Perforación Direccional con Ensamblajes Rotacionales
Los
Ensamblajes de perforación rotatoria pueden controlar típicamente la
trayectoria del pozo mediante la ubicación adecuada del estabilizador.
Con
este tipo de conjunto de perforación, sólo se puede controlar la
inclinación y un pozo no puede orientarse direccionalmente a la
dirección requerida. En este artículo, se describe brevemente de qué manera la colocación
del estabilizador puede afectar la trayectoria direccional de un pozo.
Ensamblaje Rotatorio de Construcción (montaje del Fulcrum)
Cuando un portamechas o drill collar está soportado en ambos extremos sin sostenerse verticalmente, su propio peso hace que se caiga en el medio. Este fenómeno se utiliza en los conjuntos de perforación rotativos para crear la fuerza lateral necesaria en la broca para alterar el ángulo (Figura 1).
Figura 1 - Ensamblaje Rotatorio de Construcción
Los estabilizadores se utilizan para forzar el hundimiento del drill collar para empujar la broca hacia el lado bajo o alto del orificio o, alternativamente, para reducir la fuerza lateral. Esto se hace alterando la posición de los estabilizadores, y teniendo ellos el mismo tamaño que la broca (calibre completo) o más pequeño (undergauge).
Para que un conjunto de construcción giratorio funcione, el hoyo ya tiene que estar algo inclinado (más de aproximadamente 12º) para crear el hundimiento en primer lugar. Una mayor inclinación significa que se genera más fuerza lateral. El estabilizador cercano a la mecha (near bit - NB stab) actúa como un punto de apoyo, mientras que los portamechas se comportan como una palanca, de modo que cuando un extremo es empujado hacia abajo, el extremo opuesto empuja hacia arriba. Cuandoel estabilizador NB es undergauge (calibre menor a la mecha), desarrolla una fuerza lateral más pequeña hacia arriba, permitiendo que el calibrador del estabilizador tenga efecto. Si se estabiliza el siguiente estabilizador, el efecto de construcción aumenta a medida que la parte de la palanca se desplaza hacia abajo.
La mecha es también muy afectada por el peso que se le aplica. Si hay un hundimiento en los drillcollars, el peso adicional de arriba aumentará la cantidad de hundimiento y el collar de taladro comenzará a doblarse. En la práctica, esto significa que cuando se aplica más peso a un ensamblaje de construcción, es capaz de construir más rápido.
Ensamblaje Rotatorio para Tumbar (montaje del péndulo)
Para bajar el ángulo, no deben correrse ningún estabilizador cercano a la mecha (NB stab). Entre la mecha y el primer estabilizador, habrá 60 o 90 pies de drill collars. La fuerza del hundimiento (sustrayendo el punto de apoyo de NB) fuerza gradualmente la broca hacia el lado inferior, disminuyendo así el ángulo.
Para comenzar la caída, se aplica un peso ligero en la broca. Cuando se ha establecido la tendencia, se puede aumentar mediante la adición de un peso adicional a la broca. Sin embargo, este proceso tiene sus desventajas, uno de los cuales es de baja estabilidad. La sarta fácilmente puede salirse fuera de curso por tendencias de formación natural, así como caer o correr hacia los lados. Es difícil mantener el azimut, y por lo tanto puede ser necesario sacar la broca del orificio completamente para alterar la configuración de BHA, que seguirá la trayectoria de pozo prevista. Los ensamblajes para tumbar angulo (drop) también se denominan a veces "Ensamblajes de péndulo", y un ejemplo de uno se ilustra en la Figura 2.
La broca misma también debe tenerse en cuenta. Las brocas pueden estar diseñadas para proporcionar cierta cantidad de acción de corte lateral. Esto ayuda a aumentar la eficacia de un ensamblaje de construcción o de caída. En los casos en que el pozo debe desviarse por casi nada, también hay mechas disponibles que no tienen esta acción de corte lateral. En ausencia de esta característica, la mecha tratará de perforar en una línea recta siempre que sea posible.
