado.
Dado que el acero posee una resistencia a la abrasión y a la erosión mucho
menor que la matriz de carburo de tungsteno, es necesario aplicar material duro
(hardfacing) en zonas críticas con el fin de prolongar la vida útil del cuerpo de la
43 mecha. Los materiales duros utilizados así como la técnica de colocación son áreas
de continuo desarrollo para cualquier línea de productos de acero. La aplicación de
material duro protege al acero de las condiciones abrasivas y erosivas que se
verifican durante la perforación de un pozo de petróleo. En general, este material
duro se aplica en la superficie frontal de las aletas, entre los bolsillos de los
cortadores, detrás de los mismos y en el pad del calibre. En la actualidad para las
mechas con cuerpo de acero se utiliza carburo de tungsteno macrocristalino con
hierro como aglutinante. Este material se coloca fácilmente durante la fabricación de
la mecha y resiste muy bien al astillamiento.
2.8.1.2.1.2. Blank de acero (Estructura de sostén). Es el “esqueleto” de una mecha con cuerpo de matriz. La matriz de carburo de
tungsteno es colada alrededor del blank y se utiliza para sujetar el shank
(Figura 19). Para el blank se utiliza acero relativamente blando y dúctil (1018), dado
que se lo somete a un importante ciclo térmico durante la colada.
Figura 19. Blank de acero. Fuente: Hernandez, R.(2009).
2.8.1.2.1.3. Shank. El shank es el que posee con la conexión de rosca API del pin que vincula la
barrena con la sarta de perforación como así también el plato de ajuste y las ranuras
de identificación. Esta pieza se realiza en acero de alto porcentaje de aleación
tratado térmicamente. Tanto para mechas con cuerpo de acero y de matriz, el shank
es un componente independiente. En el caso de mechas con cuerpo de matriz, el
shank se suelda al blank, mientras que para las mechas con cuerpo de acero, se
suelda al cuerpo de la mecha.
44 2.8.1.2.2. Cortadores PDC.
Un cortador PDC consiste de una serie de diamantes sintéticos (tabla de
diamante) unida a un sustrato de carburo de tungsteno cementado (soporte) La tabla
de diamante puede tener un borde biselado a 45° para mejorar la durabilidad
(Figura 20).
Figura 20. Cortador PDC. Fuente: Hernández, R. (2009).
El proceso de fabricación del PDC comienza elaborando el diamante sintético
que se utiliza como materia prima. Para ello se toma carbono y se lo somete a
temperatura y presión sumamente elevadas (+3000° F a cerca de 1.000.000lb/plg2)
para formar pequeños granos de diamante (del orden del micrón).
2.8.1.2.2.1. Tamaño de los cortadores PDC.
Se utilizan principalmente 4 tamaños de cortadores: 3/4” (19 mm), 5/8” (16 mm),
1/2” (13 mm) y 3/8” (8 mm), tal como se puede apreciar en la figura. El cortador de
3/4” produce los recortes más grandes y posee la mayor altura utilizable del
diamante. Los cortadores de 5/8” y de 1/2” se pueden utilizar con un amplio rango de
tamaños de mechas. El cortador de 3/8” posee un diseño especialmente apto para
mechas de diámetro pequeño, en especial menores a 5”.
No existe un método directo para elegir un tamaño de cortador para una
aplicación dada. Es fácil determinar que no sería práctico utilizar un cortador de 3/8”
con una mecha de 17 1/2” debido al gran número de cortadores que se necesitarían.
En el otro extremo de la escala, es difícil concebir que se utilicen cortadores de 3/4”
con Mechas de 3 3/4”. La Figura 21 muestra una tabla de aplicaciones según los
distintos tamaños de Mechas y cortadores. Existe gran superposición entre los
distintos rangos de aplicación. Una buena regla empírica es emplear, para una
45 mecha determinado, el mayor tamaño práctico de cortador (“Rango preferido” en la
Figura).
Figura 21. Tamaños de cortadores comparados con los tamaños de mechas.
Fuente: Hernández, R. (2009).
Los cortadores PDC más pequeños no son más resistentes que los más grandes.
Éste es un concepto erróneo muy difundido, que proviene de la época en que se
utilizaban diamantes naturales. Una mecha con cortadores más pequeños
inevitablemente cuenta con más cortadores para un número de aletas determinado.
Intuitivamente consideramos que se trata, entonces, de una mecha “más fuerte”. De
hecho es más fuerte porque posee un gran número de cortadores. Considerados
individualmente, los cortadores más pequeños no duran más que los de mayor
tamaño y poseen menor volumen de diamante disponible.
La resistencia o durabilidad de un cortador depende de dos factores: la
resistencia al impacto y a la abrasión. Los factores esenciales en el diseño del
cortador que determinan la resistencia al impacto son la composición de la tabla de
diamante, el sustrato de carburo y el bisel del borde. Por otra parte, la resistencia a
la abrasión depende en gran medida de la composición de la tabla de diamante,
aunque también es función del volumen de diamante y de la altura que el desgaste
permite usar. Sin embargo, los cortadores PDC no son indestructibles, y durante una
carrera se produce un cierto daño por impacto, con la consiguiente pérdida de
material. Por lo tanto, desde el punto de vista de la resistencia de la mecha, la
46 redundancia de cortadores sigue siendo un factor importante a tener en cuenta a la
hora de seleccionar el tamaño del cortador.
2.8.1.2.2.2. Rastrillaje (back rake). Los cortadores PDC se montan en la mecha con cierto ángulo de rastrillaje
negativo con respecto a la formación, lo cual se conoce como back rake (que se
expresa por medio de un número positivo.) Se define al back rake como el ángulo
entre la cara de corte y una recta perpendicular a la superficie de corte, como se
muestra en la Figura 22. Este ángulo es clave para determinar la agresividad (y por
lo tanto la sensibilidad al torque) de la mecha, así como su durabilidad.
Figura 22. Comparación entre los distintos ángulos de back rake (rastrillaje).
Fuente: Hernández, R. (2009).
En su momento, el ángulo de rastrillaje común (y uniforme) utilizado en los
cortadores frontales de las mechas PDC era de 20°. A medida que los diseños de
los PDC se volvieron más específicos según la aplicación en la que se utilizaban, se
comenzó a emplear un rango de back rakes en la cara frontal, dependiendo de la
aplicación.
2.8.1.2.2.3. Orientación lateral (side rake).
La orientación lateral (Figura 23) es el ángulo entre la cara frontal del cortador y
la línea generada entre el centro del cortador y el centro de la mecha. Determina si
la cara frontal del cortador es paralela a la formación o si se encuentra formando un
pequeño ángulo en relación a ésta. Si el cortador presenta un ángulo de orientación
lateral mayor que cero, su cara frontal tiene un borde de ataque y un borde posterior.
47
Figura 23. Ángulo de orientación lateral (Side Rake). Fuente: Hernández, R. (2009)
2.8.1.2.3 Mecánica de corte de mechas PDC.
Para perforar un pozo, una mecha debe transmitir la suficiente energía a la
formación para quebrar la roca y remover los recortes. El objetivo principal del
diseño de una mecha es cortar la roca tan eficientemente como sea posible. La
configuración hidráulica de la mecha debe asegurar que el fondo del pozo y la
estructura de corte se mantengan limpias.
El cortador PDC fractura la roca por corte. Durante esta acción de corte la
dirección de la carga y la fractura resultante son aproximadamente paralelas. A
medida que el cortador penetra en la formación, la punta del cortador corta y elimina
el material en capas (Figura 24).
Figura 24. Fractura de la roca por compresión. Fuente: Hernández, R. (2009).
48 2.8.1.2.4. Tecnología de diseño.
2.8.1.2.4.1. Perfil. El perfil es el elemento principal en todos los diseños de mechas que poseen
cortadores fijos. El término “perfil” hace referencia a la forma distintiva de la mecha
visto lateralmente. El objetivo básico de cualquier perfil es permitir un desgaste
equilibrado de la estructura de corte y optimizar la estabilización de la mecha.
El diseño del perfil es un factor de peso a la hora de determinar el número de
cortadores que se acomodarán en una aleta. Cuanto más largo es el perfil, más
cortadores podrán colocarse por aleta.
El diseño del perfil también es un factor que se debe tener en cuenta para
equilibrar estabilidad y durabilidad. Un perfil más largo tendrá más cortadores y se
desgastará más lentamente, pero será menos estable, mientras que un perfil más
corto tendrá menos cortadores y, en teoría, se desgastará más rápido, pero será
más estable.
La Figura 25 muestra los principales componentes del perfil de una mecha PDC;
como se puede apreciar, el perfil es una curva compuesta por tres partes, el cono, la
nariz y el hombro. La forma del perfil influye directamente en el número de
cortadores por unidad de área (densidad), en los esquemas de colocación de los
cortadores y en la configuración hidráulica.
Figura 25. Componentes del perfil de una mecha PDC. Fuente: Hernández, R. (2009).
49 El cono es la sección del perfil comprendida entre el eje geométrico y la nariz.
Utilizar un cono en el centro de la mecha ofrece una mayor superficie disponible
para montar cortadores, lo cual resulta en un cierto grado de redundancia. El cono
también estabiliza la mecha, impidiéndole tener movimiento lateral.
La nariz representa el punto más bajo del perfil.
El hombro es la parte del perfil entre la curva de unión de la nariz y el calibre. El
hombro es una curva de empalme continua que se extiende desde la nariz hasta el
calibre vertical para brindar la máxima densidad de cortadores a lo largo del
diámetro exterior (OD), y así reducir al mínimo el desgaste en la zona del calibre.
2.8.1.2.4.2. Disposición de los cortadores.
Se entiende por disposición de los cortadores al esquema de ubicación de los
mismos y a la configuración de las aletas. Una vez determinado el perfil, es
necesario definir la disposición de los cortadores. En la actualidad, se emplean los
siguientes tres modos básicos de disposición: bajo desbalance – posición radial
única - espiral, alto desbalance – posición radial única – espiral y bajo desbalance –
acanaladura (kerfing) – espiral.
La disposición bajo balance se basa en la ubicación de los cortadores en espiral,
comenzando a partir del centro geométrico de la mecha. Los cortadores se van
ubicando uno a uno a lo largo de una espiral que gradualmente se va alejando del
centro hacia el calibre de la mecha, tal como se puede apreciar en la Figura 26.
Figura 26. Disposición en espiral. Fuente: Hernández, R. (2009).
50 Las disposiciones de alto desbalance son descendientes directas de la tecnología
“anti-remolino” (anti whirl). Al igual que la disposición de bajo desbalance, los
cortadores se disponen en espiral. Sin embargo, se colocan de manera tal que la
fuerza resultante neta es elevada y se dirige hacia una zona de baja fricción, como
se ve en la Figura 27.
Figura 27. Disposición de los cortadores de bajo desbalance – posición
radial única - espiral. Fuente: Hernández, R. (2009).
Para una disposición con acanaladuras, los cortadores de las aletas primarias se
disponen en forma de espiral desde el centro hacia los bordes tal como se vio
anteriormente. Los cortadores de las aletas secundarias se colocan de manera tal de
tener la misma posición radial que los correspondientes en las aletas primarias. Las
aletas secundarias se pueden distribuir para equilibrar la generación de recortes y el
desgaste (Figura 28).
Figura 28. Disposición con acalanaduras. Fuente: Hernández, R. (2009).
2.8.1.2.4.3. Calibre.
En una mecha, el calibre es referido a la parte mas baja de la aleta y esta
encargado de darle estabilidad a las aletas. Existen diferentes tamaños para el
calibre (Figura 29), esto depende de su uso (tipo de pozo a perforar) y tamaño de la
51 misma, ya que mientras mayor sea el diámetro de la mecha mayor podrá ser la
longitud del gauge.
Figura 29. Tamaño del calibre: mecha con calibre corto / mecha con calibre largo.
Fuente: Hernández, R. (2009).
En esta zona es posible la localización de cortadores de PDC y/o de protección
adicional formado por pastillas de PDC adheridas al costado del calibre. Estas
características dependen de la aplicación a la que será sometida.
Las mechas con calibres muy largos son utilizadas principalmente en pozos
verticales y las de calibres cortos en pozos direccionales, aunque esto no es una
regla, ya que se tiene que observar en conjunto con esta característica el perfil de la
mecha.
2.8.1.2.5. Clasificación IADC de Mechas PDC.
Los códigos para las mechas de cortadores fijos se han establecido para ayudar
al usuario a evaluar y comparar varias mechas en lo que respecta a diseño, practica
de operación y rendimiento, así como para facilitar la selección final. La clasificación
se representa mediante clave de 4 dígitos.
Los códigos de la IADC (Internacional Asociation Drilling Contractors) son
solamente un medio para caracterizar el aspecto general de las mechas PDC a
diferencia de la clasificación IADC para mechas tricónicas, estas claves no son guías
para aplicaciones especificas. Las mechas PDC con claves iguales o similares
pueden tener diferentes características de rendimiento.
52 Tabla 3. Identificación IADC de mechas PDC.
DÍGITO IDENTIFICACIÓN DESCRIPCIÓN
1 Material del cuerpo M: matriz S: acero
2 Densidad de cortadores 1: 30 o menos (ligera) 2: entre 30 a 40 (ligera a media) 3: entre 40 a 50 (media a pesada)
3 Tamaño de los cortadores
1: mayores de 24 mm 2: desde 14 a 24 mm 3: desde 8 a 14 mm 4: 8 mm
4 Estilo del cuerpo (perfil)
1: cola de pescado 2: corto 3: medio 4: largo
Fuente: PDVSA (2007).
2.8.1.3. Mechas impregnadas de diamante.
Se diseñan para aplicaciones en formaciones duras y abrasivas. La tecnología
tradicional de las mechas impregnadas de diamante enmarca dentro de la tecnología
de mechas de diamante natural; en cuanto al elemento de corte este segmento se
impregna y se forma por una mezcla de matriz de diamante y carburo de tungsteno.
Las partículas de diamante están suspendidas en la matriz de carburo de
tungsteno de las cuchillas de las mecha, a fin de incrementar en gran medida de la
resistencia al desgaste. En lugar de cortadores individuales, la superficie total de la
mecha contiene elementos cortantes situados tan profundamente como los canales
de la hidráulica de la mecha. Los diamantes pulverizan las formaciones duras y los
filos de las cuchillas cortan las formaciones blandas en forma similar a las mechas
de PDC.
La velocidad de penetración se reduce gradualmente a medida que las cuchillas
pierden el filo. La matriz se desgasta para exponer continuamente nuevos y filosos
diamantes. La vida útil de la mecha es una función del volumen impregnado de
diamante que puede colocarse en la parte frontal de la mecha. En consecuencia, las
cuchillas más altas duran más.
53 2.8.1.3.1. Características de las mechas impregnadas de diamante.
• Calibre de la mecha: es un componente importante en los diseños de las
mechas impregnadas. Tradicionalmente estas mechas tienen un mejor desarrollo en
la corrida con un motor o turbina de alta velocidad bajo el fondo. La estabilización de
la mecha es por lo tanto un factor crítico y la mejor manera de estabilizar una mecha
impregnada está en la longitud del calibre.
• Diseño hidráulico: usa canales de flujo radial con área total de flujo de los
orificios (TFA) grande, para minimizar la caída de presión en la mecha durante la
corrida con motores. Las mechas impregnadas tienen una profundidad muy baja de
corte así que el método lógico para mejorar la tasa de penetración es rotar la mecha
tan rápidamente como sea posible, a través de motores en su corrida.
• Mecanismo de corte: el mecanismo de estas mechas es de moler o triturar la
roca, lo cual se aplica lo mejor posible en formaciones duras y abrasivas. El
mecanismo de moler es un proceso de machacar la roca con los elementos
cortadores muy finos, para pulverizar la roca en polvo fino; sin embargo, esto hace
que la identificación de las muestras de canal sea difícil. Las mechas impregnadas
continuamente exponen una estructura afilada de corte, mientras que las capas de
matriz de carburo de tungsteno se desgastan para develar una nueva capa de
diamante. 2.8.1.3.2. Aplicación de las mechas impregnadas de diamante.
La aplicación de esta mecha de matriz impregnada de diamantes es en
formaciones duras e extremadamente duras con alta compresibilidad. Estas incluyen
formaciones tales como limonitas, areniscas duras también como dolomitas y calizas
cristalinas. Esta aplicación también es extendida para rocas igneas y metamórficas.
En todas las aplicaciones esta es recomendada para ser usada en conjunto con una
turbina o motor de alta revolución.
54 La combinación de los perfiles del tipo medio, como medio o doble cono con
todas las aletas expuestas puede ser designada para usarse a través de la cara de
la mecha. Estos perfiles son apropiados para perforar las formaciones muy duras.
Como en el flanco, nariz y hombro de la mecha ocurren radios suficientemente
altos se debe dar una buena cobertura de diamantes a esta área potencialmente
vulnerable.
2.8.1.3.3. Codificación de las mechas impregnadas de diamante.
Tabla 4. Identificación IADC de mechas impregnadas de diamante.
DÍGITO IDENTIFICACIÓN DESCRIPCIÓN
1 Material del cuerpo M: matriz
2 Densidad de los cortadores 6: menores de 3 SPC 7: desde 3 a 7 SPC 8: mayores de 7 SPC
3 Tipo de diamante
1: diamante natural 2: diamante policristalino TS 3: combinación de tipos de cortadores 4: diamante impregnado
4 Estilo del cuerpo (perfil)
1: plano 2: corto 3: medio 4: largo
Fuente: PDVSA.
