CAPITULO III PLANIFICACION DE POZOS DIRECCIONALES

Razones para Tomar Registros Direccionales Se toman registros para:

• Permitir los cálculos de las coordenadas del pozo a diferentes profundidades, especificando con precisión la trayectoria del pozo y la posición actual.

• Medir la inclinación y la dirección en el fondo del pozo y determinar por tanto hacia donde se dirige el pozo.

• Determinar la orientación del toolface de las herramientas de deflexión o de los sistemas dirigibles.

• Localizar “patas de perro” (dog leg) y permitir calcular los valores de la severidad del dog leg.

Se Necesita Saber el Curso Preciso de un Pozo para: • Conseguir el objetivo de las áreas geológicas. • Evitar colisiones con otros pozos, especialmente al perforar desde una

plataforma. • Definir el objetivo de un pozo de alivio en el caso de un reventón. • Dar una mejor definición de los datos geológicos y de reservorio para optimizar

la producción. • Cumplir con los requisitos legales localmente.

Qué Miden los Instrumentos de Registros Direccionales? La mayoría de las herramientas de registros miden la inclinación y la dirección del pozo a una profundidad determinada. La medición de la “Dirección” de un pozo se puede expresar en varios formatos. Los dos más usados en perforación y registros direccionales son: 1. Cuadrante 2. Azimuth Por ejemplo, el método del Cuadrante expresa la dirección de la siguiente forma: Point A = N 47.73° E Point B = S 45.69° E Point C = S 71.92° W Point D = N 46.60° W Esta es la manera como se leería una brújula magnética estándar. Y el método del Azimuth expresa las direcciones como: Point A = 47.73° AZM Point B = 134.31° AZM Point C = 251.92° AZM Point D = 313.49° AZM Este método toma la dirección y la expresa como si se tomara una circunferencia y se mide de 0° -360°, medida en el sentido de las agujas del reloj desde el Norte como referencia.

El azimuth es más lógico y fácilmente manejable en los cálculos; por lo tanto, es el método recomendado. Para necesidades específicas se encuentra disponible el método del cuadrante La figura de abajo muestra como se convierte del metodo del cuadrante a metodo de azimuth en cada cuadrante CONVERSION METODO AZIMUT A METODO CUADRANTE En la figura de abajo, se tiene la direccion del punto H 115,20° AZM. Este se encuentra en el cuadrante SE, de acuerdo a la regla de conversión para el cuadrante SE, el calculo es como sigue: 180 - 115.20 = 64.80 direccion del cuadrante = S 64.80° E

DEFINICIONES • La inclinación de un pozo es el angulo entre la linea vertical y la trayectoria del pozo en ese punto • El azimuth de un pozo en un punto dado es la dirección del pozo medido en un plano horizontal, (0°-360°) en el sentido de las agujas del reloj tomado como referencia el Norte. Estos dos componentes, junto con la profundidad, se usan para calcular las coordenadas de la trayectoria del pozo. Conceptos y Términos en registros Direccionales Generando Coordenadas y mapas de la tierra Latitud y Longitud Como la tierra es una esfera, no tiene comienzo, fin o bordes. Hay dos puntos de referencia: los polos. La tierra es una esfera. Bien, realmente esto es un esferoide aplastado en los polos (una esfera aplastada). Los radios de la tierra en el Polo Norte es aproximadamente 13 millas más corto que el radio en el Ecuador. Si la tierra fuera tamaño de una pelota de billar, el ojo humano No podría decir la diferencia; pero, cuando esto viene modelado Al-del tamaño y la forma de la frontera de un país o un yacimiento petrolífero estas 13 millas causa muchos problemas para el geodesist (un científico que estudia la forma de la tierra). Los mapas y dibujos usados en la perforación direccional son planos. Aplicación de Perforación Direccional Las líneas de longitud, son líneas que pasan por los polos Norte y Sur y se llaman meridianos. Ellas miden la distancia hacia el este o el oeste del meridiano principal, que fue establecido cerca de Greenwich, Inglaterra. Universalmente, se acepta como la línea 0°. La longitud se mide 0° a 180° este y 0° a 180° oeste del Meridiano de Greenwich. Por esta razón nos podemos referir al “Hemisferio Oriental” y al “Hemisferio Occidental”. Las líneas de latitud son líneas que rodean la tierra y son paralelas al Ecuador. Son llamadas paralelos y miden la distancia al norte o al sur del ecuador. Están equiespaciadas en grados, no en millas o kilómetros. Un grado de latitud es, aproximadamente, igual a 70 millas ó 112 kilómetros. La mayoría de los globos terráqueos muestran solamente paralelos y meridianos cada 15°. Como la tierra es achatada en los polos hay una pequeña diferencia en la longitud de un grado. Los círculos son numerados de 0 en el ecuador a 90 Norte y Sur en los polos respectivos. Cada grado es subdividido en 60 minutos y cada minuto en 60 segundos de arco. Sistema UTM (Mercator Universal Transversal) Coordenadas UTM son comúnmente usadas en todos los campos petroleros, ellos son derivados de una proyección de mapa cilíndrico, con el cilindro rotado 90° esto significa que el cilindro es tangente al globo a lo largo del meridiano central, como resultado, los ejes de el cilindro corren paralelos al ecuador las áreas cercanas al meridiano central son escalas verdaderas, por esta razón, los sistemas UTM son usados para áreas que tienen una relativa extensión larga en el norte y sud y extensión corta en el este – oeste Las proyecciones UTM es dividida en 60 zonas iguales de norte – sur, cada zona tiene su propio meridiano, la cual es su linea de referencia norte – sur, hay una proyeccion cilindrica para cada zona con el cilindro tangente al meridiano central de la zona especifica, sin embargo cada zona tiene 6° de ancho, y el globo es hecho de 60 proyecciones (6° x 60 = 360° ), las zonas cubren el total de distancia norte – sur entre

