LUC Management Systems/Tools

Un pozo horizontal es un pozo paralelo a los planos de estratificación, ahora, si estos planos han girado por tensiones y empujes orogénicos creando por ejemplo, un pliegue inclinado, un pozo vertical sería en el sentido teórico un pozo horizontal, inclusive en este caso se puede perforar un pozo horizontal con el objetivo de interceptar varias intervalos de producción; la longitud que se logra al perforar un pozo horizontal varía de 1000 a 36000 pies, como fue el caso del pozo perforado en la Tierra del Fuego en Argentina.

Las técnicas de perforación para perforar pozos horizontales están clasificadas en cuatro técnicas dependiendo del radio de giro, que es el requerido para cambiar de la dirección vertical a la dirección horizontal o sus tasas de construcción que son el cambio positivo en la inclinación sobre una longitud normalizada (por ejemplo 3º/100 pies). Un cambio negativo en la inclinación podría llamarse tasa de caída.

. Estas son: • Radio Ultracorto. • Radio Corto. • Radio Medio. • Radio Largo. 2.2.1.7.1. Radio Ultra-Corto

El radio de giro es de 1 a 2 pies, la tasa de construcción (Build-up rate, BUR) es de 45 a 60 grados/pies. En esta técnica la sección horizontal de los pozos Re-entry pueden alcanzar de 100 a 200 pies.

Este es un método nuevo de perforación horizontal que utiliza fluido a alta presión para perforar un agujero semi-horizontal, con un radio el cual puede cambiar de pulgadas a pies.

En términos limitados, puede ser definido como un sistema que virtualmente no tiene sección de construcción, como una sección lateral. Este sistema emplea equipo especializado y la preparación del pozo que se requiere depende de la configuración del pozo (agujero abierto o entubado).

Ventajas:

• Son efectivos en formaciones suaves y fáciles de penetrar como arenas de crudos pesados y bitumen.

• Desarrollo del campo mediante pozos verticales múltiples.

• Realización de pozos horizontales múltiples a través de varias capas originadas desde un pozo vertical.

Desventajas:

• Requiere equipo especializado.

• Necesita que se agrande el hoyo en la cercanía lateral del objetivo de perforación.

• Es imposible correr registros en la sección horizontal, y no pueden tomarse núcleos debido a lo severo del radio de curvatura.

• La longitud de drenaje del pozo, generalmente es menor de 300 pies.

2.2.1.7.2. Radio corto.

Se utiliza equipo especializado para este tipo de pozos. La penetración horizontal es de 300 a 700 ft., dependiendo de la formación. Su tasa de desvío es de 1.5° a 3.5° por pie (5 a 10º/3 pies), con un radio de 20 a 40 pies.

En esta técnica los pozos son perforados a través de una ventana en un pozo revestido o desnudo, en hoyos revestidos se abre una ventana de aproximadamente 20 pies de longitud que luego es moldeada para desviar lateralmente. Las primeras versiones de los sistemas de perforación horizontal utilizaron perforación con rotación desde la superficie; además de la rotación dada en la superficie se utilizan unas juntas con cuellos flexibles de perforación.

Esta técnica es empleada en muchos yacimientos de tamaño limitado, ya que el pozo puede ser cambiado a horizontal y terminado con menos desplazamiento del requerido por un pozo de radio largo. También se aplica para yacimientos con baja permeabilidad, naturalmente fracturados y para formaciones irregulares.

El sistema usado para perforar la mayoria de los recientes pozos de radio corto emplea herramientas de reflexión controlada con angulos de construcción predecibles, de disparos simples y orientación giroscópica en el punto de inicio de la desviación.

Ventajas:

• Más precisión para drenar el yacimiento que el de radio medio y largo.

• Atractivo en yacimientos pequeños.

• Se emplea desde un pozo convencional.

• Posibilidad de tocar contacto entre fluidos.

• Se pueden aislar zonas problemáticas inmediatas a la zona productora. Desventajas

• Requiere de un motor de fondo con una articulación ensamblada.

• La longitud de drenaje en el pozo, generalmente es menor que 300 pies.

• Se completa únicamente a hoyo abierto.

• No pueden tomarse núcleos, ni perfilarse; en vista del radio de curvatura presente.