2.9. Parámetros de perforación que influyen en el rendimiento de la mecha.
Existen parámetros y condiciones de logística que pueden influir de diferentes
maneras en el rendimiento y costo de una mecha durante la operación. Es
importante definir estos parámetros y condiciones. Los parámetros de perforación
son definidos como galonaje por minuto, peso sobre la mecha, revoluciones por
minuto, torque y arrastre.
2.9.1. Galonaje por minuto.
Para optimizar el desempeño de la mecha es necesario conocer el galonaje por
minuto que deben producir las bombas. Esta selección es función de las
55 características del lodo y sus propiedades, diámetro de las toberas, coeficiente de
descarga de la mecha y la profundidad a perforar. Otro parámetro es el
comportamiento del flujo y sus caídas de presión en el espacio anular.
No es conveniente reducir el galonaje por minuto, ya que un galonaje bajo podría
provocar embolamiento y reduce la limpieza del hoyo, provocando disminución en la
tasa de penetración, incrementando el costo de la operación.
Para seleccionar una tasa de flujo y una presión de circulación que permita una
buena limpieza del hoyo y una potencia adecuada en la mecha, siempre que no
exceda la presión máxima permitida en superficie y en el espacio anular es
necesario considerar:
• Si las bombas son capaces de bombear a la velocidad requerida.
• Si el galonaje seleccionado no interfiere con el funcionamiento de las otras
herramientas (MWD, LWD).
• Si el galonaje por minuto seleccionado es superior a la velocidad anular critica
mínima.
• Si el galonaje por minuto seleccionado es inferior a la velocidad anular critica
máxima.
La velocidad anular critica debe ser considerada al tratar de definir el galonaje
optimo, ya que es importante evitar la retención de sólidos en el espacio anular,
debido a que el incremento en la densidad del lodo podría causar perdidas de fluido
hacia las formaciones.
2.9.2. Peso sobre la mecha.
El peso aplicado sobre la mecha es aquel que permite incrementar la tasa de
penetración dentro de las recomendaciones que marca la directriz de la hoja de
especificaciones del fabricante. Suele ser un factor importante para la perforabilidad
de los diferentes intervalos, para aumentar o disminuir la tasa de penetración, así
como para optimizar la vida de la mecha.
56 Las exigencias del WOB dependen del tipo y dureza de la formación. Cuando
aumenta la fuerza compresiva de la formación, es importante aumentar el peso
aplicado sobre la mecha y bajar la tasa de rotación. El WOB no debe ser aumentado
más de lo que recomiendan las hojas técnicas de las mechas, ya que esto podría
romper los elementos de corte en las mechas triconicas y/o PDC, o en un caso peor
romper una aleta o cono. Si la formación es altamente abrasiva, es necesario
mantener o reducir ligeramente el WOB y bajar las RPM, ya que esto incrementara
el desgaste de los dientes de las mechas.
El WOB generalmente deberá aumentar en la medida que los elementos de corte
se desgasten para mantener un optimo ROP y la estabilidad de la mecha aumenta
generalmente cuando se aumenta el WOB. Esto es porque el comportamiento
dinámico provocaría vibración y la pérdida del calibre. Siempre se debe optimizar el
WOB para reducir daños en la mecha, causados por vibraciones.
2.9.3. Revoluciones por minuto (RPM).
Las revoluciones por minuto son el número de vueltas que gira la sarta en un
minuto. Si se tiene un motor de fondo la cantidad de RPM total aumentara. Para
calcular el número de revoluciones totales es necesario sumar las vueltas en el
equipo superficial y las del motor de fondo.
La cantidad de RPM depende de la dureza y abrasión de la formación. Al
aumentar la fuerza compresiva de la formación es necesario bajar las RPM, ya que
con RPM mas altas es más eficiente la perforación en formaciones blandas. Al
contrario un RPM mas bajo es eficiente en formaciones duras o abrasivas ya que
minimiza vibraciones y desgaste de los elementos de corte. Algunas formaciones
pueden ser considerablemente blandas pero abrasivas. Siempre es necesario
optimizar las RPM para prevenir vibraciones.
2.9.4. Torque.
El torque puede ser definido de una manera simple como la resistencia ejercida
por la tubería al girar durante la perforación por el contacto con las paredes del pozo.
57 En un pozo de trayectoria direccional el torque aumenta. Se dice que se perfora
rotando, cuando se utiliza la mesa rotaria para imprimirle revoluciones por minuto a
la sarta, y se le llama deslizar cuando la sarta se encuentra inmóvil mientras se le
ajusta la inclinación y el azimut para poder direccionar el pozo, utilizando únicamente
el galonaje y el motor de fondo.
Cuando se perfora rotando es cuando el torque es mayor ya que toda la tubería
se encuentra en movimiento, al contrario que al estar deslizando, ya que es en esta
operación que el torque es mínimo.
El incremento en el torque puede ser causado por cambios en el ángulo del pozo,
cambios de formación, incrementos en el peso de la mecha, entre otros. La
disminución en el torque se puede deber a cambios en la formación, cambios en la
velocidad de rotación, disminución en el peso sobre la mecha, o enderezamiento del
ángulo del pozo. El incremento en el torque puede provocar un aumento en el daño
que sufren los cortadores, desprender conos o romper aletas.
2.10. Selección de mechas de perforación.
Para la selección de mechas hay que tomar en cuenta tanto factores externos
como los factores propios. La información generada en pozos cercanos es utilizada
para definir perfiles litológicos, cambios de litología, parámetros de perforación, tipo
de mecha y en ocasiones, sus características.
Para poder tener una idea más clara de la mecha que podría funcionar, es
necesario observar y analizar las mechas utilizadas en los pozos vecinos. Además
de este parámetro, el reporte de desgaste de las mechas de los pozos de
correlación ayuda a obtener información de la litología y a decidir algunas
características de la mecha, ya que si las mechas en los pozos de correlación
terminaron muy dañadas es posible que la formación sea más dura de lo esperado
originalmente. Este aspecto debe ser verificado con los reportes de operación para
determinar si las características operacionales como peso sobre la mecha y las rpm
no excedieron los establecidos en la hoja de la mecha.
58 Por el contrario si las mechas terminaron sin desgaste o con desgaste mínimo, se
recomienda disminuir el número de aletas o aumentar el tamaño de los cortadores,
lo que ayudara a aumentar la tasa de penetración y a disminuir costos, aunque es
posible que la mecha seleccionada termine con daños.
El tipo de mechas utilizadas en cada etapa de los pozos de correlación sirve de
guía en la selección, ya que se puede precisar el número de aletas y diámetro de los
cortadores que se utilizaron, esto reduce el análisis, permitiendo utilizar esta
información como base en nuestra selección.
Las características de las mechas utilizadas en los pozos de correlación junto con
los reportes de perforación proporcionan información sobre el rendimiento de
algunas características como el back rack, perfil de la mecha y gauge. El ángulo de
los cortadores da una idea de la dureza de la formación, aunque es necesario
observar el desgaste de las mechas y la litología para determinar si los ángulos
seleccionados fueron la mejor opción. Para saber si los perfiles y el gauge de las
mechas utilizadas en pozos de correlación fueron los adecuados, hay que observar
los ángulos de inclinación de cada pozo y verificar si se cumplió el programa
direccional o las dificultades que fue necesario resolver para cumplirlo debido a
problemas relacionados con la mecha.
2.10.1. Selección de las características de las mechas.
2.10.1.1. Selección de las estructuras de corte.
La compresibilidad de la formación es el punto más importante para la selección
del diámetro de los cortadores, ya que la abrasividad se incrementa mientras mayor
sea la compresibilidad (dependiendo del tipo de litología).
Tomando en cuenta lo anterior es posible determinar el número de aletas y el
tamaño de los cortadores utilizando el esfuerzo no confinado como referencia.
59 Tabla 5. Tabla de referencia de diámetro de cortadores con respecto a la resistencia a la
compresión no confinada.
UCS (lpc) Diámetro de cortadores Menos de 3000 22
3000 a 6000 19
6000 a 10000 19 a 16
10000 a 15000 16
15000 a 20000 13
20000 a 27000 13 a 8
Mas de 27000 Diamante
Fuente: Curso Fundamentos de barrenas de perforación. Baker Hughes (2008).
El otro aspecto que influye en la decisión del tamaño del cortador es el peso
sobre la mecha. Esto no siempre suele ser tomado en cuenta ya que los parámetros
operativos no son fijos y cambian constantemente dependiendo de la litología que se
esté atravesando, además de que las mechas tienen un rango de alto peso que se
puede ejercer sobre ellas.
Es recomendable utilizar poco peso mientras mayor sea el tamaño del cortador
ya que estos pueden romperse o astillarse si se aplica peso excesivo. Se procederá
de manera contraria si la formación es muy blanda, ya que si la mecha cuenta con
cortadores grandes en este tipo de formaciones y se aplica mayor peso, las
estructuras de corte penetran más en la formación y aumentara la cantidad de
recortes, aumentando la tasa de penetración.
2.10.1.2. Selección del número de cortadores.
Mientras mayor sea el número de cortadores, menor será la tasa de penetración,
ya que es mayor el área de la mecha que está en contacto con el fondo del agujero,
pero alargara la vida de la mecha y la cantidad de pies que podrá perforar.
El número de cortadores que podrá tener una mecha está en función del número
de aletas y diámetro de los cortadores, por lo que un número mayor de aletas podrá
tener una mayor cantidad de cortadores, pero siempre restringido por el diámetro de
estos.
60 El número de cortadores que deberá tener una mecha puede ser calculado
utilizando la ecuación:
CCS×0,0002-21,617=nC (Ecuación 1)
Donde:
Cn: diámetro de los cortadores (cm).
CCS: resistencia a la compresión confinada (psi).
2.10.1.3. Numero de aletas.
La selección del número de aletas que deberá tener una mecha para ser
considerada adecuada para la perforación de un pozo se determina con base en la
litología esperada y en la cantidad de pies que se desea perforar.
Como se ha mencionado con anterioridad, las areniscas son rocas del tipo
abrasivas. Perforar formaciones con gran contenido de areniscas siempre implica un
riesgo de desgaste prematuro en las estructuras de corte y el cuerpo mismo de la
mecha. Este riesgo aumenta cuando se desea perforar una mayor cantidad de pies
con la misma mecha. Una mayor cantidad de aletas permite tener mayores
estructuras de corte, por lo que es capaz de perforar una mayor cantidad de metros
sufriendo un desgaste menor puesto que mientras más cortadores tenga una mecha,
el repaso que tendrán que hacer estos en una misma sección es mínimo y en
algunos casos, nulo.
Algo semejante ocurre cuando se perfora roca caliza, ya que en general este tipo
de roca no es abrasiva pero si suele estar mucho mas compacta que la arenisca, por
lo que la mecha sufre desgaste por impacto, además de que este tipo de roca
provoca el aumento en la vibración en la sarta de perforación añadiendo condiciones
que promueven el desgaste de la mecha por cortadores rotos. Este problema puede
disminuir si se aumenta el número de aletas ya que esto provoca mayor estabilidad
en el fondo, disminuyendo así la vibración. El uso de aletas extra ayuda de igual
manera a aumentar el tiempo de vida de la mecha y poder perforar mas metros en
una sola corrida.
61 Otro factor importante es la velocidad de rotación a la que va a estar sometida,
mientras mayor sea la cantidad de revoluciones por minuto a que este sometida, se
hará indispensable en el uso de aletas extras para disminuir el desgaste que puedan
sufrir las estructuras de corte, porque se tendría que sacar la sarta por baja tasa de
penetración, por lo que si se planea utilizar bajas rpm se puede ocupar sin
problemas una mecha con pocas aletas. Por lo anterior parecería que escoger un
numero alto de aletas en una mecha seria ideal para perforar, sin embargo, el mayor
numero de aletas provoca una menor tasa de penetración, esto se debe a que
mientras mayor sea el numero de aletas es mayor la cantidad de estructuras de
corte (en la mayoría de los casos), por lo que el área que está en contacto con la
formación es mayor, lo cual aumenta la fricción y torque dando como resultado que
la velocidad de penetración de la mecha disminuya.
Tabla 6. Tabla de referencia del número de aletas con respecto a la resistencia a la
compresión no confinada.
UCS (lpc) Numero de aletas Menos de 3000 3 a 4
3000 a 6000 4 a 5 6000 a 10000 5 a 6
10000 a 15000 6 a 7 15000 a 20000 7 a 8 20000 a 27000 8 o mas Mas de 27000 Impregnada
Fuente: Curso Fundamentos de barrenas de perforación. Baker Hughes (2008).
Para calcular el número de aletas es necesario tomar en cuenta el número de
cortadores.
2.10.1.4. Direccionabilidad
Una mecha se considera que tiene características direccionales cuando cumple
principalmente con una longitud de calibre corto y un perfil plano. La protección en el
calibre es muy importante para poder aumentar el tiempo de vida de una mecha y
ayudar a disminuir el desgaste provocado en esta zona al momento de direccionar
ya que el cuello mantiene un contacto constante con la formación por efecto del
62 deslizamiento que va adquiriendo conforme avanza la perforación.
Mientras más plano sea el perfil de la mecha, será de mayor utilidad para el
direccionamiento ya que un perfil más agresivo o parabólico entierra los cortadores
de la nariz en la formación de manera más profunda que los de perfil más plano, así
que la mecha tendera a irse en la dirección recta. Este problema es menor en las de
perfil plano porque la mayoría de los cortadores están en contacto con la formación y
la fuerza ejercida sobre estos se distribuye, de esta manera los cortadores no
penetran tanto en la formación, permitiendo el cambio de dirección.
2.10.1.5. Angulo de cortadores para mechas PDC.
En muchas ocasiones el ángulo de los cortadores no es tomado muy en cuenta
en la selección de mechas, pero esta característica puede ayudar a que su
desempeño sea mejor de lo esperado, ayudando a aumentar la tasa de penetración
y durabilidad de la mecha.
Los ángulos de ataque altos mejoran la resistencia al impacto ocasionados por
las intercalaciones entre litología suave y dura, además de ayudar a disminuir el
desgaste. Contrario a esto, un ángulo de ataque bajo ayuda a aumentar la tasa de
penetración. Si la formación a perforar es suave, es recomendable utilizar un ángulo
bajo, lo que hace más agresiva a la mecha e incrementa la ROP, pero si la
formación es dura, es preferible utilizar un ángulo más alto por lo mencionado
anteriormente.
Tabla 7. Características de los diferentes ángulos en los cortadores.
Angulo (grados) Dureza de la Formación Otra característica
5 a 10 Muy suave Genera una mayor ROP
15 Todas las formaciones Funciona mejor en formaciones blandas
20 Todas las formaciones Mejora la vida del cortador y funciona mejor en formaciones abrasivas (areniscas)
30 Formaciones duras Los cortadores con este ángulo generalmente se ubican en el calibre
Fuente: Curso Fundamentos de Barrenas de Perforación. Baker Hughes (2008).
63 2.10.1.6. Orientación de los cortadores.
La orientación de los cortadores (side rack), es el ángulo de que presentan los
cortadores con respecto a la dirección de la aleta.
Esta característica es recomendable en formaciones de dureza blanda a media
ya que aumenta la tasa de penetración. El side rack ayuda a la formación de
recortes ya que añade agresividad a los cortadores haciendo que se entierren mas
profundo en la formación. No se recomienda el uso de side rack en formaciones
duras y que además presenten abrasividad, ya que podría ocasionar un mayor
desgaste de los cortadores.
La orientación de los cortadores también ayuda al desalojo de los recortes en el
fondo del pozo, de esta manera evitara que tengan contacto nuevamente con los
cortadores o el cuerpo de la mecha. 2.11. Teoría de energía específica.
Evaluar el desempeño de las mechas de perforación considerando sólo la tasa de
penetración es sin duda relativo, ya que se basa en el desempeño histórico
registrado en pozos vecinos. Adicionalmente el desempeño frecuentemente está
restringido por variables que el perforador no controla directamente y que no pueden
ser documentados en los registros de corridas de las mechas de perforación. La
manera en que la mecha es corrida en un pozo es muchas veces más importante
que el tipo de mecha y la optimización parece ser el resultado de un proceso
empírico de ensayo y error que en la mayoría de los casos concluye al alcanzarse
los mismos desempeños “ineficientes” de los pozos vecinos.
El concepto de energía específica (Es) nace como método para cuantificar la
relación existente entre la energía de entrada y la tasa de penetración. Este se basa
en un principio fundamental el cual relaciona la cantidad de energía requerida para
destruir un volumen unitario de roca y la eficiencia con la que la mecha realiza esta
tarea.
64 El valor de Es proporciona una medición útil para predecir los requerimientos de
potencia para que una mecha en particular perfore a una tasa de penetración dada
un tipo de roca. La siguiente ecuación (2) corresponde al concepto de energía
específica derivado por Teale para perforación rotatoria en condiciones
atmosféricas.
ROPATN
A BB ××××
+π120PSM=Es (Ecuación 2)
Donde:
Es: energía especifica (lpc).
PSM: peso aplicado sobre la mecha durante la perforación (Lbs).
AB: área transversal del hoyo (plg 2).
