Navegando por el pozo

La perforación direccional, la práctica de dirigir un pozo a lo largo de una ruta planificada, depende fundamentalmente de mediciones precisas en el fondo del pozo. Conocer la inclinación y el azimut exactos del pozo en cualquier punto es esencial para alcanzar un objetivo geológico, evitar otros pozos y permitir perfiles de pozos complejos, como los horizontales.

El estudio de fondo de pozo es un proceso de medición indirecto que se basa en sensores para detectar campos naturales o propiedades inerciales. Las mediciones se basan en tres referencias fundamentales:

• Campo de gravedad de la Tierra:Se utiliza para medir la inclinación (ángulo del orificio) y la orientación de la cara de la herramienta del lado alto-. Los sensores incluyen péndulos mecánicos, interruptores de flotador y modernosacelerómetros.
• Campo magnético de la Tierra:Se utiliza para medir el acimut magnético (dirección relativa al norte magnético) y la cara magnética de la herramienta. Los sensores incluyen brújulas magnéticas ymagnetómetros(imanes fluxgate). Un requisito clave para los estudios magnéticos es el uso de portamechas no-magnéticos para aislar los sensores de la interferencia magnética de la sarta de perforación de acero.
• Referencia celeste o inercial:Utilizado paraencuestas giroscópicas, que son independientes de los campos magnéticos. Estos instrumentos deben estar alineados con el norte verdadero en la superficie antes de introducirlos en el pozo.

Los instrumentos topográficos deben soportar un entorno hostil en el fondo del pozo, incluidas altas presiones (que requieren carcasas de alta presión), temperaturas elevadas (clasificaciones para operaciones de alta-temperatura de hasta 182 grados o más) y vibraciones y golpes mecánicos significativos durante las operaciones de perforación o disparo.

Las herramientas de encuesta se clasifican en términos generales según sus métodos de registro y transmisión de datos:

• Cámaras magnéticas de disparo único y múltiple-:Estas herramientas más antiguas utilizaban una brújula y un péndulo para capturar una imagen de su orientación en una película en un momento preestablecido. Eran simples pero limitados y en gran medida se han ido eliminando.
• Grabadoras electrónicas de disparo único y múltiple-:Reemplazos modernos para cámaras de película. Utilizan acelerómetros y magnetómetros para medir la orientación y almacenar los datos en la memoria interna. Los datos se descargan y procesan después de que la herramienta se recupera en la superficie. Ofrecen mayor precisión y se utilizan para encuestas planificadas.
• Herramientas de dirección (con cable):Estas herramientas transmiten datos-en tiempo real a la superficie a través de un cable (un solo-cable conductor) que pasa dentro de la tubería de perforación. Proporcionan actualizaciones continuas de la cara, la inclinación y el acimut de la herramienta, lo cual es esencial para orientar un motor de fondo de pozo y dirigir el pozo.
• Herramientas de medición durante la perforación (MWD) (inalámbricas):Estos son los sistemas más avanzados y utilizados para perforación direccional. Los sensores de fondo de pozo transmiten datos a la superficie en tiempo-real sin cables, normalmente utilizandotelemetría de pulso de lodo(pulsos de presión positiva o negativa en el fluido de perforación). Esto permite dirigir y inspeccionar sin interrumpir las operaciones de perforación.
• Herramientas de levantamiento giroscópico:Estos instrumentos utilizan un giroscopio para determinar la orientación, lo que los hace inmunes a las interferencias magnéticas. Son esenciales para realizar estudios en pozos entubados, dentro de grupos de pozos donde la interferencia magnética de los entubados adyacentes es alta, o para orientar desvíos del entubado existente.

El artículo proporciona desgloses detallados de varios tipos de herramientas comunes, que se pueden resumir de la siguiente manera.

1. Multidisparo electrónico- (p. ej., sistema de encuesta electrónico ESS -)

El ESS es un dispositivo de grabación autónomo-de alta-precisión.

