Perforación direccional: ventajas y desventajas

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

En los últimos años, la construcción está saliendo de una crisis prolongada, el número de casas en construcción, complejos industriales, carreteras y otras instalaciones de infraestructura está aumentando. En consecuencia, las técnicas de ingeniería de alta tecnología son cada vez más demandadas para reducir el tiempo y los costos de mano de obra.

Información general

Estos incluyen perforación direccional. Se sabe que los pozos son tanto verticales (estándar) como inclinados. Además, la desviación de la vertical/horizontal requerida para esto es pequeña: solo 2 grados para perforación estándar, más de 6 grados para perforación profunda (pozos artesianos, producción de petróleo o gas).

Es natural que la presencia de esta desviación pueda deberse no solo a razones artificiales, sino también a razones completamente naturales. Se dividen en varios grupos (geológicos, técnicos, tecnológicos). Si conoce todos estos factores a fondo, puede controlar la posición con gran precisión.pozos en el espacio.

En consecuencia, se entiende por desviación artificial cualquier “curvatura” del canal del pozo, que fue originalmente concebida. Es importante entender que la perforación direccional implica un control estricto de la dirección de movimiento del taladro durante todo el trabajo.

Características de la perforación de pozos de petróleo y gas

Este tipo de trabajo causa especialmente muchas dificultades en el aspecto de la industria del petróleo y el gas. Allí, la perforación inclinada debe realizarse utilizando perfiles de guía especiales. También es importante recordar que el foso superior siempre (!) se hace estrictamente vertical, y la desviación comienza en los horizontes inferiores, en el azimut planificado.

Especialmente a menudo, la perforación inclinada no se usa en el desarrollo de depósitos, sino solo en su exploración. Es mucho más barato buscar "marcadores" haciendo un agujero inclinado lo suficientemente largo que intentar perforar la roca verticalmente a una profundidad suficiente.

¿Cómo se realiza la perforación direccional en general? La tecnología es relativamente simple: primero, se perfora el hoyo principal, luego, con la ayuda de dispositivos de flexión, se lleva un taladro oblicuo u horizontalmente dirigido al lugar correcto, con el que ya se está haciendo un eje adicional. Para mantener con precisión la dirección establecida por el proyecto, es necesario usar "marcadores", que también son balizas. En muchos casos, se utilizan cámaras especiales para visualizar el proceso de perforación.

Notas importantes

NecesitaCabe señalar que, en algunos casos, dichos pozos son forzados por las características de las rocas geológicas. Por lo tanto, a veces es más barato perforar un pozo sobre la ubicación de algún tipo de roca ígnea sólida que perforarla.

También tenga en cuenta que la perforación direccional implica la penetración de agujeros estrictamente horizontales. Todos los pozos obtenidos por este método se dividen en pozos individuales y multilaterales. En este último caso, varias capas parten del tronco principal. Un método de perforación similar en la industria del petróleo y el gas se usa ampliamente en los siguientes casos:

• Al abrir formaciones que contienen petróleo o gas que se encuentran entre fallas paralelas.
• Si resulta que el yacimiento desarrollado cambia abruptamente su dirección.
• En el caso de que horizontes que contengan petróleo o gas se encuentren bajo domos de sal (debido a las dificultades de perforar a través de estos últimos).
• Cuando es necesario pasar por alto las zonas colapsadas en las minas.
• La perforación desviada (horizontal, en particular) es indispensable si la formación productiva se encuentra bajo algún tipo de reservorio o en el lecho marino, debajo de áreas residenciales o edificios separados.
• En los bastidores y plataformas de perforación ubicados directamente en el mar, en el 90 % de los casos se utiliza este método de perforación de pozos.
• Además, la perforación direccional es indispensable si se necesita realizar un pozo multilateral en una zona con un terreno muy accidentado (barrancos, cerros, etc.).

Un método similar es indispensable siPor alguna razón (colapso, desplazamiento de roca tectónica), el eje de la mina se desplazó hacia un lado y, por lo tanto, era necesario evitar el área problemática. Esto también se hace si es necesario tomar una muestra del núcleo del pozo principal, ya que es imposible hacerlo de otra manera.

Además, la perforación direccional se utiliza cuando se necesita extinguir rápidamente un pozo que se ha incendiado por algún motivo, así como en los casos en que es necesario ampliar la parte inferior del pozo por razones operativas. De manera similar, se aumenta la superficie de drenaje en pozos antiguos cuando se requiere aumentar los volúmenes de producción.

Esto se practica cuando inicialmente se sabe que el depósito no pertenece a la categoría de los ricos, pero se requiere “ordeñarlo” rápidamente. Luego se utiliza la perforación de "racimo", con extracción múltiple y múltiple del tajo principal de los laterales. Si en este caso se utilizan métodos estándar, el rendimiento del campo será bajo y el pozo se agotará rápidamente.