N: velocidad angular de la mecha (revoluciones/min).
T: torque medido en superficie (pie-Lbs).
ROP: tasa de penetración (pies/hrs).
Pessier validó la ecuación derivada por Teale, para la perforación en presencia
de una columna hidrostática. Debido a que la mayoría de la data de campo se
encuentra en la forma de mediciones en superficie de peso sobre la mecha (PSM),
RPM (N), y tasa de penetración (ROP), un coeficiente específico de fricción
deslizante fue introducido para expresar el torque (T) en función del PSM. Este
coeficiente será subsecuentemente utilizado para el cálculo de Energía Específica
de entrada (Es) en ausencia de mediciones confiables de torque, tal como se
muestra a continuación:
PSMDT36=
M××μ (Ecuación 3)
Donde:
T: torque medido en superficie (pie-Lbs).
DM: diámetro de la mecha (pulgadas).
PSM: peso sobre la mecha durante la perforación (Lbs).
65 2.12. Eficiencia mecánica de las mechas (EFFM).
Teale también introdujo los conceptos de mínima energía específica (Es min) y
máxima eficiencia mecánica (EFFM). El valor de Es min se alcanza cuando el valor de
Es se acerca o es casi igual a la resistencia a la compresión de la roca (CCS) que
está siendo perforada. La eficiencia mecánica (EFFM) para cualquier tipo de mecha
es entonces calculada de la siguiente manera:
100×E
CCS100×E
E=EFFSS
min sM = (Ecuación 4)
Donde:
Es min: resistencia a la compresión confinada (CCS).
Es: energía especifica (lpc).
2.13. Pérdidas por fricción de la sarta de perforación.
Los valores calculados de energía específica son en términos absolutos
imprecisos y sólo deben ser utilizados para analizar tendencias en el desempeño de
las mechas de perforación. La fuente de mayor error lo constituyen las pérdidas por
fricción de la sarta de perforación con las paredes del hoyo, por lo que los valores
calculados a partir de la medición en superficie del torque, sino son analizados
objetivamente parecieran indicar que las mechas consumen más energía para
perforar de la que realmente se requiere para destruir la roca. Esto se debe a que
aún en condición de máxima eficiencia el desempeño de las mechas de perforación
oscila entre el 30-40%, es decir, sólo un tercio de la energía del sistema está siendo
transferida a la mecha.
2.14. Principales causas que afectan el desempeño de las mechas de perforación. Existen muchas posibles causas para el bajo desempeño de una mecha de
perforación, entre las principales se tienen el “embolamiento” de la mecha, una alta
presión de confinamiento o la presencia de intercalaciones laminares de limolita en
las lutitas. Sin embargo la práctica demuestra que el “embolamiento” es la causa
66 principal para el bajo desempeño de perforación en formaciones arcillosas,
especialmente cuando se perfora con sistemas de fluido base agua.
Este fenómeno ocurre cuando los cortes o ripios de roca generados durante la
perforación se acumulan debajo de la mecha o se adhieren a la misma, lo que se
traduce en una baja tasa de penetración. Por mucho tiempo ha existido la inquietud
en cuanto a que ocasiona que los ripios se aglomeren y adhieran a la mecha y los
ensamblajes de fondo; desde el punto de vista mecánico se indica que cuando los
materiales arcillosos son cortados por la acción de la mecha, se genera un
incremento abrupto de la porosidad combinado con una caída de la presión de poro.
Desde el punto de vista químico se explica que las arcillas exhiben una tendencia
pronunciada a hidratarse, y que el fluido de perforación humecta la mecha. En
consecuencia, y debido a la combinación de estos dos efectos, baja presión de poro
y tendencia a hidratarse, los ripios tienden a aglomerarse entre sí sobre la cara y
cuerpo de las mechas.
Además de la reducción en la tasa de penetración, el embolamiento de la mecha
puede causar problemas adicionales, tales como, atascamiento de la tubería, alto
torque, pérdida de circulación, aumento en el tiempo de viaje debido a los problemas
de “swabbing” y hoyo apretado, así como dificultad para la bajada del revestidor.
El desempeño de las mechas depende de muchos factores tales como diseño de
la mecha, propiedades del fluido de perforación, parámetros de perforación (PSM y
RPM), e hidráulica. Muchos investigadores han propuesto soluciones para el bajo
desempeño de las mechas de perforación mediante el estudio de esos factores.
La selección y ajuste adecuado de los parámetros de perforación son factores
críticos para un desempeño efectivo de las mechas. El peso sobre la mecha (PSM)
es el parámetro más importante para mejorar el desempeño de las mechas de
perforación y evitar el embolamiento. De acuerdo a Cheatham y Nahm, el reducir
rápidamente el PSM luego de una situación incipiente de embolamiento puede
prevenir el embolamiento severo. Algunos reportes indican que conociendo el PSM
en fondo a partir de herramientas de MWD es posible controlar el PSM y mejorar la
tasa de penetración.
67 2.15. Evaluación de desgaste de mechas (IADC). El sistema de evaluación de desgaste de mechas es un sistema estandarizado
que la industria ha desarrollado para realizar de manera práctica y sencilla una
inspección minuciosa de las estructuras de corte desgastadas y estado de los
cojinetes. Esto puede dar una buena pista sobre el desgaste característico de la
mecha de perforación que podría contribuir a nuestra próxima elección, a establecer
o recomendar prácticas operativas, además, evaluar parámetros operacionales
simples que pueden mejorar la eficiencia de perforación reduciendo costos. Es
importante destacar que una precisa evaluación permite visualizar cómo fue
perforado el pozo así como el nivel de dureza y abrasividad de la formación
perforada.
La Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (IADC) ha adoptado
un código numérico para reportar el grado de desgaste de la mecha en cuanto a:
dientes, cojinetes y estructura del diámetro de la mecha (desgaste del calibre). Este
código permite cuantificar algunos de los aspectos más importantes del desgaste de
la mecha y registrarlos rápidamente en el reporte correspondiente. Para la
implementación de este sistema se utilizan ocho (8) columnas en el Registro de
Mechas (Bit Récord), las cuales se muestran a continuación:
Tabla 8. Sistema de evaluación IADC.
Estructura de Corte B G Comentarios
Hileras Interiores
Hileras Exteriores CD Ubicación Cojinetes
Sellos
Desgaste del Calibre
1/16” OCD
Razón
Para
Sacar
( I ) ( O ) ( D ) ( L ) ( B ) ( G ) ( O ) ( R )
CD: Característica de Desgaste OCD: Otra Característica de Desgaste
Fuente: PDVSA (2007).
• Columna 1 (I - interior): se utiliza para reportar la condición de los elementos
cortadores que no están en contacto con la pared del pozo.
• Columna 2 (O - Exterior): se utiliza para reportar la condición de los elementos
cortadores que tocan las paredes del pozo.
68 En las columnas 1 y 2 se emplea una escala lineal de 0 a 8 para describir la
condición de la estructura cortadora de la siguiente manera:
0 - Sin desgaste. ………………8 - Totalmente desgastada.
• Columna 3 (D - Característica principal del desgaste): se utiliza un código de dos
letras para indicar la característica principal del desgaste de la estructura cortadora,
el cual se muestra a continuación:
Tabla 9. Características del desgaste y otras características.
bc: cono roto bt: dientes-insertos / cortadores rotos bu: embolamiento
cc: cono agrietado cd: cono con marca de arrastre
ci: cono con interferencia
cr: formación de núcleo en el centro
ct: dientes/cortadores astillados er: erosión
fc: desgaste plano de la cresta de los cortadores hc: agrietamiento por calor jd: trabajo sobre hierro
lc: cono perdido ln: perdió chorro lt: pérdida de dientes cortadores
oc: desgaste excéntrico pb: cono trancado pn: chorro / canal tapado
rg: calibre redondeado ro: anillada sd: daño en el faldón de la pierna
ss: desgaste tipo autoafilado tr: mecha caminando wo: fuga en la mecha wt: dientes / cortadores / insertos desgastados uniformemente
no: sin mucho desgaste / otras características de desgaste
Fuente: PDVSA, 2007
• Columna 4 (L - Ubicación): se utiliza un código de una letra o un número para
indicar la ubicación en la cara de la mecha en donde ocurre la característica principal
del desgaste. La siguiente tabla muestra un listado de códigos para describir la
ubicación:
Tabla 10. Ubicación del desgaste (L).
A: Todas las áreas / hileras
C: Cono / Cono interior
G: Calibre
H: Hilera de calibre
69 M: Hilera Media
N: Nariz
S: Hombro / Cono exterior
T: Flanco
Fuente: PDVSA, 2007
• Columna 5 (B - Cojinetes/Sellos): se utiliza un código de un número o letra, según
el cojinete, para indicar la condición del cojinete de las mechas tricónicas. Para
mechas de cojinete no sellado, se utiliza una escala lineal de 0 a 8 para indicar la
vida utilizada del cojinete. Un cero (0) indica cojinete sin desgaste (nuevo) y un ocho
(8) indica cojinete sin vida remanente (perdido o trabado). Para mechas con cojinete
sellado se utiliza un código de una letra para indicar la condición del sello. Una “E”
indica sello efectivo, una “F” Sello fallado y una “N” indica “No es posible graduar”,
este último código fue agregado para permitir reportar cuando la condición del
sello/cojinete no puede ser determinada. Para mechas de diamante, PDC se coloca
la letra “X” (no aplica).
• Columna 6 (G - Calibre): para determinar su magnitud se utiliza un medidor en
forma de aro y una regla. La pérdida de diámetro se reporta en dieciséisavos de
pulgada (1/16 pulgadas). Cuando la mecha está en calibre o en su diámetro, sin
sufrir desgaste del calibre, se usa una “ I ” (in gauge). La siguiente tabla muestra
letra y número que describen el desgaste del calibre:
Tabla 11. Desgaste del calibre (1/16 pulgadas).
I - In gauge (en diámetro)
1 - 1/16 pulgadas fuera de diámetro
2 - 1/8 pulgadas fuera de diámetro
3 - 1/4 pulgadas fuera de diámetro
Fuente: PDVSA, 2007
• Columna 7 (O - Otras características de desgaste): se utiliza para reportar
cualquier otra característica de desgaste de la mecha, en adición al desgaste de la
estructura cortadora descrito en la columna 3 (D). Debe notarse que esta columna
70 no es exclusiva para características de desgaste de estructuras cortadoras, se
utilizan para esta columna los códigos de dos letras listados en la tabla 9.
Columna 8 (R-Razón de salida): se utiliza para reportar la causa por la cual la mecha
fue sacada. En la siguiente tabla aparece un listado con códigos de dos o tres letras
que se utilizan en esta columna:
Tabla 12. Razones para sacar mecha.
bha: cambio de la sarta de fondo
dmf: falla del motor de fondo dsf: falla de la sarta de perforación
dst: prueba de producción
dtf: falla de alguna herramienta de fondo log: corrida de registro
rig: reparación del taladro
cm: condición del fluido de perforación cp: toma de núcleos
dp: usada para perforar tapón fm: cambio de formación hp: problemas en el hoyo
hr: horas de rotación pp: presión de la bomba pr: tasa de penetración
tq: torque tw: falla de la tubería por torsión
wc: condiciones atmosféricas
wo: fuga en la tubería td: profundidad total / profundidad de asentamiento del revestidor
Fuente: PDVSA, 2007
71 CAPITULO III.
MARCO METODOLOGICO.
En toda investigación a realizar se deben estudiar todos aquellos detalles
relacionados con la recolección, elaboración y análisis de los datos a fin de
adaptarse al tipo de problema planteado, y a los objetivos establecidos.
En el siguiente capítulo se describe el tipo de investigación, las técnicas y los
procedimientos que fueron utilizados para recabar los datos pertinentes que
permitirán optimizar el proceso de selección de mechas en el Campo Bachaquero
Lago suroeste.
3.1. Tipo de investigación.
El presente trabajo permite el desarrollo de una investigación aplicada, ya que los
resultados que se obtengan proporcionaran recomendaciones que serán
consideradas por la Unidad de Explotación para optimizar la perforación del hoyo de
producción del área Bachaquero Lago suroeste, donde debido a las condiciones de
la formación es frecuente los viajes por cambios de sarta y de ensamblaje
direccional, situación que influye en un alto número de viajes. Así mismo estará
soportada por información bibliográfica y descripción de los diferentes eventos
actuantes en el área ocurridos durante la perforación de las últimas localizaciones.
3.2. Diseño de investigación.
El diseño de investigación es la estrategia que adopta el investigador para
responder al problema planteado. Con base a lo antes expuesto la investigación
abarca un diseño documental, puesto que se procedió primeramente a la revisión de
los datos pertenecientes a cada uno de los pozos del área en estudio. Esto se
realizó a través de fuentes bibliográficas, carpetas de pozos, informes finales de
perforación y principalmente con la asesoría del tutor de la investigación.
72 3.3. Población. Latorre, Rincón y Arnal (2003), define la población como “el conjunto de todos los
individuos (objetos, personas, eventos, etc.) en los que se desea estudiar el
fenómeno, éstos deben reunir las características de lo que es objeto de estudio”.
Según lo mencionado, la población considerada para el estudio está
representada por 19 pozos pertenecientes al Campo Bachaquero Lago suroeste de
los Yacimientos C-7-X.12 y C-7-X.14, de ésta población se extraerá la muestra más
representativa para ejecutar el estudio.
3.4. Muestra.
Sabino, Carlos (1992) menciona que “la muestra se puede definir como una parte
del todo al que denominamos universo y la cual sirve para representarlo”.
Basándose en la definición anterior, se seleccionaron para el estudio ocho (08)
pozos considerando inicialmente las actividades de perforación recientes (periodo
2006 – 2009) debido a los avances técnicos y evolución de las mechas corridas, y
segundo los pozos que cumplen con los registros mínimos requeridos para las
simulaciones a fin de efectuar el análisis de compresibilidad y abrasividad de la
formación.
3.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos.
Las técnicas de recolección de datos, son las distintas formas o maneras de
obtener la información y cada técnica establece sus instrumentos (medios materiales
que se emplean para recoger y almacenar la información), (Áreas F., 1999).
3.5.1. Análisis documental.
Se efectuó una investigación detallada del tema de estudio, analizando de forma
minuciosa las fuentes bibliográficas encontradas, las cuales se describen a
continuación:
73 • Revisión de manuales de perforación de PDVSA, en lo referente a mechas de
perforación, tipos de mechas, hidráulica, aletas, cortadores, componentes del
ensamblaje mecánico de fondo.
• Recopilación de data mediante el Dims 32 e informes finales para cada pozo a
estudiar.
• Revisión de las carpetas de pozo, reportes finales de perforación, bit record,
stick chart.
• Inventario de los registros disponibles por pozo requeridos para el estudio de
abrasividad y comprensibilidad de la formación, a través del programa Rocky.
3.5.2. Información de pozos en estudio.
Para realizar el análisis de los pozos, es necesario recopilar una serie de
información, la cual se debe ajustar a la realidad y cuyas fuentes se muestran a
continuación:
Informes operacionales: estos informes contiene las operaciones realizadas durante
la perforación y de los cuales se puede obtener lo siguiente: tipos de mechas,
características (clasificación, diámetro, TFA, numero de chorros, RPM y otros) y
ensamblaje de fondo.
Dims for Windows: el programa DIMS (Data Information Management System) For
Windows, de la empresa LANDMARK; es un programa diseñado para operar con el
sistema Windows de Microsoft que permite almacenar toda la información inherente
a las operaciones de perforación, completación y rehabilitación de pozos. El sistema
se alimenta desde terminales remotas ubicadas en cada uno de los taladros donde
se ejecutan las operaciones. Los supervisores o jefes de equipos introducen los
datos y los transmiten a una base de datos central la cual almacena la información
de todas las áreas operacionales de la corporación con el fin de facilitar la búsqueda
de información. Este programa fue utilizado para la obtención de los parámetros
operacionales, información y reportes diarios de perforación, como por ejemplo el
sumario de operaciones, reportes de lodo, reportes de desviación, reportes de
mechas, entre otros.
74 3.5.3. Técnicas de procesamiento y análisis de datos.
En este punto se describen las distintas operaciones a las que fueron sometidos
los datos obtenidos (curvas, gráficos, tendencias, etc.) con la ayuda de programas
computarizados, que facilitan la interpretación de los resultados obtenidos. Entre los
programas más utilizados se tienen:
Microsoft Excel:
Es un programa que permite la realización de tablas, gráficos, fórmulas y
ecuaciones de manera más fácil y rápida; los cuales pueden ser introducidos en el
paquete Word, además sus datos pueden ser utilizados como lista de correo de
Word.
Rocky03:
Rocky03 es una marca registrada por Baker Hughes para el sistema de
optimización de programas de perforación. Con la información dada por el pozo
vecino, Rocky03 reconstruye la litología encontrada durante la perforación del mismo
y permite estimar esfuerzos compresivos, a fin contar con mas herramientas al
momento de seleccionar la mecha optimar a utilizar.
3.6. Metodología de Investigación.
Durante el desarrollo de la investigación, se llevaron a cabo estrategias que
permitieran dar cumplimiento a los objetivos planteados. La Metodología utilizada se
puede resumir como sigue:
3.6.1. Selección de los pozos para el estudio.
La selección de los pozos fue realizada, tomando en cuenta la cantidad de
información presente en ellos; para el caso de estimación de esfuerzos
comprensivos la información mínima requerida es la siguiente:
75 • Registros de pozos: gamma ray, sónicos, densidad, etc.