2.2.1.7.3. Radio Medio.

El radio de giro es de 300 a 800 pies, la tasa de construcción de la curva es de 6º a 20º/100 pies. Es el método más usado para perforar pozos horizontales, debido al espacio interior que genera su radio de giro a lo largo de la sección curva y la horizontal es posible utilizar muchas de las herramientas convencionales de perforación.

Usando motores de fondo especialmente diseñados, tanto para construir la sección curva como la sección horizontal, es posible perforar pozos muy largos con secciones laterales de hasta 8000 pies. Adicionalmente, es posible completarlos como hoyos abiertos con liner ranurado, con liner y empacaduras externas y también cementarlos y cañonearlos.

En términos prácticos, un pozo es clasificado como de radio medio si el ensamble de fondo (BHA) no se puede girar a través de la sección de construcción todo el tiempo. En el extremo superior del radio medio, la perforación a la máxima tasa de construcción está limitada por los límites tubulares API de torsión y curvatura. En hoyos pequeños con tuberías más flexibles existe una mayor permisividad para la severidad de la pata de perro (dog leg severity o dls).

Ventajas:

• Menor torque y arrastre que en pozos de radio corto.

• Para drenar el yacimiento puede perforarse horizontalmente hasta una longitud de 300 pies.

• Existe la posibilidad de sacar núcleos convencionales.

• Puede ser normalmente completado.

• Puede acomodarse normalmente el tamaño de la herramienta (MWD); la cual tiene un acceso desde 1 ¾” de diámetro hasta 4 ¾”.

Desventajas:

• No aplicable para formaciones superficiales y delgadas.

• Equipo especial de perforación requerido.

2.2.1.7.4. Radio Largo

En esta técnica se utilizan radios de giros de 1000 a 3000 pies, la tasa de construcción es de 2º a 6º/ 100 pies. Esta técnica utiliza una combinación de perforación rotatoria y motores de fondo para perforar pozos similares a la perforación direccional convencional. La sección horizontal varía entre 1000 y 8000 pies de longitud.

Sólo los pozos de radio medio y largo pueden ser completados y cementados con técnicas convencionales.

Los pozos de radio largo son perforados especialmente costa fuera donde no existen limitaciones de espacio entre los límites de la concesión o donde el objetivo del proyecto es un yacimiento extenso.

En la tabla 2.1., se muestra un resumen de las técnicas de perforación, radio de giro,tasa de construcción y las longitudes alcanzadas.

Tabla 2. 1: Valores Promedios Alcanzados con las Técnicas de Perforación

Técnica de perforación Tasa de construcción Radio de Curvatura (pies) Longitud alcanzada (promedio)

Radio Ultracorto 45 a 60°/pie 1-2 100 – 200

Radio corto 5 a 10º /3 pies 20- 40 300 – 700

Radio medio 6 a 35º /100 pies 300- 800 2000 – 5000

Radio largo 2 a 6º /100 pies ≥ 1000 1000 – 10000

Elaborado por: Aníbal Aguilar y Guillermo Uquillas.

Fuente: Larry W. Lake (2009). Petroleum Engineering Handbook. United States of America: Society of Petroleum Engineers. .

Ventajas:

• Fácil para perforar usando un equipo de perforación convencional y revestidor estándar.

• Los costos por día de los servicios, frecuentemente son más bajos que los de radio medio y corto.

• Permite perforar longitudes horizontales de aproximadamente 5000 pies, con un promedio de 3500 pies.

• Existe un mayor acomodo para la completación.

• Se puede acomodar fácilmente el juego completo de herramientas de perfilaje. Desventajas:

• Frecuentemente se requiere de un tope en el manejo del sistema, largas bombas y grandes cantidades de lodo.

• El riesgo a hueco abierto es mayor; ya que la tubería de perforación puede pegarse y causar daño al yacimiento mientras se perfora.

• Es menos preciso para determinar la profundidad vertical verdadera (TVD), porque el comienzo de la perforación (superficie), queda muy lejos (horizontalmente) de la sección horizontal perforada.

• Es mucho más costoso en revestidores, cemento y fluidos.

Los cuatro tipos básicos de pozos horizontales, los cuales dependen del radio de curvatura que se aplica durante la perforación se representan a continuación en la siguiente Figura 2.10.

Figura 2. 10: Tipos de Construcción de angulo en pozos horizontales.

Fuente: Larry W. Lake (2009). Petroleum Engineering Handbook. United States of America: Society of Petroleum Engineers.