Tradicionalmente, los pozos se perforaban de forma vertical. Sin embargo, la tecnología ha avanzado para permitir la perforación de pozos en trayectorias curvas y horizontales.
Perforación Direccional: Es la técnica que permite cambiar la trayectoria de un pozo desde la vertical para alcanzar objetivos específicos en el subsuelo que no se encuentran directamente debajo de la plataforma de perforación.
Pozos Horizontales: Son un tipo específico de pozo direccional donde la última sección del pozo se perfora horizontalmente a través de la formación productora. Esto permite un contacto mucho mayor con el yacimiento, lo que se traduce en una mayor producción de hidrocarburos.
Ventajas de los pozos horizontales:
- Mayor área de drenaje: Aumentan significativamente la superficie de contacto con la roca productora, lo que permite extraer más petróleo o gas de un mismo yacimiento.
- Reducción del número de pozos: Se pueden explotar grandes áreas con menos pozos en superficie, lo que disminuye el impacto ambiental y los costos de infraestructura.
- Acceso a yacimientos de difícil acceso: Permiten alcanzar zonas debajo de áreas urbanas, montañas o cuerpos de agua desde una ubicación remota.
- Mayor recuperación: Mejoran la eficiencia de la recuperación de hidrocarburos.
- Control de fluidos: Ayudan a controlar la producción de agua o gas no deseados.
Herramientas Direccionales Clave para Pozos Horizontales
Para lograr la perforación de pozos horizontales y controlar la trayectoria del pozo, se utiliza una combinación de herramientas y tecnologías avanzadas. Las herramientas se agrupan generalmente en la parte inferior de la sarta de perforación, conocida como BHA (Bottom Hole Assembly).
Aquí las más importantes:
1. Motores de Fondo (Mud Motors o Positive Displacement Motors - PDM)
Descripción: Son herramientas hidráulicas que convierten la energía de los fluidos de perforación (lodo) en movimiento rotatorio en la barrena, sin necesidad de rotar toda la sarta de perforación desde la superficie. Consisten en un estator helicoidal y un rotor.
Función en perforación direccional/horizontal: Permiten al operador "direccionar" el pozo. Al orientar la parte curvada del motor (conocida como bent sub o caja de desviación), el perforador puede aplicar peso sobre la barrena y el motor hará que la broca excave en la dirección deseada, creando una curva. Una vez que se alcanza la inclinación deseada, se puede rotar toda la sarta para continuar perforando en línea recta con la nueva trayectoria.
Ventaja: Son esenciales para construir ángulo (inclinación) y girar el pozo hacia la horizontal. Permiten un control preciso de la trayectoria.
2. Herramientas de Medición Mientras se Perfora (MWD - Measurement While Drilling)
Descripción: Son sensores electrónicos complejos integrados en la sarta de perforación justo encima de la barrena. Miden parámetros de perforación (peso sobre la barrena, torque, RPM) y, crucialmente, la trayectoria del pozo (inclinación y acimut). Transmiten esta información a la superficie en tiempo real utilizando pulsos de presión en el lodo de perforación.
Función en perforación direccional/horizontal: Son los "ojos" del perforador. Proporcionan la información necesaria para saber exactamente dónde se encuentra el pozo en relación con el objetivo del yacimiento. Esto permite realizar ajustes en la trayectoria sobre la marcha para mantenerse dentro de la "ventana" de la formación productora y asegurar que la sección horizontal sea lo más larga y eficiente posible.
Ventaja: Permiten la toma de decisiones en tiempo real, lo que es vital para la precisión y eficiencia de la perforación direccional.
3. Herramientas de Registro Mientras se Perfora (LWD - Logging While Drilling)
Descripción: Similar a las MWD, pero se enfocan en la medición de propiedades petrofísicas de la formación (gamma ray, resistividad, densidad, neutrón, etc.) en tiempo real, mientras se perfora. Estos datos son similares a los obtenidos con los registros de pozos convencionales, pero se adquieren inmediatamente después de la perforación de la sección.
Función en perforación direccional/horizontal: Cruciales para la geonavigación (geosteering). Los geólogos y perforadores utilizan los datos LWD para "dirigir" el pozo dentro de la zona más productiva del yacimiento en tiempo real. Por ejemplo, un cambio en la lectura de gamma ray puede indicar que el pozo está saliendo de la capa de arena y entrando en una lutita, lo que permite al perforador ajustar la trayectoria para regresar a la zona de interés.
Ventaja: Optimizan la colocación del pozo horizontal, maximizando el contacto con las mejores zonas del yacimiento y evitando zonas no productivas.
4. Sistemas Rotatorios Direccionables (RSS - Rotary Steerable Systems)
Descripción: Son sistemas avanzados que permiten la dirección continua del pozo mientras la sarta de perforación está girando. A diferencia de los motores de fondo que requieren la interrupción de la rotación para direccionar, los RSS tienen almohadillas o "caras" que empujan contra la pared del pozo o dirigen la barrena mediante una inclinación interna, permitiendo una perforación más suave y eficiente.
Función en perforación direccional/horizontal: Proporcionan un control de dirección superior, una mayor velocidad de perforación y una mejor calidad del pozo. Son ideales para perforar secciones horizontales largas y complejas con alta precisión.
Ventaja: Mayor eficiencia, mejor control de la trayectoria, reducción del torque y arrastre, y pozos más lisos.
5. Barras de Perforación Pesadas (Heavy Weight Drill Pipe - HWDP) y Collares de Perforación (Drill Collars)
Descripción: Aunque no son herramientas direccionales en sí, son componentes esenciales del BHA que proporcionan el peso necesario sobre la barrena para perforar, así como la rigidez para controlar la trayectoria.
Función en perforación direccional/horizontal: Los drill collars son barras de acero de pared gruesa que se colocan justo encima del motor o RSS para aplicar peso a la broca. Las HWDP son un intermedio entre el drill pipe y los drill collars, proporcionando peso y flexibilidad en ciertas configuraciones del BHA.
Ventaja: Aseguran que la barrena tenga la fuerza necesaria para penetrar la roca y ayudan a mantener la estabilidad del BHA para una dirección efectiva.
La combinación y el uso estratégico de estas herramientas permiten a los ingenieros de perforación construir perfiles de pozo complejos, desde el punto de inicio de la desviación hasta la sección horizontal extendida, optimizando la producción de hidrocarburos. La tecnología en este campo está en constante evolución, lo que permite alcanzar objetivos cada vez más desafiantes en la industria petrolera.
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