El método de perforación direccional rompe pozos primarios a través de pastas de carbón, ya que en esta situación primero se deben liberar de posibles bolsas de gas. Si esto no se hace, existe una alta probabilidad de ignición e incluso explosión ya durante la operación del pozo.

Los motores de fondo de pozo (turboperforadoras, ocasionalmente perforadoras eléctricas, motores de tornillo) se utilizan para perforar el pozo. Método de perforación: rotativo.

Métodos principales

El método principal (tanto aquí como en el extranjero) es el uso dinámico de las características del terreno. Y esto es comprensible, ya que idealmente las llanuras planas y las estepas están lejos de estar en todas partes.

Por regla general, se toman como muestra las trazas típicas (perfiles), que se construyen de antemano, y para ello se utilizan métodos de modelado matemático. Es importante tener en cuenta que el método "típico" solo se puede aplicar (!) a campos ya desarrollados, cuyas características se conocen desde hace mucho tiempo. La peculiaridad de este método es que no intentan controlar la curvatura del terreno, sino adaptarse a ella. Por desgracia, pero al mismo tiempo, se manifiesta un inconveniente significativo, expresado en un aumento notable en el costo de la perforación.

En el perfil de diseño, los lugares con el máximo grado de curvatura están necesariamente marcados, ya que sin estos datos no es recomendable redactar un proyecto terminado. En este caso, el diseño es responsabilidad de un ingeniero de perforación direccional capacitado.

Cambiando el diseño de la plataforma de perforación para corregir la curvatura del pozo

La forma más común cuando se trata de controlar la curvatura del agujero directamente durante su punzonado. El método es bueno porque no tienes que usar equipo especial. Su desventaja radica en la severa limitación de los modos de perforación acelerados.

Uso de desviadores artificiales

Para este tipo de trabajo, se utilizan subs doblados, niples excéntricos, cuñas y otros dispositivos deflectores. Todos los dispositivos se seleccionan individualmente, según la situación específica y el tipo de terreno.

Variedad de abeto

Un método importante de perforación direccional es la perforación con plataforma. Al mismo tiempo, el comienzo de todos los pozos se encuentra en un punto, y las secciones finales son donde van las capas de los depósitos descubiertos.

El método es bueno porque le permite reducir significativamente la cantidad de trabajo de instalación en el sitio, reducir significativamente la cantidad de líneas de comunicación requeridas, incluidas las carreteras a las áreas donde se está realizando el trabajo, y la necesidad de agua. Se reduce el suministro y las líneas de suministro de energía. Este tipo de perforación se probó por primera vez en la URSS, más precisamente en Azerbaiyán, durante los trabajos de instalación en la isla de Artem.

Entre las principales desventajas destaca la importancia de evitar el cruce de bocas mías. Además, es necesario conservar los pozos que ya funcionan al momento de la perforación secundaria, ya que así lo exigen las normas de seguridad contra incendios. Finalmente, una gran desventaja de los pozos de racimo es la complejidad de su posterior mantenimiento y reparación, y en condiciones marinas puede ser extremadamente difícil eliminar los avances.

¿En qué condiciones se utiliza la perforación en racimo?

Entonces, ¿cuándo se utiliza la perforación horizontal direccional en grupo? Los motivos de su uso se dividen en los siguientes grupos:

• Tecnogénico: perforación debajo de edificios, incluidas estructuras residenciales y otras estructuras técnicas.
• Tecnológico: cuando es probable que el desarrollo de un pozo estándar interrumpa el funcionamiento de los tajos existentes. El método bush no es tan "traumático" en este sentido.
• Geológico –cuando los minerales se encuentran en capas desiguales, en diferentes horizontes. En este caso, las plataformas de perforación direccional son la única opción cuando se necesita establecer la producción en el menor tiempo posible sin gastar enormes cantidades de dinero en ello.
• Orográfico: el grupo más común de razones, incluida la necesidad de abrir un campo ubicado debajo de la superficie del mar, lago, en el caso de un terreno accidentado, así como al colocar pozos desde la base de plataformas en alta mar., así como pasos elevados.
• Climático. En los últimos años, en muchas regiones del Extremo Norte, ha habido una tendencia constante hacia el deshielo del permafrost, por lo que los especialistas simplemente se ven obligados a recurrir al método de perforación en racimo. Otros métodos conllevan el colapso de la luz del pozo.