Figura 2 - Ensamblaje Rotatorio para Tumbar (tipo Péndulo)
Ensamblaje Rotatorio para Mantener Ángulo (Ensamblaje de Fondo Empacado)
Cuando el pozo está ahora marchando en la dirección necesaria, y en el ángulo apropiado, puede entonces ser configurarse para que se siga perforando una línea recta, manteniendo la inclinación que ya se ha alcanzado. Esta configuración se conoce como un ensamblaje de fondo empacado (ya que está empaquetado con estabilizadores), o alternativamente un conjunto fijo porque es resistente a las fuerzas de flexión. Un ejemplo de este montaje se muestra en la Figura 2 que muestra que el conjunto de perforación consta de 3 estabilizadores colocados no muy lejos uno de otro. Con este tipo de montaje, el rendimiento direccional no será tan drásticamente afectado por factores como tendencias de formación natural, o la cantidad de peso en la broca de perforación.
Para conseguir un rendimiento de perforación óptimo, con frecuencia se requiere que haya un peso elevado en la broca. Un ensamblaje tangente sobresale porque permite la aplicación de alto peso, y por ende una perforación rápida, sin arriesgar que el hoyo se salga de curso. Incluso los ensamblajes embalados sólo son capaces de construir su velocidad lentamente cuando se utilizan pesos altos.
Los ensamblajes rotatorios tienden a girar a la derecha cuando perforan. Para compensar esto, el pozo puede ser arrancado y posicionado para que apunte ligeramente a la izquierda de la pista directa prevista, y también algo bajo. Esto significa que el pozo girará a la derecha y construirá lentamente mientras sigue usando los parámetros ideales para la perforación rápida.
Figura 3 - Ensamblaje de Fondo para Mantener Angulo
También es posible correr al hoyo un ensamblaje empacado usando un segundo estabilizador que está algo bajo calibre (Figura 4). Por lo tanto, esto conduce a una tendencia de construcción adicional debido a que el estabilizador se hunde y hace que el BHA actúe como un ensamblaje de construcción (un fulcro BHA).
Figura 4 - Ensamblaje de Fondo para Mantener Angulo con tendencia a la construcción
Traducido desde
Ensamblaje Rotatorio de Construcción (montaje del Fulcrum)
Cuando un portamechas o drill collar está soportado en ambos extremos sin sostenerse verticalmente, su propio peso hace que se caiga en el medio. Este fenómeno se utiliza en los conjuntos de perforación rotativos para crear la fuerza lateral necesaria en la broca para alterar el ángulo (Figura 1).
Figura 1 - Ensamblaje Rotatorio de Construcción
Los estabilizadores se utilizan para forzar el hundimiento del drill collar para empujar la broca hacia el lado bajo o alto del orificio o, alternativamente, para reducir la fuerza lateral. Esto se hace alterando la posición de los estabilizadores, y teniendo ellos el mismo tamaño que la broca (calibre completo) o más pequeño (undergauge).
Para que un conjunto de construcción giratorio funcione, el hoyo ya tiene que estar algo inclinado (más de aproximadamente 12º) para crear el hundimiento en primer lugar. Una mayor inclinación significa que se genera más fuerza lateral. El estabilizador cercano a la mecha (near bit - NB stab) actúa como un punto de apoyo, mientras que los portamechas se comportan como una palanca, de modo que cuando un extremo es empujado hacia abajo, el extremo opuesto empuja hacia arriba. Cuandoel estabilizador NB es undergauge (calibre menor a la mecha), desarrolla una fuerza lateral más pequeña hacia arriba, permitiendo que el calibrador del estabilizador tenga efecto. Si se estabiliza el siguiente estabilizador, el efecto de construcción aumenta a medida que la parte de la palanca se desplaza hacia abajo.