• Tipo de fluido utilizado en la perforación e información asociada como peso de
lodo.
Para el caso del cálculo de energía especifica y eficiencia de perforación la
información requerida es la siguiente:
• Sumarios operacionales: reporte/sumario de operaciones, obtenido del DIMS o de
las carpetas del pozo, a fin de obtener data de rendimiento de peso sobre la mecha,
tasa de penetración, revoluciones por minuto, y torque.
• Reportes de mechas: el cual detalla las características de la mecha utilizada, tales
como: diámetro de la mecha, tipo, serial, chorros, profundidad de entrada y salida,
ROP, evaluación IADC y otros.
De acuerdo a la cantidad de información; así como la mejor distribución para
abarcar la mayor cantidad de pozos fueron seleccionados los siguientes pozos:
BA-2015, BA-2057, BA-2148, BA.2157, BA-2631, BA-2632, BA-2648 y BA-2658.
3.6.2. Estadística de mechas utilizadas en el Campo Bachaquero Lago suroeste.
El análisis estadístico de las mechas utilizadas en el campo contempla la
creación de un perfil de comportamiento dinámico de las mismas. El primer paso
consiste en identificar los tipos de mechas que se utilizaron en cada pozo, las tasas
de penetración obtenidas en cada fase y el desgaste de las mechas para obtener
mayor información del desempeño realizado por estas. Posteriormente se analizaran
los parámetros de perforación: peso sobre la mecha, galonaje, RPM y torque a fin de
plantear el impacto que genera cada uno de de ellos en el desempeño de la
perforación.
Para ello se construirán dos gráficos, el primer de ellos mostrara para la sección
de estudio, los tipos y número de mechas utilizadas en cada pozo, las características
de direccionamiento, la tasa de penetración generada, el reporte de desgaste y la
columna atravesada. El segundo grafico mostrara los parámetros de perforación en
función de profundidad.
76 3.6.3. Determinación de las Propiedades Mecánicas a partir de Registros Eléctricos.
Para determinar las propiedades dinámicas-mecánicas de la roca: resistencia a la
compresión sin confinar (UCS), resistencia a la compresión confinada (CCS) y
ángulo de fricción, se utilizo el software Rocky03 para procesar los datos obtenidos
con las herramientas de registro a hoyo abierto. Se dispondrá de una hoja de cálculo
por cada pozo con estas propiedades para la obtención de promedios por
subunidad. Los valores de UCS servirán de referencia para conocer la dureza de la
formación considerando la clasificación de Deere y Miller (Tabla 1).
Las ecuaciones utilizadas por Rocky03 se fundamentan en el principio de esfuerzo
compresivo de la roca no confinada (UCS) y esta basado en el documento técnico
(paper) número 13256 de la SPE, realizado por K.L, Mason en el año 1984.
2
s
4
s t10005,60
t10002,1USC ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
= (Ecuación 5)
Debido a la relación lineal entre el tiempo de viaje de la onda de corte y la onda
compresional para una litología dada:
Tabla 13. Relación DTS y DTC para diferentes litologías Rocky03.
DTs/Dtc
Anhidrita 2,4
Calizas 1,9
Dolomitas 1,8
Lutita 1,7
Areniscas 1,6
Fuente: Registros Eléctricos para Selección de Barrenas. Baker Hughes (2009).
La ecuación puede ser re-escrita con DTc usando la relación DTs/Dtc para
cualquier litología específica:
Ejemplo: Calizas… DTs/Dtc=1,9 ⇒ DTs=1,9Dtc
77 2
c
4
c t9.110005,60
t9.110002,1USC ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
= (Ecuación 6)
Para el cálculo de los valores de resistencia confinada de la roca emplea un
método ampliamente utilizado en la mecánica de rocas, el mismo establece que la
resistencia confinada de la roca será una función del esfuerzo confinante (presión
diferencial), el ángulo de fricción interna y la resistencia no confinada. La ecuación
que la define queda expresada de la siguiente manera:
( )( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+
×+=FASen1FASen1CPUCSCCS (Ecuación 7)
El ángulo de fricción para Rocky03 es una medida de que tan rápidamente la
resistencia de la roca aumenta con el incremento de presión de la roca.
3.6.3.1 Procedimiento de Rocky03.
Se procede a importar en el programa Rocky03 los archivos en “.las” de los
registros GR (gamma ray), DT (sónico), e información de peso de lodo, para cada
uno de los pozos de estudio.
Figura 30. Registros Eléctricos para Selección de Barrenas. Fuente: Baker Hughes (2009).
Se estima el contenido de lutitas y no lutita a través de la curva litológica del
registro gamma ray, para después estimar a partir del tiempo de transito sónico
78 compresivo el tipo de roca no lutita presente. Rocky03 tiene la capacidad de estimar
6 tipos de rocas no lutita: arenisca, caliza, dolomita, anhidrita, sal y carbón.
Figura 31. Estimación de Litología Rocky03. Fuente: Registros Eléctricos para Selección de
Barrenas. Baker Hughes (2009).
Una vez reconstruida la columna litológica y conocido el tiempo de transito sónico
compresivo es posible inferir UCS.
Figura 32. Curva UCS vs DTc. Fuente: Registros Eléctricos para Selección de Barrenas.
Baker Hughes (2009).
3.6.4. Validación de Abrasividad.
La abrasividad de la formación determina la rapidez con que se desgastaran los
dientes o cortadores de una mecha cuando se perfora la misma. Para validar la
abrasión de la Formación Misoa se consideraron los valores de ángulo interno de
fricción y el índice de abrasividad obtenidos a partir de Rocky03, debido a que el
79 primero está directamente relacionado con la comprensibilidad de la roca, mientras
que el segundo criterio relaciona la resistencia a la compresión de la roca y la
litología asociada.
3.6.5. Calculo de Eficiencia Mecánica.
Como se explicó en el capítulo II, la Energía específica (Es) está relacionada con
la cantidad de energía requerida para destruir un volumen unitario de roca. Para su
estimación se utilizara la ecuación de energía específica (Ecuación 2) desarrollada
por Teale y validada por Pessier para condiciones de perforación bajo presión
hidrostática, los parámetros de perforación involucrados serán tomados de los
reportes de perforación y el torque en la mecha se obtendrá de la Ecuación 3. Para
establecer el coeficiente de factor de fricción requerido para calcular el torque en la
mecha se utilizaran como referencia los valores de UCS y el tipo de mecha utilizada
según se indica a continuación:
Tabla 14. Factor de fricción.
Formación Muy blandas Blandas Medianament
e duras Duras
UCS <5000 lpc <10000 lpc <15000 lpc <25000 lpc
Tricónicas
Blandas 0.19-0.23 0.19-0.23 0.12-0.18 0.20-0.25
Semi-duras 0.21-0.23 0.15-0.20 0.10-0.16 0.13-0.15
Duras 0.17-0.20 0.06-0.11 0.10-0.13 0.08-0.11
PDC
3-4 aletas 1.2-2.2 0.9-1.5 0.5-0.77
5-7 aletas 1.0-1.5 0.9-1.1 0.8-1.0 0.65-0.71
>8 aletas 0.28-0.58 0.55-0.8 0.37-0.54
Diamante natural 0.5-0.6 0.38-0.46 0.37-0.49 0.34-0.40
Impregnada 0.12-0.3 0.27-0.5 0.28-0.4
Fuente: Registros Eléctricos para Selección de Barrenas. Baker Hughes (2009).
Cabe destacar que estos coeficientes de factor de fricción fueron obtenidos por la
empresa Baker Hughes a través de pruebas de laboratorio.
80 Haciendo uso de los valores de resistencia a la compresión confinada (CCS)
obtenidos a través del software y de los valores de energía específica calculados
para cada intervalo se procederá a obtener la eficiencia mecánica para cada mecha
utilizada en los pozos perforados recientemente (Ecuación 4).
Tabla 15. Eficiencia Mecánica de la Mecha.
Mecha Profundidad
de Entrada
Profundidad
de Salida
Horas ROP WOB
RPM
Total
Torque Es min Energía
Especifica
EEFm
Fuente: Colina, Y. (2011).
3.6.6 Integración de la Información.
Finalmente se procederá a integrar toda la información generada de los pozos en
estudio. A fin de definir el tipo de mecha a utilizar en las fases de perforación de este
hoyo, se consideraran varios criterios: los tipos de mechas utilizadas en el último
periodo de perforación y la ROP alcanzada por las mismas, la resistencia a la
compresión no confinada y la abrasividad.
El reporte de desgaste ayudara a obtener información de la litología y a decidir
algunas características de las mechas.
La resistencia a la compresión no confinada se utilizara como referencia para la
selección del diámetro de los cortadores y el número de aletas. Así mismo se
realizaran recomendaciones en cuanto al ángulo de ataque de los cortadores y
direccionabilidad.
La resistencia a la compresión confinada permitirá el cálculo de la Energía
Especifica, este parámetro adicionalmente servirá como punto de comparación a los
resultados obtenidos en la selección utilizando la metodología de UCS.
En
desar
serie
parám
suroe
5.1. E El
prese
corres
Bacha
años
y BA-
La
en el
Fig
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Estadística
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1
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C‐7
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7‐X‐12
7‐X‐14
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te el
una
e los
área
cio al
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área
de 9
2648
año
9.
82 Para analizar el desempeño de las mechas utilizadas en el hoyo de producción
(8 1/2”) se seleccionaron los pozos perforados en el periodo 2006 - 2009, debido a
los avances técnicos y evolución de las mechas corridas.
La siguiente figura indica el número de mechas utilizadas en el hoyo, tipo de
mecha, y tasa de penetración promedio de los pozos en estudio:
Figura 34. Rendimiento de Mechas campo Bachaquero Lago suroeste Hoyo 8 1/2”
Formación Misoa. Fuente: Colina, Y. (2011)
5.1.1 Pozo BA-2631.
La perforación de este hoyo de 5.796 pies se dividió en dos secciones: la primera
desde 8.629 pies hasta 13.096 pies contemplando control direccional con la
herramienta RSS, y la segunda fase desde 13.096 pies hasta 14.425 contemplando
el uso de turbinas.
8000
8500
9000
9500
10000
10500
11000
11500
12000
12500
13000
13500
14000
14500
15000
B-3B-4
B-5
B-6B-7
B-8
B-9
C-1
C-2
C-3
C-4
C-5
C-6
C-7
PDC + T. DRIVE 1644´ @ 29,36 PPH1-1-WT-A-X-I -NO-PR
PDC + RSS653´ @ 10,97 PPH1-2-WT-A-X-I -NO-DSF
PDC+ RSS918´ @ 9,82 PPH1-2-WT-A-X-I -NO-DTF
PDC + RSS783´ @ 7,22 PPH2-3-WT-A-X-I -NO-DTF
PDC + T. DRIVE319´ @ 6,51PPH1-1-WT-A-X-I -NO-PR
PDC + RSS 149´ @ 7,10 PPH8-8-RO-A-X-2-RO-PRIMPREGNADA + TURBINA680´ @ 5,44 PPH1-0-WT-CN-X-I -NO-PR
IMPREGNADA + TURBINA438´ @ 3,98 PPH0-0-NO-A-X-I -NO-BHA211´ @ 2,65 PPH0-0-NO-A-X-I -NO-TD
PDC + RSS1172´ @ 19,37 PPH1-1-WT-A-X-I-CT-PR
PDC + RSS335´ @ 17,18 PPH 1-0-BT-N/T-X-I-CT-DTF
PDC + RSS1144´ @ 10,21 PPH 1-1-WT-AX-I-NO-DTF
PDC + RSS312´ @ 12,24 PPH 1-1-WT-A-X-I-NO-DTFPDC + RSS154´ @ 16,21 PPH 0-0-NO-A-X-I-NO-DTF
PDC + RSS548´ @ 6,72 PPH 1-1-WT-A-X-I-NO-DTF
IMPREGNADA + TURBINA968´ @ 4,78 PPH 5-6-WT-A-X-I -LT-PP
IMPREGNADA+ TURBINA625´ @ 4,24 PPH 1-1-WT-A-X-I -CT-TD
PDC + TURBINA1359´ @ 13,32 PPH4-3-WT-S-X-I -NO-DTF
PDC + TURBINA416´ @ 9,67 PPH5-8-RO-A-X-I -LT-PR
HIBRIDA + TURBINA1434´ @ 6,81 PPH2-3-WT-A-X-I -LT-RIG
IMPREGNADA + TURBINA514´ @ 5,87 PPH1-1-WT-AX-I -CT-BHA1546´ @ 5,74 PPH3-2-WT-A-X-I -CT-PR
IMPREGNADA + TURBINA91´ @ 4,33 PPH1-1-WT-AX--I -CT-DSF441´ @ 4,12 PPH1-2-WT-A-X-I -CT-TD
PDC + T. DRIVE972´ @ 10,07 PPH2-3-LT-L-X-I-WTT-DSF
PDC + T. DRIVE361´ @ 6,17 PPH1-2-WT-S-X-I-CT-PR
PDC + T. DRIVE665´ @ 7,60 PPH3-4-WT-A-X-I-RO-PR
PDC + T. DRIVE811´ @ 9,16 PPH5 -6-RO-S-X-I-BT-PP
PDC + T. DRIVE419´ @ 6,65 PPH5-4-RO-N-X-I-BT/WT-PR
PDC + T. DRIVE272´ @ 10,67 PPH0-2-BT-S-X-I-LN-TD
BA-2631 BA-2632 BA-2648 BA-2658
12-1/4"
12-1/4"
12-1/4"12-1/4"
83 Se utilizaron ocho (8) mechas, seis (6) mechas PDC en la primera sección, de las
cuales tres (3) su razón de salida fue por baja tasa de penetración, dos (2) por falla
de herramienta de fondo, y una (1) por falla de la sarta de perforación; y en la
segunda sección dos (2) mechas impregnadas, de las cuales una (1) su razón de
salida fue por baja tasa de penetración, (1) una por cambio de ensamblaje de fondo
y una (1) por profundidad final.
La Figura 35 muestra los valores promedios de los parámetros operacionales
Tasa de Penetración (ROP), Galones por Minuto, Revoluciones por Minuto (RPM),
Peso sobre la Mecha (WOB) y Torque utilizados durante la perforación de este pozo:
Figura 35. Parámetros Comportamiento de Mechas Pozo BA-2631.
Fuente: Colina, Y. (2011)
Se observa en la figura que este hoyo se perforo con tasas de penetración
variables, disminuyendo gradualmente a partir de la profundidad de 10.273 pies de
29 pph a 9 pph y luego a 5 pph. En las arenas B la mecha que obtuvo el mejor
desempeño fue la del tipo PDC DSX234, de código IADC M422, con 1.644 pies
perforados en 56 horas y una tasa de penetración promedio de 29,36 pph; en las
arenas C la mecha con mejor desempeño fue la del tipo PDC DSX94, de código
IADC M432, con 918 pies perforados en 92,5 horas y una tasa de penetración
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 20 40 60 80
ROP PROMEDIO
DS234HGJUW DSX56DGJSDS94DGJNSWDS84HGJNDS94DGJNSWDS107DFKGR50BCTPXKGR50BCTPX
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
350 400 450 500 550 600 650 700
GPM PROMEDIO
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 5 10 15 20 25 30
WOB MIN & MAX
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 4 8 12 16 20
TORQUE MIN & MAX
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
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10200
10400
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11200
11400
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13400
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13800
14000
14200
14400
0 50 100 150 200 250 300
RPM PROMEDIO
8600
8800
9000
9200
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11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
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12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
800 850 900 950 1000 1050
RPM SUPERFICIE + FONDO
84 promedio de 9,82 pph. Dicha tasa disminuye en menor cantidad al perforar con RPM
mayores a 876 y peso sobre la mecha de 4.000 a 8.000 libras. El galonaje aplicado a
fin de facilitar la remoción la remoción del ripio permaneció en un rango de 370 a
530 GPM y el torque oscilo de 5.000 a 10.000 libras-pie.
Este pozo comenzó a incrementar su ángulo de inclinación llegando a alcanzar
un máximo de 5º a la profundidad de 10.878 pies con desplazamiento de 3.65
metros y azimuth de 251°, luego mantuvo su trayectoria.
5.1.2 Pozo BA-2632.
La perforación de este hoyo de 5.258 pies se dividió en dos secciones: la primera
desde 8.670 pies hasta 12.335 pies contemplando control direccional con la
herramienta RSS, y la segunda fase desde 12335 pies hasta 13.928 contemplando
el uso de turbinas.
Se utilizaron ocho (8) mechas, seis (6) mechas PDC en la primera sección de las
cuales cinco (5) su razón de salida fue por falla de herramienta de fondo, una (1) por
tasa de penetración; y dos mechas (2) impregnadas en la segunda sección, de las
cuales una (1) su razón de salida fue por presión de bombas y una (1) por
profundidad final.
La Figura 36 muestra los parámetros operacionales Tasa de Penetración (ROP),
Galones por Minuto, Revoluciones por Minuto (RPM), Peso sobre la Mecha (WOB) y
Torque utilizados durante la perforación de este pozo.