84° norte y 80° sur, la proyeccion UTM es distorsionada para ser usada en las regiones polares. Las zonas son numeradas de 1 al 60, la zona 1 esta a 180° del meridiano, las zonas son numeradas consecutivamente de oeste a este como se muestra en la figura. Proyección de mapa LAMBERT (Proyección Cónica) PROYECCION CONICA. Se hace un mapa Conformal Cónico Lambert, proyectando el globo sobre un cono. Las líneas de latitud donde se tocan el globo y el cono se muestran más oscuras que el resto; se llaman paralelos estándar. La palabra “conformal” quiere decir que este mapa representa con precisión la forma de áreas pequeñas. Los mapas cónicos se usan para mostrar las partes del globo que van este u oeste en las latitudes medias. Los Estados Unidos pudieran ser un ejemplo. Coordenadas Cartesianas utilizan la idea de asociar puntos con números. Al trabajar con reglas graduadas, los números se asocian con puntos sobre la escala. Los mapas asocian puntos sobre el mapa con pares de números sobre los lados del mapa. Una asociación Guía De entre un punto sobre una línea y un valor numérico es una LINEA NUMERO. El número asociado con un punto sobre una línea número es la COORDENADA del punto. El punto es el GRAFICO de ese número. La línea número es un eje donde el punto 0 es el ORIGEN. Cada número real se puede asociar con exactamente un punto sobre la línea número. Coordenadas Rectangulares En 1637 René Descartes, matemático y filósofo francés, desarrolló un método que asocia puntos sobre un plano con pares de números. Dibujando dos líneas número o ejes, perpendiculares en el punto 0 u origen, se forma un sistema de COORDENADAS RECTANGULARES. Un punto sobre este plano de coordenada se asocia con un par de números conocido como PAR ORDENADO. El primer número en el par corresponde a la proyección horizontal del punto sobre la horizontal EJE X. El segundo corresponde a la proyección sobre la vertical o EJE Y. Los puntos P y Q están asociados con los pares ordenados (1,2) y (2,-3) respectivamente. Tales pares ordenados se llaman COORDENADAS RECTANGULARES. Este sistema de coordenadas rectangulares ha sido adaptado a la industria de la perforación direccional para varios propósitos. La aplicación más sencilla para entender es la determinación del fondo del pozo con respecto a la boca del pozo. En esta instancia, se construye un sistema de coordenadas rectangulares usando el eje Norte-Sur como eje Y y el eje Este-Oeste como eje X. Esto elimina la necesidad de números negativos; sin embargo, éstos pueden usarse para representar Sur u Oeste. Los pares ordenados todavía se usan para definir un punto sobre el gráfico. La coordenada Norte o Sur se da primero y luego la coordenada Este u Oeste. Cada coordenada debe tener también una dirección. Por ejemplo, los puntos R y S son S2 O4 y N3 E3, respectivamente. Este es la forma como el fondo del pozo se dibuja sobre la planta horizontal de una propuesta de pozo direccional. Es importante notar que cada punto se representa por un par de números. Si el punto está cinco unidades al norte del origen, sus coordenadas son N5 E0, no N5 O0. El perforador direccional puede identificar la posicion de una locacion usando coordenadas rectanculares. Las Coordenadas Rectangulares indican las distancias de