La mecha es también muy afectada por el peso que se le aplica. Si hay un hundimiento en los drillcollars, el peso adicional de arriba aumentará la cantidad de hundimiento y el collar de taladro comenzará a doblarse. En la práctica, esto significa que cuando se aplica más peso a un ensamblaje de construcción, es capaz de construir más rápido.
Ensamblaje Rotatorio para Tumbar (montaje del péndulo)
Para bajar el ángulo, no deben correrse ningún estabilizador cercano a la mecha (NB stab). Entre la mecha y el primer estabilizador, habrá 60 o 90 pies de drill collars. La fuerza del hundimiento (sustrayendo el punto de apoyo de NB) fuerza gradualmente la broca hacia el lado inferior, disminuyendo así el ángulo.
Para comenzar la caída, se aplica un peso ligero en la broca. Cuando se ha establecido la tendencia, se puede aumentar mediante la adición de un peso adicional a la broca. Sin embargo, este proceso tiene sus desventajas, uno de los cuales es de baja estabilidad. La sarta fácilmente puede salirse fuera de curso por tendencias de formación natural, así como caer o correr hacia los lados. Es difícil mantener el azimut, y por lo tanto puede ser necesario sacar la broca del orificio completamente para alterar la configuración de BHA, que seguirá la trayectoria de pozo prevista. Los ensamblajes para tumbar angulo (drop) también se denominan a veces "Ensamblajes de péndulo", y un ejemplo de uno se ilustra en la Figura 2.
La broca misma también debe tenerse en cuenta. Las brocas pueden estar diseñadas para proporcionar cierta cantidad de acción de corte lateral. Esto ayuda a aumentar la eficacia de un ensamblaje de construcción o de caída. En los casos en que el pozo debe desviarse por casi nada, también hay mechas disponibles que no tienen esta acción de corte lateral. En ausencia de esta característica, la mecha tratará de perforar en una línea recta siempre que sea posible.
Figura 2 - Ensamblaje Rotatorio para Tumbar (tipo Péndulo)
Ensamblaje Rotatorio para Mantener Ángulo (Ensamblaje de Fondo Empacado)
Cuando el pozo está ahora marchando en la dirección necesaria, y en el ángulo apropiado, puede entonces ser configurarse para que se siga perforando una línea recta, manteniendo la inclinación que ya se ha alcanzado. Esta configuración se conoce como un ensamblaje de fondo empacado (ya que está empaquetado con estabilizadores), o alternativamente un conjunto fijo porque es resistente a las fuerzas de flexión. Un ejemplo de este montaje se muestra en la Figura 2 que muestra que el conjunto de perforación consta de 3 estabilizadores colocados no muy lejos uno de otro. Con este tipo de montaje, el rendimiento direccional no será tan drásticamente afectado por factores como tendencias de formación natural, o la cantidad de peso en la broca de perforación.
Para conseguir un rendimiento de perforación óptimo, con frecuencia se requiere que haya un peso elevado en la broca. Un ensamblaje tangente sobresale porque permite la aplicación de alto peso, y por ende una perforación rápida, sin arriesgar que el hoyo se salga de curso. Incluso los ensamblajes embalados sólo son capaces de construir su velocidad lentamente cuando se utilizan pesos altos.
Los ensamblajes rotatorios tienden a girar a la derecha cuando perforan. Para compensar esto, el pozo puede ser arrancado y posicionado para que apunte ligeramente a la izquierda de la pista directa prevista, y también algo bajo. Esto significa que el pozo girará a la derecha y construirá lentamente mientras sigue usando los parámetros ideales para la perforación rápida.
Figura 3 - Ensamblaje de Fondo para Mantener Angulo
También es posible correr al hoyo un ensamblaje empacado usando un segundo estabilizador que está algo bajo calibre (Figura 4). Por lo tanto, esto conduce a una tendencia de construcción adicional debido a que el estabilizador se hunde y hace que el BHA actúe como un ensamblaje de construcción (un fulcro BHA).
Figura 4 - Ensamblaje de Fondo para Mantener Angulo con tendencia a la construcción
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