Se observa en la figura que la tasa de penetración disminuyo al igual que en el
pozo BA-2631 gradualmente en un rango de 29 pph a 12 pph y luego a 4 pph. En las
arenas B el mejor desempeño lo obtuvo la mecha PDC DSX56, de código IADC
M432, perforando desde 8.670 pies hasta 9.842 pies para un total de 1.172 pies
netos perforados en 60,5 horas y con una tasa de penetración promedio de 19,37
pph; en las arenas C la mecha que obtuvo el mejor desempeño fue la del tipo
Impregnada KGR730, de código IADC M433, con 968 pies perforados en 202,5
horas y una tasa de penetración de 4,78 pph.
85 El galonaje permaneció en un rango promedio de 380 a 500 GPM, requiriéndose
un mayor galonaje durante la corrida de la primera mecha utilizada en este hoyo
para llevar a superficie el 100% del ripio. En las arenas B se utilizaron entre 120 a
170 RPM, y las arenas C inferior se perforaron con RPM superiores a 1.000. En
cuanto al torque, este se mantuvo oscilante de 5000 a 10000 libras-pie durante las
diferentes corridas.
Figura 36. Parámetros Comportamiento de Mechas Pozo BA-2632.
Fuente: Colina, Y. (2011)
Este pozo obtuvo a la profundidad de 12.288 una inclinación máxima de 6° con
un desplazamiento de 20 metros y azimuth de 255°, esto implicó comenzar la
segunda fase con turbina, la cual corrigió la trayectoria en los primeros 576 pies
bajando la inclinación a 3° y azimuth de 263º.
5.1.3 Pozo BA-2648.
En este hoyo de 5.801 pies se utilizaron cinco (5) mechas contemplando el uso
de turbinas, dos (2) mechas PDC, dos (2) dos impregnadas y una (1) hibrida, con
once (11) corridas, de las cuales dos (2) su razón de salida fue por tasa de
penetración, una (1) por falla de herramienta de fondo, una (1) por tasa de
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
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12800
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13400
13600
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14000
14200
14400
0 20 40 60 80
ROP PROMEDIO
DSX56DGJSDS234HGJUWDS94A2DGJNWDSX56DGJSDSX66HGJNDS94GJNWKGR730BCTYPXK503BCTPX
8600
8800
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10000
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10600
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11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
350 400 450 500 550 600 650 700
GPM PROMEDIO
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 50 100 150 200 250 300
RPM PROMEDIO
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
800 850 900 950 1000 1050
RPM SUPERFICIE + FONDO
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 5 10 15 20 25 30
WOB MIN & MAX
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 4 8 12 16 20
TORQUE MIN & MAX
86 penetración, una (1) por reparación de taladro, una (1) por cambio del ensamblaje de
fondo, una (1) por falla de la sarta de perforación y una (1) por profundidad final.
La Figura 37 muestra los parámetros operacionales Tasa de Penetración (ROP),
Galones por Minuto, Revoluciones por Minuto (RPM), Peso sobre la Mecha (WOB) y
Torque utilizados durante la perforación de este pozo:
Figura 37. Parámetros Comportamiento de Mechas Pozo BA-2648.
Fuente: Colina, Y. (2011)
Se observa en la figura que en las diferentes corridas la tasa de penetración se
mantuvo por debajo de 13 pph y que en comparación con los pozos BA-2631 y
BA-2632 la misma disminuyo en menor cantidad al perforar con RPM mayores a 850
y peso sobre la mecha de 4.000 a 10.000 libras. En las arenas B el mejor
desempeño lo obtuvo la mecha PDC MI716 perforando desde 8615 pies hasta 9.974
pies para un total de 1.359 pies netos perforados en 102 horas con una tasa de
penetración promedio de 13,32 pph; y en las arenas C la mecha que obtuvo el mejor
desempeño fue la del tipo Impregnada KGR503, de código IADC M842, con 2060
pies perforados y una tasa de penetración promedio de 5,77 pph, la primera corrida
fue de 514 pies con una tasa de penetración de 5,87 pph representando un 25% de
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 20 40 60 80
ROP PROMEDIO
MI716YETBPXC XTG49ETPX KGR50CTPX XGR50CTPX XGR50CTPX
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
350 400 450 500 550 600 650 700
GPM PROMEDIO
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
800 850 900 950 1000 1050
RPM TOTAL
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 5 10 15 20 25 30
WOB MIN & MAX
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 4 8 12 16 20
TORQUE MIN & MAX
87 la distancia recorrida, y la segunda corrida fue de 1546 pies con una tasa de
penetración de 5,74 pph representando un 75% de la distancia recorrida. El galonaje
permaneció en un rango promedio de 380 a 430 GPM, y el torque en un rango de
2000 a 3000 libras-pie. En este pozo se presento un buen control direccional con
turbina alcanzando una inclinación máxima de 2º y un desplazamiento final de 9,11
metros.
5.1.4 Pozo BA-2658.
Durante la perforación de este hoyo de 3.500 pies se utilizaron cuatro tipos de
mechas PDC para un total de seis (6), de las cuales tres (3) su razón de salida fue
por tasa de penetración, una (1) por falla de la sarta de perforación, una (1) por
presión de bombas y una (1) por profundidad final.
La Figura 38 muestra los parámetros operacionales Tasa de Penetración (ROP),
Galones por Minuto, Revoluciones por Minuto (RPM), Peso sobre la Mecha (WOB) y
Torque utilizados durante la perforación de este pozo:
Figura 38. Parámetros Comportamiento de Mechas Pozo BA-2658.
Fuente: Colina, Y. (2011)
Se observa en la figura que la tasa de penetración promedio en este hoyo fue de
8,34 pph a pesar de utilizarse un mayor peso sobre la mecha, el cual oscilo en un
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
14600
0 20 40 60 80
ROP PROMEDIO
MDI-716M813LNPXM813LNPXHCD508ZHCD508ZM70PX
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
350 400 450 500 550 600 650 700
GPM PROMEDIO
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 50 100 150 200 250 300
RPM PROMEDIO
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 5 10 15 20 25 30
WOB MIN & MAX
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
10400
10600
10800
11000
11200
11400
11600
11800
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
13800
14000
14200
14400
0 4 8 12 16 20
TORQUE MIN & MAX
88 rango de 10.000 a 28.000 libras. El mejor desempeño lo obtuvo la mecha PDC
HCD508Z, de código IADC M423, perforando desde 11.000 pies hasta 11.972 pies
para un total de 972 pies netos perforados en 96,5 horas con una tasa de
penetración promedio de 10,07 pph.
El galonaje en este hoyo permaneció en un rango promedio de 500 a 550 GPM a
fin de garantizar la remoción de los ripios y por ende la limpieza del pozo. En
relación al torque, se observan altos valores comprendidos entre 5.000 y 18.000
libras-pie.
5.2. Determinación de propiedades mecánicas. A continuación se muestran los resultados promedios por sub-unidad y por pozo
obtenidos para el cálculo de las propiedades dinámicas mecánicas: resistencia a la
compresión no confinada de la roca (UCS), ángulo de fricción, así como, índice de
abrasividad, e índice de embolamiento, utilizando el software Rocky03.
5.2.1. Pozo BA-2631.
Este pozo solo cuenta con la información mínima requerida a partir de 12.399
pies hasta 14.421 pies, razón por la cual la simulación abarco básicamente las
subunidades correspondientes a C inferior de la Formación Misoa. Los resultados
obtenidos se muestran en la Tabla 16, se observa que el valor máximo de
resistencia a la compresión no confinada lo presentan las sub unidades C-6 y C-7
con 9.733 lpc y 9.783 lpc, respectivamente. Este valor promedio esta en el intervalo
de compresibilidades de mediana resistencia. El índice de abrasividad que
presentan estas sub unidades es alto debido a su elevado contenido de arenisca.
Las subunidades simuladas presentan un índice de embolamiento considerable
ya que los valores obtenidos son superiores a 0,5, lo cual es un indicativo de alta
presión de fondo de pozo y alto contenido de arcillas. El ángulo de fricción interna
para las diferentes sub unidades se encuentra entre 36º y 40º, este último valor se
encontró en la sub unidad C-7.
89 Tabla 16. Resistencia a la Compresión No confinada (UCS), Angulo de Fricción, Índice de
Abrasividad, Índice de Embolamiento promedio Pozo BA-2631.
Sub unidad Intervalos TVD UCS
(lpc) Angulo de Fricción
Índice de Abrasividad
Índice de Embolamiento
C-2 12378-12652 6189,91 36,37 0,63 0,59 C-3 12653-12862 6878,41 37,57 0,66 0,58 C-4 12863-13097 7825,71 38,46 0,68 0,58 C-5 13098-13272 8026,74 38,74 0,70 0,58 C-6 13273-13552 9733,23 39,85 0,79 0,53 C-7 13553-14252 9782,73 40,26 0,76 0,57
Fuente: Colina, Y. (2011)
La Figura 39 muestra el comportamiento de las diferentes propiedades y
parámetros descritos en los párrafos anteriores exportadas del software, así como
las profundidades y razón de salida de las mechas utilizadas en esta sección. La
misma permite inferir cambios severos (variabilidad) en la resistencia a la
compresión no confinada, y que la alta compresibilidad / abrasión indujo una menor
tasa de penetración e influyo en un mayor número de viajes.
Figura 39. UCS, CCS, Angulo de Fricción, Índice de Abrasividad, Índice de Embolamiento,
Pozo BA-2631. Fuente: Baker Hughes. (2010)
C-2-X
C-3-X
C-4-X
C-5-X
C-6-X
C-7-X
Mecha Nº 10Salió por Tasade Penetracion
Mecha Nº 11Salió por Tasade Penetración
Mecha Nº 12Salió por Tasade Penetración
Mecha Nº 13Salió por Cambiodel Ensamblaje deFondo
Mecha Nº 9:Salió por FallaHerramienta deFondo
90 Como valor agregado la figura muestra la resistencia a la compresión confinada,
sin embargo este parámetro se detallara posteriormente en el cálculo de la eficiencia
de perforación.
5.2.2. Pozo BA-2648.
Los registros en este pozo fueron tomados en dos secciones desde 8.594 pies
hasta 14.452 pies, siendo de interés particular desde 8.645 pies hasta 13.938 pies.
Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 17, la resistencia a la compresión
presión no confinada tiene su menor valor en la subunidad B-3; así mismo el mayor
UCS corresponde a la subunidad C-6. El valor promedio para las arenas B esta en el
rango de compresibilidades de baja resistencia y para las arenas C inferior esta en el
rango de compresibilidades de mediana resistencia.
El índice de abrasividad que presentan las sub unidades correspondientes a
C inferior es alto debido a su elevado contenido de arenisca, lo cual se considera
coherente ya que el rango en el que se encuentra el ángulo de fricción (36º a 39°) es
representativo de estás. En cuanto al índice de embolamiento las subunidades
simuladas presentan valores superiores a 0,5, lo cual es considerado significativo ya
que este depende de la presión de fondo de pozo y del contenido de arcillas.
Tabla 17. Resistencia a la Compresión No confinada (UCS), Angulo de Fricción, Índice de
Abrasividad, Índice de Embolamiento promedio Pozo BA-2648.
Sub unidad
Intervalos TVD
UCS (lpc)
Angulo de Fricción
Indice de Abrasividad
Indice de Embolamiento
B-3 8645-8794 4170,03 32,28 0,40 0,51 B-4 8795-9006 4457,74 33,21 0,42 0,50 B-5 9007-9294 3980,49 32,90 0,32 0,59 B-6 9295-9467 3843,39 32,80 0,28 0,64 B-7 9468-9712 3921,65 33,18 0,28 0,66 B-8 9713-9934 4866,00 34,47 0,34 0,66 B-9 9935-10694 6427,47 35,98 0,53 0,57 C-1 10695-11848 5026,69 36,80 0,51 0,65 C-2 11849-12409 5026,69 35,08 0,41 0,73 C-3 12410-12603 5735,76 35,74 0,50 0,68 C-4 12604-12961 5674,56 36,16 0,53 0,66 C-5 12962-13517 7404,96 37,49 0,62 0,62 C-6 13518-13833 9122,72 39,33 0,70 0,59 C-7 13518-13833 7532,37 37,83 0,50 0,71
Fuente: Colina, Y. (2011)
91 La Figura 40 muestra las propiedades mecánicas de las subunidades estudiadas,
así como las profundidades y razón de salida de las mechas utilizadas en esta
sección; es posible apreciar una alta frecuencia de cambios en la resistencia a la
compresión no confinada especialmente en las arenas C inferior, así como también
una extensión en la durabilidad de las corridas debido al uso del conjunto mecha
turbina, ya que los componentes externos e internos de esta ultima le permiten
soportar altas temperaturas y abrasividad.
Figura 40. UCS, CCS, Angulo de Fricción, Índice de Abrasividad, Índice de Embolamiento,
Pozo BA-2648. Fuente: Baker Hughes. (2010)
5.2.3. Pozo BA-2148.
En este pozo se corrieron registros a partir de 8.611 pies hasta 14.369, siendo de
interés particular desde 9.479 pies a 14.249 pies. La Tabla 18 presenta los valores
promedios obtenidos para cada una de las subunidades simuladas, se puede
observar que el máximo valor de UCS lo presentan las subunidades C-6 y C-7 con
B-5-X
B-6-XB-7-X
B-8-X
B-9-X
C-1-X
C-2-X
C-3-X
C-4-X
C-5-X
C-6-X
C-7-X
Mecha Nº 7: Saliópor Falla deHerramienta deFondo
Mecha Nº 8:Salió por Tasade Penetración
Mecha Nº 9:Salió porReparación deTaladro
Mecha Nº 10: :Salió por Cambiode Ensamblaje deFondo
B-3-XB-4-X
Mecha Nº 11:Salió por Fallade la Sarta dePerforación
Mecha Nº 10R:Salió por Tasade Penetración
92 10503 y 10184 lpc, respectivamente. Este valor esta en el intervalo de
compresibilidades de mediana resistencia. El índice de abrasividad se ubica en el
intervalo de 0,60 a 0,83 donde el valor más alto lo presenta la sub unidad C-6,
obteniéndose la misma respuesta que para la resistencia a la compresión no
confinada.
El ángulo de fricción interna para las diferentes subunidades se encuentra entre
36 y 40° este último valor se encontró en las arenas C inferior.
El índice de embolamiento oscila entre 0,24 y 0,45 siendo la sub unidad C-7 la de
mayor contenido de arcilla dado que este parámetro depende del contenido de
arcilla y de la presión de fondo del pozo.
Tabla 18. Resistencia a la Compresión No confinada (UCS), Angulo de Fricción, Índice de
Abrasividad, Índice de Embolamiento promedio Pozo BA-2148.
Sub unidad
Intervalos TVD
UCS (lpc)
Angulo de Fricción
Indice de Abrasividad
Indice de Embolamiento
B-5 9479-9819 6038,68 36,02 0,71 0,30 B-6 9820-10040 8563,71 37,88 0,72 0,24 B-7 10041-10204 6809,05 36,62 0,75 0,28 B-8 10205-10519 6092,52 35,56 0,66 0,34 B-9 10520-10694 5472,27 35,64 0,67 0,37 C-1 10695-11781 5010,73 34,66 0,60 0,43 C-2 11782-12468 7172,09 37,68 0,79 0,42 C-3 12469-12761 8546,56 39,56 0,82 0,43 C-4 12762-12989 10183,35 40,49 0,81 0,43 C-5 12990-13203 9677,12 40,07 0,83 0,44 C-6 13204-13646 10502,60 40,17 0,83 0,42 C-7 13647-14249 10183,87 40,12 0,82 0,45
Fuente: Colina, Y. (2011)
La Figura 41 corresponde a las diferentes propiedades procesadas en el paquete
de simulación y descritas anteriormente; las mismas fueron cotejadas con las
corridas de las mechas utilizadas en el pozo BA-2632 por encontrarse cercano a
este y poseer la información mínima requerida desde la profundidad de interés. En
general puede observarse que la alta compresibilidad y abrasión indujo fallas
prematuras en los equipos direccionales rotatorios lo cual, con el desgaste natural
de las mechas, influyo en un alto número de viajes.
93
Figura 41. UCS, CCS, Angulo de Fricción, Índice de Abrasividad, Índice de Embolamiento,
Pozo BA-2148. Fuente: Baker Hughes. (2010)
5.2.4. Pozo BA-2157.
En este pozo la información mínima requerida de registros eléctricos se
encuentra disponible desde 9798 pies. Como se puede observar en la Tabla 19 la
resistencia a la compresión no confinada presenta su menor valor en la sub unidad
B-5 con 7483 lpc, mientras que el valor máximo lo presenta la sub unidad C-7 con
12609 lpc, este último valor se encuentra en el rango de compresibilidades de
mediana resistencia. El valor de índice de abrasividad se encuentra en el rango de
0,64 a 0,90, lo cual es indicativo de un elevado contenido de arenisca.