una locacion a otra, norte – sur y el este-oeste. Las distancias pueden ser en pies o metros. En la figura, el objetivo es 2,035 ft sur and 1,574 ft oeste de la superficie de la locacion, en coordenadas rectangulares. Note que las coordenas norte-sur estan escritas primero, seguido de las coordenadas este-oeste. Calculos de Coordenadas Rectangulares Las coordenadas Rectangulares pueden ser calculadas por sustraccion de la grilla coordenas de una locacion de otra. En la tabla Coordenadas UTM de la superficie de la locacion son sustraidas de las coordenadas UTM del objetivo para calcular las coordenadas rectangular del objetivo. Estas coordenadas estan en metros Un valor negativo en la coordenada rectancular norte-sur indica sur, un valor negativo en la coordenada rectangular este-oeste indica oeste. En la figura la coordenada rectangular del objetivo ha sido convertido de metro a pies (1 metro = 3.2808 pies). 620.22 meters x 3.2808 = 2035 feet (2034.81 redondeando) 479.76 meters x 3.2808 = 1574 feet (1573.99 redondeando

Geometría Coordenadas Polares

Para algunas aplicaciones, es más conveniente utilizar el sistema de Coordenadas POLARES. En la industria de la perforación direccional, este sistema define los registros direccionales de un punto como una distancia y una dirección a partir de un origen ( o POLO). Aunque no se muestren puntos sobre un gráfico en coordenadas polares, se usan coordenadas polares para representar una locación.

Cuando se calcula el desplazamiento del fondo del pozo, es en forma de coordenadas polares. El siguiente es un sistema de coordenadas polares adaptado para la industria direccional.

En la figura , las coordenadas rectangular para el pozo son S 2035 ft W 1574 ft, la distancia polar es 2572.68 ft.

La direccion del compass cuadrante (^α) es calculada usandos coordenadas rectangular como sigue: tan α = E/W / N/S tan α = 1574 / 2035 tan α = 0.77 (redondeando a dos decimales) α = tan-1(0.77) α = 37.60° (redondeando a dos decimales) La direccion del compass cuadrante S 37.60° W igual 217.60° AZM (180 + 37.60). por lo tanto, la coordenada polar del objetivo es = 2572.68 ft @ 217.60° AZM. Convertir Coordenadas Polar a Coordenadas rectangular El perforador direccional necesita poder convertir coordenadas polares a coordenadas rectangulares . para esto se sigue los siguientes pasos: 1Action: Converttir direccion azimut direction a metodo del cuadrante 2Action: Calcular las coordenadas rectanculares usando funciones de seno y coseno El ejemplo muestra la conversion de coordenadas polar a coordenadas rectangular. Coordenadas Polar = 3638.56 ft @ 326.18° AZM Polar coordinates = 3638.56 ft @ 326.18° AZM 1. AZM → Metodo cuadrante ^β = 326.18° ^α = 360 - ^β ^α = 360 - 326.18

^α = 33.82° Metodo cuadrante = N 33.82° W 2. Calculate N/S distance cos α = N/S / hypotenuse cos 33.82° = b / 3638.56 0.83 = b / 3638.56 (rounded to two decimals) b = 3020.00 (rounded to two decimals) 3. Calculate E/W distance sin α = E/W / hypotenuse sin 33.82° = c / 3638.56 0.57 = c / 3638.56 (redondeado a dos decimales) c = 2073.98 (redondeado a dos decimales) Rectangular Coordinates = N 3020.00 ft W 2073.98 ft