• Principio:Utiliza acelerómetros y magnetómetros tri-axiales para detectar la gravedad y los campos magnéticos. Funciona con baterías y almacena los datos de la encuesta en su memoria interna.
• Función:Utilizado en portaperforaciones no-magnéticos, mide la inclinación, el acimut y la cara de la herramienta a intervalos programados. Después de la recuperación, los datos se descargan y procesan a través de computadoras de superficie.
• Ventajas:Alta precisión, adecuada para estudios críticos, incluso en pozos de ángulo alto y horizontales. Incluye funciones de software para análisis de campos magnéticos y control de calidad.

2. Herramienta de dirección por cable (p. ej., herramienta de encuesta de dirección SST -)

El SST proporciona datos-en tiempo real durante la perforación, lo que permite tomar decisiones de dirección inmediatas.

• Principio:Utiliza sensores de fondo de pozo (acelerómetros/magnetómetros) en un barril de presión. La energía y los datos se transmiten a través de un único-cable conductor tendido dentro de la tubería de perforación y conectado a través de una subentrada lateral-.
• Función:Transmite continuamente la cara, la inclinación y el acimut de la herramienta a la superficie. Los datos se muestran en una computadora de superficie y en una lectura del perforador, lo que permite al perforador direccional orientar con precisión el motor de la carcasa doblada.
• Ventajas:Datos-en tiempo real, alta precisión y capacidad de monitorear las condiciones del fondo del pozo de inmediato. Era un caballo de batalla para la perforación direccional antes de la adopción generalizada del MWD.

3. Sistema MWD inalámbrico (p. ej., DWD - direccional durante la perforación)

DWD representa el estándar de la industria para la perforación direccional moderna, especialmente en pozos complejos.

Principio:Los sensores de fondo de pozo (sonda MEP) miden la orientación. Estos datos se codifican y se envían a un conjunto de pulsadores, que crea pulsos de presión en el fluido de perforación que circula dentro de la tubería de perforación.

• Métodos de transmisión:

1. Pulso Positivo:Una válvula restringe momentáneamente el flujo de lodo, creando un pico de presión positiva que se detecta en la superficie.
2. Pulso Negativo:Una válvula ventila momentáneamente una pequeña cantidad de lodo desde el interior de la tubería de perforación hacia el espacio anular, creando una caída de presión negativa.
3. Onda continua:Una válvula giratoria crea una serie continua de ondas de presión; Los cambios de fase en la onda representan datos codificados.

• Componentes del sistema:

1. Fondo de pozo:Sonda MEP (sensores), conjunto de pulsador, alternador de turbina (alimentado por flujo de lodo) y portamechas no-magnéticos.
2. Superficie:Transductor de presión (montado en el tubo vertical), computadora de superficie (MPSR) para decodificar y procesar señales, lectura del perforador (DDU) e impresora.
3. Ventajas:No se requiere cable, lo que ahorra mucho tiempo de instalación. Proporciona datos-en tiempo real para geonavegación y es altamente confiable en pozos-de ángulo alto y horizontales. La precisión es alta y está bien-definida para la inclinación, el acimut y la cara de la herramienta.

La selección de un instrumento de medición direccional depende de la aplicación específica, el entorno del pozo y los requisitos de datos.

• Paraencuestas básicas post-empleoen pocillos individuales sin interferencia magnética,grabadores electrónicos de múltiples-disparosOfrecen alta precisión a un costo relativamente menor.
• Paradirección en tiempo real-durante la perforación, especialmente en pozos complejos o desde plataformas marinas,Sistemas MWDson la opción principal, ya que equilibran la eficiencia, la densidad de datos y la confiabilidad.
• Al operar enentornos magnéticos(agujero revestido, espacio cercano entre pozos),herramientas giroscópicasson indispensables para obtener datos precisos de azimut.
• Si bien las tecnologías más antiguas, como las cámaras de película y las herramientas de dirección por cable, han sido reemplazadas en gran medida, sentaron las bases para los sofisticados sistemas electrónicos y de telemetría que hacen posible la perforación direccional de precisión moderna.

Para obtener información más detallada, no dude en ponerse en contacto con el equipo de Vigor para obtener información más detallada del producto.