B-3-XB-4-X
B-5-X
B-6-X
B-7-X
B-8-X
B-9-X
C-1-X
C-2-X
C-3-X
C-4-X
C-5-X
C-6-X
C-7-X
Mecha Nº 5:Salió por Tasade Penetración
Mecha Nº 6:Salió por Fallade Herramientade Fondo
Mecha Nº 7: :Salió por Fallade Herramientade Fondo Mecha Nº 8: :
Salió por Fallade Herramientade Fondo
Mecha Nº 9: :Salió por Fallade Herramientade Fondo
Mecha Nº 11:Salió porPresión deBombas
B-3-XB-4-X
B-5-X
B-6-X
B-7-X
B-8-X
B-9-X
C-1-X
C-2-X
C-3-X
C-4-X
C-5-X
C-6-X
C-7-X
Mecha Nº 5:Salió por Tasade Penetración
Mecha Nº 6:Salió por Fallade Herramientade Fondo
Mecha Nº 7:Salió por Fallade Herramientade Fondo
Mecha Nº 10:Salió por Fallade Herramientade Fondo
Mecha Nº11:Salió porPresión deBombas
Mecha Nº 8: Falla deHerramienta de Fondo Mecha Nº 9:
Salió por Falla deHerramienta deFondo
94 El ángulo de fricción para las diferentes subunidades de C-Inferior se encuentra
en el rango de 38 y 40°, de donde la variación entre las diferentes subunidades no
es significativa.
Los valores obtenidos de índice de embolamiento reflejan un bajo contenido de
arcilla en las diferentes unidades simuladas, a excepción de la sub unidad C-2 que
presenta un valor de 0,52, lo cual permite inferir un contenido significativo de arcilla.
Tabla 19. Resistencia a la Compresión No confinada (UCS), Angulo de Fricción, Índice de
Abrasividad, Índice de Embolamiento promedio Pozo BA-2157.
Sub unidad
Intervalos TVD
UCS (lpc)
Angulo de Fricción
Indice de Abrasividad
Indice de Embolamiento
B-5 9670-10174 7482,85 33,47 0,64 0,49 B-6 10175-10359 9144,84 37,44 0,77 0,38 B-7 10360-10474 11219,00 39,53 0,79 0,31 B-8 10475-10699 10086,75 38,59 0,80 0,39 B-9 10700-10889 10933,29 39,34 0,83 0,36 C-1 10890-11939 8792,76 37,41 0,75 0,49 C-2 11940-12509 8517,00 37,29 0,73 0,52 C-3 12510-12894 9791,34 38,49 0,82 0,46 C-4 12895-13294 11403,71 40,03 0,85 0,48 C-5 13295-13589 11794,52 40,30 0,88 0,47 C-6 13590-13969 12529,61 40,61 0,90 0,45 C-7 13970-14360 12608,69 42,21 0,73 0,66
Fuente: Colina, Y. (2011)
5.2.5. Pozo BA-2057.
En este pozo los registros convencionales fueron registrados a partir de 3.986
pies, siendo de interés particular desde 9.713 pies a 14.483 pies. La Tabla 20 reúne
los promedios de cada uno de las propiedades y parámetros procesados en el
paquete de simulación. Como se puede observar en la tabla para este pozo los
valores de UCS se ubican en el intervalo de 8221 a 15996 lpc para la columna
correspondiente a las arenas C, presentando el mayor valor en la subunidad C-7.
Los valores obtenidos están en el rango de compresibilidades de mediana
resistencia y reflejan una alta frecuencia de cambios de esta propiedad mecánica.
95 El índice de abrasividad que presentan las subunidades en general es alto debido
a su elevado contenido de arenisca, lo cual se considera coherente ya que el rango
en el que se encuentra el ángulo de fricción es representativo de estás.
El mayor índice de embolamiento lo presenta la subunidad C-7, lo cual permite
inferir un mayor contenido de arcilla en relación con el resto de las subunidades.
Tabla 20. Resistencia a la Compresión No confinada (UCS), Angulo de Fricción, Índice de Abrasividad, Índice de Embolamiento promedio Pozo BA-2057.
Sub unidad
Intervalos TVD
UCS (lpc)
Angulo de Fricción
Indice de Abrasividad
Indice de Embolamiento
B-5 9713-10199 8016,68 36,96 0,62 0,32 B-6 10200-10344 10349,95 38,95 0,77 0,19 B-7 10345-10499 9656,87 38,62 0,68 0,30 B-8 10500-10739 8392,38 37,64 0,59 0,39 B-9 10740-11011 8015,61 37,17 0,55 0,44 C-1 11012-11839 8220,70 36,68 0,58 0,46 C-2 11840-12564 8638,87 35,56 0,60 0,49 C-3 12565-12849 10067,85 39,54 0,60 0,53 C-4 12850-13316 11013,82 40,06 0,68 0,49 C-5 13317-13629 12036,14 41,40 0,69 0,52 C-6 13630-14081 14229,73 42,62 0,78 0,44 C-7 14082-14483 15995,61 43,71 0,82 0,41
Fuente: Colina, Y. (2011)
5.2.6. Pozo BA-2015.
La Tabla 21 muestra los resultados promedios obtenidos para el pozo BA-2015;
cabe destacar que este pozo solo cuenta con la información mínima requerida para
las subunidades correspondientes a las arenas B inferior y C de la Formación Misoa,
enfatizándose estas últimas. En general los valores de UCS están en el rango de
compresibilidades de mediana resistencia reportando el valor máximo de 13990 lpc
en la subunidad C-7.
El índice de abrasividad para la columna correspondiente a las subunidades de
C-1 a C-7 se encuentra entre 0,54 y 0,77 debido al alto contenido de arenisca de
acuerdo a la estimación de litología de los registros procesados. Los valores de
ángulo de fricción se encuentran en el rango de 36º a 40º en las subunidades
96 atravesadas por el pozo, el menor valor corresponde a la subunidad C-1 y el mayor
valor a la subunidad C-7.
Se observa que el índice de embolamiento oscila de 0,42 a 0,66. El
embolamiento de la barrena depende del contenido de arcilla y de la presión de
fondo de pozo, por lo que dados los valores obtenidos, se puede inferir en general
un contenido medio de arcilla en las subunides simuladas.
Tabla 21. Resistencia a la Compresión No confinada (UCS), Angulo de Fricción, Índice de
Abrasividad, Índice de Embolamiento promedio Pozo BA-2015.
Sub unidad
Intervalos TVD
UCS (lpc)
Angulo de Fricción
Indice de Abrasividad
Indice de Embolamiento
B-Inf 10330-10974 8041,52 37,03 0,17 0,66 C-1 10975-11754 7574,53 36,66 0,54 0,51 C-2 11755-12274 8317,83 37,56 0,61 0,51 C-3 12275-12744 9298,37 38,53 0,65 0,50 C-4 12745-13234 10285,92 39,37 0,67 0,51 C-5 13235-13524 11965,61 40,60 0,69 0,49 C-6 13525-13949 12842,08 38,74 0,75 0,46 C-7 13950-14334 13990,00 42,06 0,77 0,42
Fuente: Colina, Y. (2011)
5.3. Calculo de Energía Específica y Eficiencia Mecánica.
La energía específica y eficiencia mecánica se calcularon a través de las
ecuaciones 2 y 4 para cada mecha. Las Tablas 22 y 23 señalan los valores
obtenidos para los pozos en estudio BA-2631 y BA-2648 por intervalo perforado.
Para el pozo BA-2631 se encontró que existe una dispersión de valores de
energía especifica, la cual se justifica debido a que esta es una función de los
parámetros de perforación: Peso sobre la Mecha, Torque en la Mecha, Revoluciones
por Minuto y Tasa de Penetración (ROP), y a su vez estos parámetros se aplican de
acuerdo a lo ocurrido en el pozo durante la perforación. Se observa en la Tabla 22
que los valores de eficiencia mecánica son menores al 20% en las arenas C
superiores y que los mismos disminuyen al pasar a las arenas C inferiores de esta
formación a 7% hasta alcanzar eficiencias de perforación de 1%, lo cual es un
indicativo de espacio para mejorar. Adicionalmente para ciertos intervalos se aprecia
97 un incremento en los valores de eficiencia mecánica de las mechas a medida que
aumenta la resistencia confinada de la roca.
Tabla 22. Cálculo de Energía Específica y Eficiencia Mecánica Pozo BA-2631.
Fuente: Colina, Y. (2011)
Para el pozo BA-2648 el comportamiento de energía específica exhibido por las
mechas utilizadas para la perforación del hoyo de 8 1/2” es similar al obtenido para
Mecha Profundidad de entrada (Pies)
Profundidad de Salida (Pies)
Horas Perforando
ROP (pies/hora)
WOB (Lbs) RPM SUP RPM FONDO RPM TOTAL ES min (CCS Promedio)
TORQUE Energia Especif ica
EFFm
12.270 12.422 24,00 6,33 15.000 180 38.959,77 1.947,92 368.066,20 10,58
12.422 12.535 24,00 4,71 10.000 180 42.302,13 1.298,61 330.004,44 12,82
12.535 12.627 17,00 5,41 15.000 180 43.691,22 1.947,92 430.699,12 10,14
12.627 12.695 9,00 7,56 10.000 130 42.100,20 1.298,61 148.619,13 28,33
12.695 12.699 1,00 4,00 10.000 130 42.875,51 1.298,61 280.568,38 15,28
12.699 12.815 12,00 9,67 12.000 180 44.759,54 1.558,33 192.990,38 23,19
12.815 12.835 3,00 6,67 12.000 180 44.462,20 1.558,33 279.740,88 15,89
12.835 12.851 2,50 6,40 12.000 180 46.614,30 1.558,33 291.387,94 16,00
12.851 12.909 10,50 5,52 12.000 150 47.792,18 1.558,33 281.347,37 16,99
12.909 12.922 2,00 6,50 11.000 160 48.601,28 1.428,47 233.798,68 20,79
12.922 12.939 5,00 3,40 15.000 160 46.471,74 1.947,92 609.260,88 7,63
12.939 12.946 4,00 1,75 13.000 160 41.926,61 1.688,19 1.025.663,27 4,09
12.946 13.012 9,00 7,33 9.000 60 220 280 53.708,19 1.168,75 296.629,19 18,11
13.012 13.095 12,00 6,92 17.000 80 220 580 46.563,68 2.207,64 1.230.179,10 3,79
13.096 13.171 13,00 5,77 4.000 40 960 1.300 47.369,09 283,33 424.227,35 11,17
13.171 13.175 1,00 4,00 4.000 40 960 2.000 49.395,13 283,33 941.246,96 5,25
13.175 13.182 1,50 4,67 4.500 40 960 2.000 52.640,22 318,75 907.642,33 5,80
13.182 13.202 4,00 5,00 5.000 40 960 2.000 56.747,72 354,17 941.264,58 6,03
13.202 13.314 16,50 6,79 5.000 40 960 2.000 51.850,22 354,17 693.365,42 7,48
13.314 13.329 2,00 7,50 5.000 40 960 2.000 59.600,40 354,17 627.539,09 9,50
13.329 13.445 21,00 5,52 5.000 40 960 2.000 55.555,97 354,17 852.015,09 6,52
13.445 13.462 3,00 5,67 5.000 45 962 2.007 56.304,88 354,17 833.444,51 6,76
13.462 13.551 17,00 5,24 5.000 45 962 2.014 54.182,28 354,17 905.256,65 5,99
13.551 13.564 3,50 3,71 5.000 45 962 2.014 56.678,85 354,17 1.275.925,22 4,44
13.564 13.590 4,00 6,50 5.000 45 962 2.014 51.508,30 354,17 729.137,89 7,06
13.590 13.648 9,50 6,11 5.000 45 962 2.014 50.193,15 354,17 776.274,73 6,47
13.648 13.736 19,00 4,63 5.000 45 962 2.014 55.167,54 354,17 1.023.243,19 5,39
13.736 13.751 3,00 5,00 5.000 45 962 2.014 51.996,01 354,17 947.852,82 5,49
13.751 13.776 7,00 3,57 7.000 45 962 2.014 66.196,61 495,83 1.857.742,18 3,56
13.776 13.818 10,50 4,00 5.000 30 898 1.935 64.862,24 354,17 1.138.323,41 5,70
13.818 13.873 11,00 5,00 5.000 30 898 1.856 63.007,03 354,17 873.499,88 7,21
13.873 13.920 12,00 3,92 5.000 30 885 1.843 68.139,67 354,17 1.107.272,09 6,15
13.920 13.928 3,00 2,67 5.000 30 885 1.830 61.690,78 354,17 1.614.794,00 3,82
13.928 13.934 1,50 4,00 5.000 30 885 1.830 70.800,29 354,17 1.076.558,70 6,58
13.934 13.961 7,50 3,60 5.000 30 885 1.830 63.882,62 354,17 1.196.166,54 5,34
13.961 13.999 10,00 3,80 5.000 30 885 1.830 57.951,53 354,17 1.133.215,05 5,11
13.999 14.049 10,00 5,00 5.000 30 885 1.830 55.175,38 354,17 861.264,58 6,41
14.049 14.113 12,00 5,33 5.000 30 885 1.830 51.876,67 354,17 807.441,05 6,42
14.113 14.161 8,50 5,65 5.000 30 846 1.791 52.447,03 354,17 746.338,11 7,03
14.161 14.184 5,00 4,60 5.000 30 846 1.752 57.941,61 354,17 896.251,80 6,46
14.184 14.186 0,50 4,00 5.000 30 846 1.752 47.017,58 354,17 1.030.676,35 4,56
14.186 14.198 3,50 3,43 5.000 30 846 1.752 48.240,19 354,17 1.202.441,05 4,01
14.198 14.203 4,50 1,11 7.000 30 885 1.791 50.575,21 495,83 5.309.911,59 0,95
14.203 14.208 4,00 1,25 7.000 30 885 1.830 51.224,93 495,83 4.822.711,59 1,06
14.208 14.214 6,50 0,92 5.000 30 885 1.830 49.267,72 354,17 4.664.794,00 1,06
14.214 14.216 2,50 0,80 7.000 30 846 1.791 51.547,30 495,83 7.374.829,24 0,70
14.216 14.218 2,50 0,80 7.000 30 846 1.752 52.464,19 495,83 7.214.241,01 0,73
14.218 14.226 9,50 0,84 7.000 30 885 1.791 55.840,64 495,83 7.006.093,95 0,80
14.226 14.247 9,50 2,21 7.000 30 885 1.830 59.518,25 495,83 2.727.182,18 2,18
14.247 14.248 1,00 1,00 7.000 30 885 1.830 59.869,14 495,83 6.028.358,65 0,99
14.248 14.249 0,50 2,00 7.000 30 885 1.830 60.411,61 495,83 3.014.241,01 2,00
14.249 14.264 11,50 1,30 5.000 60 885 1.860 60.744,86 354,17 3.355.382,23 1,81
14.264 14.270 7,00 0,86 7.000 20 885 1.850 64.725,63 495,83 7.109.927,28 0,91
14.270 14.273 3,50 0,86 7.000 20 885 1.810 68.672,85 495,83 6.956.201,79 0,99
14.273 14.343 14,00 5,00 5.000 20 885 1.810 56.923,92 354,17 851.852,82 6,68
14.343 14.384 9,50 4,32 5.000 20 885 1.810 59.434,14 354,17 986.888,69 6,02
14.384 14.411 5,50 4,91 5.000 20 885 1.810 49.483,95 354,17 867.626,24 5,70
14.411 14.425 2,50 5,60 5.000 20 885 1.810 40.951,18 141,67 304.289,79 13,46
KGR50BCTPX
KGR503BCTPX
DS84HGJN
DS94DGJNSW
DS107DF
98 el pozo BA-2631. Sin embargo se observan que los valores de Eficiencia Mecánica
oscilan de 15% a 2% en las arenas B y en la arenas C de 15% a 4%, con espacio
para mejorar.
Tabla 23. Cálculo de Energía Específica y Eficiencia Mecánica Pozo BA-2648.
