Perforación
febrero 18th, 20121.0 COMPONENTES DE LA SARTA DE PERFORACION
Los componentes de la sarta de perforación son:
1.1 “Kelly” (Flecha) o Sistema de “Top Drive” (TDS)
No es exactamente parte de la tubería de perforación, pero transmite y absorbe torsión hacia y
de la sarta de perforación, mientras soporta toda la carga de tensión de la sarta de perforación.
1.2 Tubería de Perforación (DP)
Transmite potencia por medio del movimiento rotatorio del piso del equipo de perforación a la
barrena, y permite la circulación del lodo.
Están sujetas a complejos esfuerzos, así como el resto de la sarta de perforación. La tubería de
perforación nunca debe ser corrida en compresión o utilizada para peso en barrena, excepto en
agujeros de alto ángulo u horizontales, en donde la estabilidad de la sarta y la ausencia de
pandeamiento debe ser confirmada por medio del uso de un software de modelado.
1.3 Tubería de Perforación Extrapesada (HWDP)
Ellas hacen la transición entre la tubería de perforación y las lastra barrenas, evitando así, un
cambio abrupto en las áreas seccionales cruzadas. También son utilizadas con lastra barrenas
para proveer peso en barrena, especialmente en agujeros de 6” o 8½” en donde el efecto de
pandeo de la HWDP debido a la compresión, es mínimo.
La HWDP reduce la inflexibilidad del BHA, también son mas fáciles/rápidas de manejar que las
DC’s y mas importante aun, reducen la posibilidad de atrapamiento diferencial.
1.4 Lastra Barrenas (DC)
Proveen el peso en barrena, manteniendo la sección de la tubería de perforación en tensión,
durante la perforación. El punto neutral que debe estar localizado en la parte superior de la
sección de lastra barrenas: 75 a 85% (máximo), debe estar disponible para ponerse bajo
compresión (Peso Disponible en Barrena).
1.5 Otras Herramientas de Fondo
Incluyen: Estabilizadores, Combinaciones, Percusores de Perforación, MWD, Barrenas de
Ampliación, etc.
Todas tienen distintas funciones, pero dos puntos mayores en común: Su colocación es crucial
cuando se diseño una sarta de perforación e introducen “irregularidades” en la sarta de
perforación, es decir, diferente ID/OD y diferentes características mecánicas (torsión/flexión,
etc.), que deben ser tomadas en cuenta durante el diseño de una sarta de perforación.
1.6 Barrenas
2.0 CONSIDERACIONES DE LA SARTA DE PERFORACION
2.1 Tubería de Perforación
Los factores principales envueltos en el diseño de una sarta de tubería de perforación son:
· Resistencia al colapso y ruptura.
· Esfuerzo de tensión (Tensión).
· Torsión
· Resistencia contra el aplastamiento por medio de la acción de las cuñas.
· Presencia de fluidos agresivos (Ej. H2S y CO2)/resistencia a la corrosión
Las fuerzas que actúan sobre las tuberías de la sarta de perforación, incluyen:
· Tensión, el peso combinado de las lastra barrenas y la tubería de perforación mas cualquier
sobretensionamiento Deberá haber disponible un margen de seguridad de sobretensionamiento,
para tensionar una sarta atrapada.
· Torsión, altos valores de torsión pueden ser obtenidos en condiciones estrechas de pozo. La
herramienta recomendada de torsión para conexión de tramos, deberá ser utilizada y sus limites
no excedidos.
· Fatiga en un ambiente corrosivo
· Fatiga asociada a muescas mecánicas.
· Esfuerzo Cíclico de Fatiga mientras se rota a través de pozos desviados, Severidad de patas
de perro de mas de 3deg/30m (3deg/100pies) debe ser evitada, de ser posible.
· Fricción abrasiva
· Vibración, a velocidades rotarias críticas
Se encuentran disponibles diferentes grados de acero para corresponder a los diferentes
requisitos del agujero, siendo los más comunes G105 y S135. El G105 es el más comúnmente
utilizado para ambientes poco profundos o de H2S. El S135 es considerado un estándar para
operaciones costa afuera. El U150 es un grado relativamente nuevo, que es utilizado para
operaciones en aguas profundas.
El recubrimiento (también denominado Banda Dura) de tramos, es realizado para limitar el grado
de desgaste circunferencial, producido en la junta. Se ha comprobado que el recubrimiento es
eficiente, pero también puede proveer considerable desgaste al revestimiento, llevando a una
reducción en las propiedades de desempeño de la tubería de revestimiento.
Se debe tener cuidado con el uso de materiales de banda dura (generalmente de carburo de
tungsteno). Un suave soldado de banda dura, con el diámetro exterior del tamo, es preferible. La
Banda Dura recomendad es ARNCO 200XT o ARMACOR M.
Si una tubería recién recubierta o una tubería que ha sido recientemente vuelta a recubrir, esta
siendo utilizada, todo esfuerzo debe ser hecho para correr esta tubería en la sección del agujero
descubierto. Esto resultara en la remoción de asperidad del acabado de la nueva superficie y
minimizara cualquier impacto adverso en desgaste de de la tubería de revestimiento.
La Tubería de Perforación de desempeño Mejorado, es una tubería de perforación “estabilizada”,
que puede ser utilizada en pozos desviados/horizontales, para:
· Ayuda a prevenir el atascamiento diferencial
· Reduce la torsión y el arrastre
· Reduce el contacto con la pared o desgaste de la junta
· Ayuda a disturbar los estratos de recortes
2.2 Lastra Barrenas
Las lastra barrenas son utilizadas para aplicar peso en la barrena. Su gran grosor de pared, les
provee de mayor resistencia al pandeo que la DP. El punto neutral deberá ser localizado El punto
neutral que debe estar localizado en la parte superior de la sección de lastra barrenas (nunca en
la sección de la DP), 75 a 85% (máximo), de la sección de las lastra barrenas debe estar bajo
compresión (esto incluirá la HWDP, en caso de ser utilizada)>
La parte baja de la sección de la lastra barrena esta bajo compresión, y debido a esto esta sujeta
a pandeo. Esto genera altos esfuerzos y posibles fallas por fatiga, particularmente en las
conexiones.
El espacio vacío entre las lastra barrenas y el pozo es mas pequeño que con la DP, y por lo tanto
incrementa la posibilidad de un atrapamiento diferencial. Si se piensa que esto podría convertirse
en un problema, se puede utilizar una lastra barrena ranurada para reducir el área de contacto
con el pozo y por subsiguiente, el riesgo de atrapamiento diferencial.
En los pozos desviados y para evitar el atrapamiento del ensamble de perforación, se deberá
utilizar la mínima cantidad de lastra barrenas (y estas deberán ser del tipo ranurado). La tubería
de perforación extrapesada en conjunción con estabilizadores bajo calibrados, deberá ser
utilizada para sustituir el peso de la lastra barrena.
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