Fuente: Colina, Y. (2011)
Mecha Profundidad de entrada (Pies)
Profundidad de Salida (Pies)
Horas Perforando
ROP (pies/hora)
WOB (Lbs) RPM SUP RPM FONDO RPM Total ES min (CCS Promedio)
Torque Energia Especifica
EFFm
8.615 9.010 11,5 34,35 4.000 30 930 960 23.626,57 944,44 175.439,07 13,47
9.010 9.105 5 19,00 4.000 30 930 960 24.197,34 944,44 317.098,35 7,63
9.105 9.210 6,5 16,15 4.000 30 930 960 24.845,58 944,44 372.955,64 6,66
9.210 9.290 7,5 10,67 4.000 30 930 960 25.509,02 944,44 564.776,37 4,52
9.290 9.550 24 10,83 8.000 35 924 959 26.075,30 1888,89 1.111.018,81 2,35
9.550 9.768 24 9,08 10.000 35 936 971 27.455,74 2361,11 1.677.024,58 1,64
9.768 9.785 1,5 11,33 10.000 35 936 971 29.610,38 2361,11 1.344.120,86 2,20
9.785 9.925 18 7,78 10.000 35 936 971 29.335,54 2361,11 1.958.495,55 1,50
9.925 9.974 4 12,25 10.000 35 936 971 31.655,10 2361,11 1.243.553,58 2,55
9.974 10.210 19 12,42 6.000 35 908 943 29.658,15 779,17 393.100,75 7,54
10.210 10.390 24 7,50 8.000 35 908 943 38.360,43 1038,89 867.947,52 4,42
10.390 10.455 7 9,29 5.000 40 930 970 41.970,22 649,31 450.706,51 9,31
10.455 10.570 12,5 9,20 5.000 40 930 970 34.552,71 649,31 454.904,82 7,60
10.570 10.620 10,5 4,76 7.000 40 930 970 37.035,77 909,03 1.230.311,59 3,01
10.620 10.686 11 6,00 7.000 40 930 970 46.659,04 909,03 976.463,23 4,78
10.686 10.760 9 8,22 7.000 40 930 970 42.264,17 909,03 712.587,59 5,93
10.760 10.813 10 5,30 7.000 40 930 970 39.510,03 909,03 1.105.413,78 3,57
10.813 10.825 1,5 8,00 7.000 40 930 970 31.309,50 909,03 732.378,26 4,28
10.825 10.900 14,5 5,17 7.000 40 930 970 39.845,32 909,03 1.132.677,61 3,52
10.900 10.995 15 6,33 7.000 40 930 970 32.972,72 909,03 925.076,92 3,56
10.995 11.022 4 6,75 7.000 40 930 970 37.338,19 909,03 867.981,02 4,30
11.022 11.045 3 7,67 7.000 40 930 970 37.299,25 909,03 764.215,43 4,88
11.045 11.155 13,5 8,15 7.000 40 930 970 37.568,48 909,03 719.064,54 5,22
11.155 11.172 2,5 6,80 7.000 40 930 970 41.779,15 909,03 861.599,71 4,85
11.172 11.200 3 9,33 7.000 40 930 970 43.409,03 909,03 627.770,42 6,91
11.200 11.205 1 5,00 7.000 40 930 970 43.320,19 909,03 1.171.731,20 3,70
11.205 11.350 20 7,25 8.000 40 857 897 37.128,92 1038,89 854.080,13 4,35
11.350 11.508 24 6,58 8.000 40 857 897 39.730,83 1038,89 940.554,98 4,22
11.508 11.665 22 7,14 8.000 40 857 897 43.355,40 1038,89 867.677,89 5,00
11.665 11.795 22 5,91 8.000 40 872 912 44.090,82 1038,89 1.065.378,99 4,14
11.795 11.824 4,5 6,44 8.000 40 872 912 41.488,73 1038,89 976.887,43 4,25
11.824 11.870 6 7,67 8.000 30 856 886 38.780,45 566,67 435.210,04 8,91
11.870 12.004 24 5,58 8.000 30 856 886 38.259,48 566,67 597.549,23 6,40
12.004 12.115 24 4,63 8.000 30 856 886 34.747,65 226,67 288.619,20 12,04
12.115 12.285 24 7,08 8.000 30 856 886 40.342,47 566,67 471.039,25 8,56
12.285 12.338 9,5 5,58 8.000 30 856 886 36.358,84 226,67 239.292,15 15,19
12.338 12.343 0,5 10,00 7.000 30 813 843 36.085,57 198,33 111.201,01 32,45
12.343 12.480 24 5,71 7.000 30 828 858 39.885,72 495,83 495.250,88 8,05
12.480 12.650 24 7,08 7.000 30 828 858 40.596,41 495,83 399.137,89 10,17
12.650 12.795 24 6,04 7.000 30 828 858 39.638,05 198,33 187.247,42 21,17
12.795 12.925 24 5,42 7.000 30 980 1010 45.313,76 495,83 614.349,60 7,38
12.925 12.988 15 4,20 7.000 30 988 1018 47.013,85 495,83 798.554,73 5,89
12.988 13.007 3 6,33 7.000 30 988 1018 47.333,13 495,83 529.609,43 8,94
13.007 13.116 14,5 7,52 7.000 30 988 1018 42.599,02 495,83 446.219,42 9,55
13.116 13.132 3,5 4,57 7.000 30 988 1018 43.097,74 495,83 733.682,18 5,87
13.132 13.157 4 6,25 7.000 30 988 1018 40.769,88 495,83 536.669,24 7,60
13.157 13.232 16,5 4,55 7.000 30 988 1018 45.221,26 495,83 737.873,95 6,13
13.232 13.387 24 6,46 7.000 30 988 1018 48.958,36 495,83 519.361,31 9,43
13.387 13.502 16,5 6,97 5.000 30 1006 1036 52.615,29 354,17 349.837,47 15,04
13.502 13.525 3,5 6,57 5.000 30 1006 1036 49.869,46 354,17 371.034,41 13,44
13.525 13.649 21,5 5,77 5.000 30 1006 1036 52.530,07 354,17 422.744,66 12,43
13.649 13.777 20,5 6,24 5.000 30 1006 1036 50.961,26 354,17 390.492,53 13,05
13.777 13.835 14 4,14 5.000 30 1006 1036 55.729,79 354,17 588.485,68 9,47
13.835 13.860 8,5 2,94 5.000 30 1006 1036 70.740,06 354,17 828.888,11 8,53
13.860 13.884 8 3,00 5.000 30 1006 1036 55.495,57 354,17 812.637,13 6,83
13.884 13.910 6 4,33 7.000 30 988 1018 53.889,25 495,83 773.987,61 6,96
13.910 13.975 15 4,33 7.000 30 988 1018 46.253,08 495,83 773.987,61 5,98
13.975 13.990 2 7,50 7.000 30 860 890 59.636,11 495,83 391.025,32 15,25
13.990 14.102 24 4,67 7.000 30 860 890 51.423,74 495,83 628.358,65 8,18
14.102 14.220 24 4,92 5.000 30 890 920 49.894,81 354,17 440.367,28 11,33
14.220 14.336 24 4,83 5.000 30 890 920 56.896,71 354,17 447.958,30 12,70
14.336 14.381 24 1,88 5.000 30 890 920 55.634,16 354,17 1.154.597,92 4,82
14.381 14.416 9 3,89 5.000 30 891 921 70.303,00 354,17 557.331,81 12,61
XGR50CTPX
KGR50CTPX
XGR50CTPX
XGR50CTPX
MI716YETBPXC
XTG49ETPX
KGR50CTPX
99 5.4. Selección de mechas hoyo de producción.
Para definir las características de las mechas más apropiadas para el hoyo de
8 ½” se efectuó una selección por correlación y se complemento con una selección
por energía específica.
Considerando que la planificación de la perforación de esta sección usualmente
se realiza en dos fases desde la discordancia del Eoceno hasta +/- 12.000 pies y a
partir de +/- 12.000 pies hasta la PT, alrededor de los 14.000 pies, se analizaron
ambas fases por separado. En las Tablas 24 y 25 se incluyen los datos promedios
de los esfuerzos no confinados obtenidos de los pozos en estudio correspondientes
a los yacimientos C-7-X.12 y C-7-X.14 respectivamente.
Para la primera fase la información de los esfuerzos no confinados de los pozos
indican que son suficientes mechas de 7 aletas y cortadores de 13 a 16 mm, por lo
que se pueden utilizar mechas 422 o 432. Si adicionalmente analizamos el desgaste
podemos ver que al utilizar mechas 422 y 432 el desgaste promedio en ambas
hileras es de uno (Tabla 26 y 27).
Las subunidades atravesadas tienen un esfuerzo no confinado medio y un alto
contenido de arenisca por lo que es necesario seleccionar mechas con un ángulo de
cortadores de 20 grados a fin de mejorar la vida de estos.
El cuello de la barrena deberá ser corto y el perfil parabólico para que pueda
disminuir los problemas de direccionamiento derivado de las características de las
mechas.
El calibre deberá contar con protección para evitar el desgaste excesivo. De igual
manera es posible ayudar este efecto si se utilizan cortadores en el calibre. Es
importante mencionar que en base a los resultados obtenidos de la perforación del
pozo BA-2648, una opción a fin de disminuir el número de fallas por equipos
direccionales, lo constituye la perforación direccional con turbina y mechas PDC
dado que los componentes externos e internos de la turbina le permiten soportar
altas abrasividades logrando una extensión mayor en la durabilidad de sus corridas.
100 Tabla 24. Valores promedio de UCS pozos C-7-X.12.
Subunidad UCS Pozo BA-2015
UCS Pozo BA-2057
B-3 B-4 B-5 8012,78 8016,68 B-6 10714,11 10349,95 B-7 9008,96 9656,87 B-8 8220,46 8392,38 B-9 7425,29 8015,61 C-1 7574,53 8220,70 C-2 8317,83 8638,87 C-3 9298,37 10067,85 C-4 10285,92 11013,82 C-5 11965,61 12036,14 C-6 12842,08 14229,73 C-7 13990,00 15995,61
Fuente: Colina, Y. (2011)
Tabla 25. Valores promedio de UCS pozos C-7-X14.
Subunidad UCS Pozo
BA-2157
UCS Pozo
BA-2148
UCS Pozo
BA-2631
UCS Pozo
BA-2648 Rango
B-3 4170,03 4170,03 B-4 4457,74 4457,74 B-5 7482,85 6038,68 3980,49 3980,49-7482,85 B-6 9144,84 8563,71 3843,39 3843,39-9144,84 B-7 11219,00 6809,05 3921,65 3921,65-11219,00 B-8 10086,75 6092,52 4866,00 4866,00-10086,75 B-9 10933,29 5472,27 6427,47 5472,27-10933,29 C-1 8792,76 5010,73 5026,69 5010,73-8792,76 C-2 8517,00 7172,09 6189,91 5026,69 5026,69-8517,00 C-3 9791,34 8546,56 6878,41 5735,76 5735,76-9791,34 C-4 11403,71 10183,35 7825,71 5674,56 5674,56-11403,71 C-5 11794,52 9677,12 8026,74 7404,96 7404,96-11794,52 C-6 12529,61 10502,60 9733,23 9122,72 9122,72-12529,61 C-7 12608,69 10183,87 9782,73 7532,37 7532,37-12608,69
Fuente: Colina, Y. (2011)
Tabla 26. Evaluación de desgaste Mecha IADC 422.
Pozo Rop Hileras internas
Hileras externas
Carac desgaste Ubicación Sellos de
rodamiento Calibre Otra característica Razón
BA-2631 29,36 1 1 WT A X I NO DSF
BA-2632 17,18 1 0 BT N X I CT DTF
Fuente: Colina, Y. (2011)
101 Tabla 27. Evaluación de desgaste Mecha IADC 432.
Pozo ROP Hileras internas
Hileras externas
Carac Desgaste
Ubicación Sellos de
rodamiento Calibre
Otra característica
Razón
BA-
2631
10,97 1 2 WT A X I NO DSF
9,92 1 2 WT A X I NO DSF
7,22 2 3 WT A X I NO DTF
6,51 1 1 WT A X I NO DTF
BA-
2632
19,37 1 1 WT A X I CT PR
12,24 1 1 WT A X I NO DSF
16,21 0 0 NO A X I NO DTF
Fuente: Colina, Y. (2011)
Para la segunda fase, el promedio de los esfuerzos no confinado varia entre 7404
a 12609 lpc, sin embargo se registran valores mayores a 18000 lpc en los diferentes
pozos simulados para las arenas C-inferior, por lo que se requiere un tipo de mecha
que garantice una mayor resistencia a la abrasión.
El tipo de mecha seleccionada en los pozos en estudio es impregnada. Al
analizar el desgaste se puede observar que al utilizar mechas código IADC 842 su
desgaste promedio es de dos tanto en las hileras internas como externas y la
característica común es cortadores gastados.
Tabla 28. Evaluación de desgaste Mecha IADC 842.
Pozo ROP Hileras
internas Hileras
externas Carac
Desgaste Ubicación
Sellos de rodamiento
Calibre Otra
característica Razón
BA-
2631
5,44 1 0 WT C X I NO PR
3,98 0 0 NO A X I NO BHA
2,65 0 0 NO A X I NO TD
BA-
2632
4,78 5 6 WT A X I LT PP
4,24 1 1 WT A X I CT TD
BA-
2648
5,87 1 1 WT A X I CT BHA
5,74 3 2 WT A X I CT PR
4,33 1 1 WT A X I CT DSF
4,12 1 2 WT A X I CT TD
Fuente: Colina, Y. (2011)
Destaca que al graficar los valores obtenidos de energía especifica Vs
profundidad de los pozos BA-2631 y BA-2648 (Figura 42) es posible realizar una
comparación del comportamiento de una mecha PDC y una mecha impregnada en
esta fase; en general se observa que la mecha impregnada utilizada en el pozo BA-
102 2648 genera menor energía especifica que las mechas PDC utilizadas en el pozo
BA-2631, a excepción del intervalo de 12699 pies a 12909 pies donde la mecha
impregnada realizo un mayor trabajo direccional y por lo tanto desarrollo una mayor
energía, por lo que considerando estos dos criterios se concluye que se puede
utilizar el modelo ya probado para esta fase a fin de evitar riesgos de desgaste.
Figura 42. Energía Especifica / Verticalidad Pozos BA-2631 y BA-2648.
Fuente: Colina, Y. (2011)
En base a lo anteriormente expuesto se determino que las mechas que
obtuvieron mejor desempeño fueron las siguientes:
Tabla 29. Mechas con mejor desempeño en base a la resistencia a la compresión no
confinada y energía específica hoyo 8 1/2”.
Fuente: Colina, Y. (2011)
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
0 2000000 4000000 6000000 8000000
ENERGIA ESPECIFICA
BA-2631BA-2648
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
-20 0 20 40 60 80
VERTICALIDAD POZO BA-2631
12000
12200
12400
12600
12800
13000
13200
13400
13600
-20 0 20 40 60 80
VERTICALIDAD POZO BA-2648
TIPO MECHA IADC Peso sobre la mecha(Lb) RPM ARENAS
PDC DSX234 M422 6-10000 100/180 B
Impregnada KGR503 M842 4-10000 Superficie: 30 Fondo: 1000 C
103 Tabla 30. Especificaciones Técnicas Mecha PDC DS234.
Especificaciones de diseño IADC M422 Cuerpo Matriz Numero de aletas 8 Numero de chorros 4 Tipo de chorros AAK Longitud de calibre 2,5 Geometría del calibre Espiral Conexión 4,5” API Regular
Velocidad de rotación Rotatoria y motores direccionales
Estructura de corte Cantidad de cortadores (total cara) 39, 16 mm
Parámetros de operación recomendados Peso mínimo sobre la mecha 5 Klb Peso máximo sobre la mecha 34 Klb Potencia hidráulica (HSI) 2 a 5
Fuente: Colina, Y. (2011)
Tabla 31. Especificaciones Técnicas Mecha Impregnada KGR503.
Especificaciones de diseño IADC M842 Conexión 4,5” API Regular
Velocidad de rotación Sarta con turbina y motor de fondo
Área de desalojo 6,9 pulg 2 Average de Piedras por kilates 190
Estructura de corte Cantidad de cortadores (total cara) 5, 13 mm
Cilindros GHI’s (42) 13mm, Parámetros de operación recomendados
Peso mínimo sobre la mecha 7 Klb Peso máximo sobre la mecha 30 Klb Galonaje (GPM) 300 a 600 Potencia hidráulica (HSI) 1 a 5
Fuente: Colina, Y. (2011)
Finalmente la Tabla 32 muestra los valores promedios de los parámetros
operacionales esperados para las diferentes subunidades correspondiente al área
en estudio, y la Tabla 33 presenta un resumen de las características recomendadas
a ser contempladas en las hojas técnicas de las mechas:
104 Tabla 32. Parámetros operacionales promedios campo Bachaquero Lago área suroeste.
Parámetros Operacionales Promedios
Arenas Sub Unidad ROP promedio
GPM promedio
WOB min. promedio
WOB máx.promedio
B
B-3 32 480 6 9
B-4 32 481 6 10
B-5 22 478 7 11
B-6 18 474 8 12
B-7 13 429 9 13
B-8 14 470 9 13
B-9 12 466 10 14
C
C-1 8 465 13 17
C-2 6 429 11 16
C-3 6 413 9 12
C-4 5 405 9 11
C-5 6 381 5 7
C-6 5 379 4 6
C-7 4 384 5 7
Fuente: Colina, Y. (2011)
Tabla 33. Estandarización técnica de selección de mechas campo Bachaquero Lago área
suroeste.
Especificaciones de Diseño
Arenas Sub Unidad
Interva-lo Tipo Diáme-
tro IADC Cuerpo Cone-xión
Núme-ro de
Aletas
Cortadores
Veloci-dad de Rota-ción
B
B-3
a
B-8
8700-
10500 PDC 8 1/2 M422 Matriz
API Reg
PIN 7 16 mm
Motor
Dire-
ccional
B-9
a
C-1
10500-
12000 PDC 8 1/2 M432 Matriz
API Reg
PIN 8 13 mm
Motor
Dire-
ccional
C
C-2
a
C-7
12000-
14000
Impreg-
nada 8 1/2 M842 Matriz
API Reg
PIN 13 mm
Sarta
con
turbina
Fuente: Colina, Y. (2011)
105 CONCLUSIONES.
• La perforación del hoyo de producción de los pozos en estudio en el periodo
considerado para construir el perfil dinámico de mechas se dividió en dos secciones,
la primera desde la discordancia del Eoceno hasta 12000 pies y la segunda a partir
de 12000 pies hasta la profundidad total (alrededor de los 14000 pies). Para la
perforación de la primera sección que comprende las arenas B y C superior se utilizo
en promedio 4 mechas y para la segunda sección que comprende las arenas C
inferior se utilizo en promedio 2 mechas.
• Los valores promedio de resistencia a la compresión no confinada para las
arenas B permiten clasificarlas como rocas de resistencia baja a resistencia media,
mientras que para las arenas C los valores promedio de resistencia a la compresión
no confinada permiten clasificarlas como rocas de resistencia media a resistencia
alta. Se encontró que este parámetro es mayor en las subunidades que presentan
ángulos de fricción más altos.
• La información de la resistencia a la compresión no confinada obtenida a partir
de los registros eléctricos de los pozos en estudio indica que para la primera fase se
pueden utilizar mechas PDC de 7 aletas y cortadores de 13 a 16 mm, con un ángulo
de ataque de 20 grados a fin de mejorar la vida de estos, el cuello de la barrena
deberá ser corto y el perfil parabólico para que pueda disminuir los problemas de
direccionamiento derivado de las características de las mechas, el calibre deberá
contar con protección para evitar el desgaste excesivo, y para la segunda fase que
se requieren mechas Impregnadas que ofrecen una mayor resistencia a la abrasión.
En base a estas características se seleccionaron la mecha PDC DS234 de código
IADC M422 para perforaciones promedio de la arenas B y la mecha Impregnada
KGR503 codigo IADC M842 para perforaciones promedios de las arenas C.
• La mecha seleccionada para la perforación de las arenas B presento una tasa
de penetración promedio de 29,36 pph superior a la tasa de penetración del campo
para esta sección la cual es de 25 pph, y su desgaste promedio es de uno en ambas
hileras.
106 • La mecha seleccionada para la perforación de las arenas C presento una tasa
de penetración promedio de 5,77 valor ligeramente inferior a la tasa de penetración
del campo para esta sección la cual es de 6 pph y su desgaste promedio es dos en
ambas hileras.
• Los valores de energía específica (Es), calculados con la data disponible de los
pozos BA-2631 y BA-2648, sobrepasan ampliamente los valores estimados de
resistencia confinada de la roca (CCS).
• Los resultados obtenidos de la eficiencia mecánica de las mechas respecto a la
resistencia no confinada de la roca, indica una tendencia general de incremento en
los valores de eficiencia a medida que aumenta la resistencia no confinada de la
roca.
• En lo relacionado a la razón de salida se encontraron otras características de
desgaste como (DFT) falla de herramienta de fondo, (BHA), (PR) tasa de
penetración, (BHA) componentes del ensamble que necesitan atención o ser
remplazados, (DSF) falla en la sarta de perforación. A pesar de estas observaciones
la mayoría de las mechas exhiben un desgaste normal, lo cual lleva a concluir que la
alta abrasión indujo fallas prematuras a los equipos direccionales rotatorios e influyo
en un alto número de viajes.
107 RECOMENDACIONES.
• Reforzar el análisis para la selección de las mechas óptimas para perforar el
hoyo de producción en el Campo Bachaquero Lago área Suroeste con información
de registros tanto de lodo de perforación como de densidad y sónico a fin determinar
las características primarias y secundarias de las mismas.
• En función de la información disponible es conveniente recomendar que en
algunos pozos futuros sean realizadas las corridas básicas y especialmente el
sónico dipolar y la densidad desde la superficie hasta la base del pozo.
• Utilizar herramientas de LWD con mediciones acústicas en tiempo real a fin de
evaluar durante la perforación el desempeño de las mechas.
• Incorporar el concepto de energía específica como método complementario para
estimar o evaluar el desempeño de la perforación.
108 BIBLIOGRAFIA.
BAKER HUGHES. (2008) Fundamentos de Barrenas de Perforación.
BAKER HUGHES. (2009) Registros Eléctricos para selección de Barrenas.
BOURGOYNE JR., A; MILLHEIM, K y YOUNG JR, F.S. (1991) Applied Drilling
Engineering. Second Printing. Society of Petroleum Engineers. Richradson Texas,
U.S.A.
Comportamiento mecánico de las rocas. Universidad de Salamanca Curso
2002_2003. Tema 3. Reología.
García, P. (2009) Generación del Modelo Geomecánico que permita optimar la
perforación de los pozos de Área 7 Alto de Ceuta. Trabajo de Grado. División de
Postgrado. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela.
Hernandez, R. (2009) Estandarización técnica de los Procesos de procura de las
mechas de perforación para el Bloque Lamar V. Trabajo de Grado. Facultad de
Ingeniería. Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela.
Lozano, L. (2009) Caracterización Geomecánica de Las arenas de C - Inferior del
Eoceno en la Región I del Yacimiento VLC - 363. Trabajo de Grado. División de
Postgrado. Facultad de ingeniería. Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela.
PDVSA CIED (1997). Reologia, Hidráulica y Mechas de Perforación. 2da edición.
Torres, F (2009) Geomecánica aplicada para el desarrollo de un modelo de
predicción de tasa de penetración. Trabajo de Grado. División de Postgrado.
Facultad de ingeniería. Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela.
Vásquez, A. (2001). Introducción a la Geomecánica Petrolera, 5a Edición, V.V.A.
Consultores, C.A Caracas, Venezuela
Tabla A.1. Base de datos. Información general de las mechas. Fuente: Colina, Y . (2011)
POZO TIPO TAMAÑO EMPRE-SA MECHA IADC SERIAL
INTERVA-LO
PERFO-RADO
ROP
PESO SOBRE
LA MECHA KLBF
RPM PRESION
DE BOMBEO
(PSI)
TASA DE FLUJO
usgal/min
EVALUACION DE DESGASTE
HILERAS INTERNAS
HILERAS EXTERNAS
CARACTERIS-TICAS
DE DESGASTE YP
SELLOS DE RODAMIEN-
TO CALIBRE
OTRA CARACTERIS-
TICA RAZON
BA-2015 PDC 12,25 A ATJ1 20 10 35 100 2.500 539
BA-2015 PDC 12,25 A DS40BHF 1.488 50,4 15 110 2.500 568
BA-2015 Triconica 12,25 D F2 359 7,6 50 60 2.700 539
BA-2015 Triconica 12,25 D F2 407 7 45 60 2.750 540
BA-2015 Triconica 12,25 D F2 354 6,7 45 53 2.800 393
BA-2015 Triconica 8,5 D SDS 104 8 25 90 2.800 393
BA-2015 Triconica 8,5 D F2 335 6,6 34 60 2.800 393
BA-2015 Triconica 8,5 A HP51 124 5,6 35 55 2.800 385
BA-2015 PDC 8,5 A A
R435 537 8 18 90 2.400 358
BA-2015 PDC 8,5 R435 299 7 22 60 2.400 382
BA-2015 PDC 8,5 A R435 328 5,9 15--17 80-90 2.400 378
BA-2015 Triconica 8,5 A ATM22 533 9,4 27--30 90 3.000 373
BA-2015 Triconica 8,5 A ATM22 609 8,6 35 60 3.100 353
BA-2015 Triconica 8,5 D SDGH 6 0,8 15 60 2.550 402
BA-2015 Triconica 8,5 A ATM22 184 5 30--32 70 3.300 393
BA-2015 Triconica 8,5 A ATM22 241 6,5 30--35 60-80 3.200 393
BA-2015 Triconica 8,5 A ATM22 240 6,5 30--35 60-70 3.200 393
BA-2015 Triconica 8,5 D F2 35 8,8 30--35 60-70 3.200 393
BA-2057 Triconica 12,25 A ATJ1 H71BN 100 50 25 80 1.900 600
BA-2057 PDC 12,25 A SX58A1 13229 5.242 55,2 14 160 2.000 614
BA-2057 PDC 12,25 A DS46BH 90145 1.284 19,5 16 120 2.100 604
BA-2057 Triconica 12,25 A HX66A1 34999 156 4,4 26 150 2.700 644
BA-2057 Triconica 12,25 D F2 YD4835 449 7,3 45 80 2.700 574
BA-2057 Triconica 12,25 A HX66A1 34999 250 5,6 124 2.950 628
POZO TIPO TAMAÑO EMPRE-SA MECHA IADC SERIAL
INTERVA-LO
PERFO-RADO
ROP
PESO SOBRE
LA MECHA KLBF
RPM PRESION
DE BOMBEO
(PSI)
TASA DE FLUJO
usgal/min
EVALUACION DE DESGASTE
HILERAS INTERNAS
HILERAS EXTERNAS
CARACTERIS-TICAS
DE DESGASTE YP
SELLOS DE RODAMIEN-
TO CALIBRE
OTRA CARACTERIS-
TICA RAZON
BA-2057 Triconica 12,25 D F2 YD4988 482 6,5 45 80 3.000 575
BA-2057 Triconica 12,25 D F2 YD4985 484 6,5 45 60 3.100 575
BA-2057 Triconica 12,25 D F2 YD4859 503 6,3 45 60 3.100 575
BA-2057 Triconica 12,25 D F2 YD8564 312 8,0 42 60 2.500 390
BA-2057 Triconica 12,25 D F2 YD8570 484 9,8 45 65 2.500 390
BA-2057 Triconica 12,25 D F2 YD8565 198 8,3 40 65 2.850 407
BA-2057 Triconica 12,25 D F3 YD7860 296 9,3 40 55 3.000 407
BA-2057 Triconica 8,375 D F4 YD2117 130 5,4 40 55 3.000 407
BA-2057 Triconica 8,375 D F3 VV1648 210 7,5 45 55 3.000 407
BA-2148 PDC 8,5 A DS56H H37845 1754 13,4 15--18 120 2.550 452
BA2148 Triconica 8,5 A EHP51 DM613 530 9,7 40 120 3.000 422
BA2148 Triconica 8,5 A EHP51 DM611 454 9,8 38--40 120 3.000 422 8 7 BT A F 4 LT TQ
BA-2148 Triconica 8,5 A EHP53 CD4962 240 11,7 40 120 3.000 422 4 4 BT A F 1 DTF
BA-2148 Triconica 8,5 A EHP53 BX1048 693 12,1 40 120 3.000 422 8 8 MT A B 8 BT TQ
BA-2148 Triconica 8,5 D MF3 YE1454 528 10,9 40 120 3.000 422 6 6 BT A E 5 WT TQ
BA-2148 Triconica 8,5 D MF3 YE1457 80 5,9 25—40 120 3.000 422
BA2148 Triconica 8,5 A EHP53 BX1044 491 10,7 35 80 2.900 411 4 8 WT H E 2 TQ
BA2148 Triconica 8,5 D MF3 YE1449 103 7,4 15—20 80 3.000 431 3 0 BT O E 1 WT BHA
BA-2148 Triconica 8,5 A EHP53 BX1045 138 7,9 15—20 80 2.800 431 4 4 CT A E 1 WT BHA
BA-2148 Triconica 8,5 A EHP53 CB2461 156 7,8 15—20 80 2.900 421 6 8 BT M E 2 WT PR
BA-2148 Triconica 8,5 A EHP53 CR2462 210 4,9 20—25 80 3.000 426 6 8 WT A F 2 BT HR
BA-2148 Triconica 8,5 A EHP53 CB2585 133 4,2 20—25 80 3.000 496 2 4 BT H E 2 BHA
BA-2148 Triconica 8,5 D F3 YA4096 87 2,4 30—35 50-80 2.800 386 4 4 WT H E 2 BT TQ
BA-2148 Triconica 8,5 D F3 YA1486 78 5,8 30--35 60 2.900 396 TD
BA-2157 PDC 8,5 C AR435CT 400530 1.624 14,1 10 178 2.700 397
BA-2157 PDC 8,5 C R447XL 318411 1.551 13,3 15 160 2.700 375
BA-2157 PDC 8,5 A 462 TS H38285 701 6,3 5 60 3.100 367
POZO TIPO TAMAÑO EMPRE-SA MECHA IADC SERIAL
INTERVA-LO
PERFO-RADO
ROP
PESO SOBRE
LA MECHA KLBF
RPM PRESION
DE BOMBEO
(PSI)
TASA DE FLUJO
usgal/min
EVALUACION DE DESGASTE
HILERAS INTERNAS
HILERAS EXTERNAS
CARACTERIS-TICAS
DE DESGASTE YP
SELLOS DE RODAMIEN-
TO CALIBRE
OTRA CARACTERIS-
TICA RAZON
BA-2157 PDC 8,5 A 462 TS H38286 284 7,1 5 60 3.050 337
BA-2157 PDC 8,5 C ATM33G RO2BU 120 5,0 20 90 3.100 337
BA-2157 PDC 8,5 A 462 TS H38492 1.286 4,4 17 1170 3.300 367
BA-2157 PDC 8,5 A 462 TS H38285 690 7,6 20 1170 3.400 367
BA-2631 PDC 8,5 A DSX56D M432 100953 653 10,97 14--26 160-190 3.550 501 1 2 WT A X 1 NO DSF
BA-2631 PDC 8,5 A DSX94D M432 24120 918 9,82 10--28 140-160 3.700 501 1 2 WT A X 1 NO DSF
BA-2631 PDC 8,5 A DS84HG M432 N46450 783 7,22 8--20 160-180 3.930 501 2 3 WT A X 1 NO DTF BA-2631 PDC 8,5 A DSX94D M432 24120 319 6,51 8--18 130-180 3.890 460 1 1 WT A X 1 NO PR
BA-2631 PDC 8,5 A DS107D S432 200435 149 7,10 8--20 280-300 3.650 440 8 8 RO A X 1 RO PR
BA-2631 Impregnada 8,5 B KGR50B M842 JT6611 680 5,44 4--8 45-1000 4.100 369 1 0 WT C X 1 NO PR
BA-2631 Impregnada 8,5 B KGR503B M842 JW2601 483 3,98 4--6 30-928 4.000 398 0 0 NO A X 1 NO BHA
BA-2631 Impregnada 8,5 B KGR503B M842 JW2601 211 2,65 4--8 20-915 4.150 399 0 0 NO A X 1 NO TD
BA-2632 PDC 8,5 A DS56D M432 100953 1172 19,37 10--20 110-170 3.500 470 1 1 WT A X 1 CT PR
BA-2632 PDC 8,5 A DSX234H M422 208983 335 17,18 8--12 120 3.300 480 1 0 BT N X 1 CT DTF
BA-2632 PDC 8,5 A DS94DG M434 200719 1.144 10,21 10--22 120-170 3.400 480 1 1 WT A X 1 NO DTF
BA-2632 PDC 8,5 A DS56D M432 H46263 312 12,24 10--24 130-150 3.500 480 1 1 WT A X 1 NO DSF
BA-2632 PDC 8,5 A DSX66H M432 101609 154 16,21 10--16 130-150 3.800 502 0 0 NO A X 1 NO DTF
BA-2632 PDC 8,5 A DS94D M434 24120 548 6,72 24--26 170 3.500 498 1 1 WT A X 1 NO DTF
BA-2632 Impregnada 8,5 B KGR50B M433 JW2386 968 4,78 4--20 40-1.030 3.800 381 5 6 WT A X 1 LT PP
BA.2632 Impregnada 8,5 B KGR50B M842 JW2386 625 4,24 4--8 30-1.020 3.650 381 1 1 WT A X 1 CT TD
BA-2648 PDC 8,5 B MI716 415X JX3084 1359 13,32 6 30-936 3.980 422 4 3 WT S X 1 NO DTF
BA-2648 PDC 8,5 B XTG49ETPX M433 JX3138 416 9,67 4--12 35-908 4.100 410 5 8 RO A X 1 LT PR
BA-2648 PDC 8,5 B KGR50 M443 JX2301 1.434 6,78 6--8 34-872 3.980 394 2 3 WT A X 1 LT RIG
BA-2648 Impregnada 8,5 B XGR50 M842 JT6611 514 5,84 6--10 30-856 4.150 387 1 1 WT A X 1 CT BHA
BA-2648 Impregnada 8,5 B XGR50 M842 JT6611 1.546 5,75 4-10 30-1.006 4.150 387 3 2 WT A X 1 CT PR
BA-2648 Impregnada 8,5 B XGR50 M842 JW2601 91 4,33 6--8 30 4.150 387 1 1 WT A X 1 CT DSF
BA-2648 Impregnada 8,5 B XGR50 M842 JW2601 441 4,12 4—8 30-891 4.250 376 1 2 WT A X 1 CT TD
POZO TIPO TAMAÑO EMPRE-SA MECHA IADC SERIAL
INTERVA-LO
PERFO-RADO
ROP
PESO SOBRE
LA MECHA KLBF
RPM PRESION
DE BOMBEO
(PSI)
TASA DE FLUJO
usgal/min
EVALUACION DE DESGASTE
HILERAS INTERNAS
HILERAS EXTERNAS
CARACTERIS-TICAS
DE DESGASTE YP
SELLOS DE RODAMIEN-
TO CALIBRE
OTRA CARACTERIS-
TICA RAZON
BA-2658 PDC 8,5 B MDI716 M323 3006 972 10,07 18 130 2.500 532 2 3 LT A X 1 WT PR
BA-2658 PDC 8,5 B M813LNPX M432 JY4094 361 6,17 8—30 60-120 1.500 532 0 1 WT S X 1 CT PR
BA-2658 PDC 8,5 B M813LNPX M432 JY6430 572 6,54 10—30 60-100 2.750 549 3 4 WT A X 1 RO PR
BA-2658 PDC 8,5 C HCD508Z M423 730409
0 904 10,2 8—22 60-100 2.350 503 5 6 RO S X 1 BT PP
BA-2658 PDC 8,5 C HCD508Z M423 730409
1 419 6,65 10—22 70 2.900 564 5 4 RO N X 1 BT PR
BA-2658 PDC 8,5 B M70PX M323 ER20176 272 10,67 6--14 80 2.750 565 0 2 BT S X 1 LN TD