Tenga en cuenta que el efecto máximo de la operación de pozos de racimo se observa en áreas pantanosas, a menudo inundadas. Es importante tener en cuenta que cuando se realiza una perforación inclinada bajo la superficie de cuerpos de agua, es extremadamente importante contar con personal experimentado capaz de utilizar correctamente el equipo de navegación, sin el cual se hace imposible perforar un pozo en condiciones tan específicas.

Por lo tanto, las vacantes de perforación direccional deben incluir necesariamente la búsqueda de personal educado y con conocimientos técnicos.

Características importantes del método

Los arbustos volumétricos parecen pirámides o conos, cuyo tamaño, como puede comprender, depende del tamaño y"desenfoque" del campo desarrollado. En consecuencia, la cantidad de agujeros perforados está determinada por las capacidades técnicas. Es muy importante comprender que la determinación del tamaño del arbusto debe tratarse de la manera más responsable posible, ya que el área del territorio enajenado depende de este indicador.

Esto es especialmente importante cuando se desarrollan pozos dentro de los límites del asentamiento. La ubicación de los cabezales de pozo juega un papel importante en la operación de un pozo terminado. No sorprende que la perforación direccional de gasoductos se haya convertido en el principal método ampliamente utilizado en la práctica en los últimos 15 a 20 años.

Efectos positivos de la perforación en racimo

En general, este método reduce significativamente el costo de organizar la extracción de minerales o la construcción de instalaciones industriales, contribuye al volumen de automatización de todas las operaciones y procesos de producción. Más importante aún, este enfoque contribuye a la protección del medio ambiente al minimizar el impacto en la naturaleza.

El hecho es que cuando se realizan perforaciones en racimo, es muy posible recolectar por completo los desechos de perforación, evitando que ingresen a las aguas subterráneas, y también reduce la probabilidad de una disminución en el nivel de estas últimas. Esto se ve a menudo con la perforación convencional, ya que destruye los acuíferos.

Una almohadilla contiene al menos dos pocillos. Como regla general, los petroleros en nuestro país practican agrupar pozos de 18-24 piezas, pero en algunos casos su número excedepara 30. Sin embargo, esto está lejos de ser un récord, ya que en la práctica extranjera hay casos en que 60 "brotes" podrían salir de una mina. En particular, la notoria compañía BP perforó en una pequeña isla a granel de 60 × 60 m … 68 pozos a la vez. Esto hizo posible aumentar drásticamente la cantidad de petróleo recibido de un campo.

Así que la perforación de pozos direccionales y horizontales en la economía moderna tiene una gran demanda precisamente por la conservación de los recursos materiales y financieros.

Tipo de taladrado multiagujero

En la actualidad, debido al agotamiento de muchos depósitos antiguos, la única forma fiable de obtener minerales es utilizar métodos de minería avanzados, que incluyen la perforación multilateral. Al mismo tiempo, varios "brotes" nuevos se eliminan del pozo principal a cierta profundidad a la vez. Debido a esto, el área del pozo en el horizonte productivo aumenta significativamente y aumenta el volumen de extracción. Además, al mismo tiempo es posible reducir los volúmenes de perforación en los horizontes improductivos superiores.

En el territorio de nuestro país, el primer pozo de este tipo fue perforado en 1953, en Bashkiria. Pero el tajo, que pasaba directamente al espesor de la formación, solo pudo hacerse a finales de los años 50. Ocurrió en la región de Samara. Inmediatamente se reveló que el rendimiento diario de tales pozos es aproximadamente un 40% más alto que el de los núcleos hechos por el método vertical estándar.

Fue entonces cuando la perforación direccional comenzó a desarrollarse en nuestro país. Entrenamiento para estola especialidad se introdujo en todos los institutos técnicos del país.

Si se utiliza el método multilateral, la longitud total del orificio en el depósito aumenta significativamente, la zona de drenaje y filtración aumenta. Esto contribuye no solo a aumentar el rendimiento del pozo, sino que también mejora la calidad del producto obtenido durante su operación. Este tipo de pozos se dividen en las siguientes variedades:

• Tipo inclinado, ramificado.
• Ramificado horizontalmente.
• Hoyos radiales.

En este último caso, la perforación direccional (perforación direccional horizontal) se utiliza en terrenos difíciles y concentración desigual de horizontes de trabajo. Este método permite (mientras minimiza los costos) maximizar el volumen de minería.

Características de los agujeros multiagujeros

Como puede suponer, los pozos ramificados oblicuamente consisten en el eje principal de la mina y los procesos secundarios que se extienden desde ellos, ubicados en diferentes planos. El tipo dirigido horizontalmente propiamente dicho es una variación del tipo que acabamos de describir. La única diferencia es que los “brotes” parten del tronco principal en un plano estrictamente horizontal, en un ángulo de 90 grados.

En consecuencia, para los pozos radiales, el eje principal también va estrictamente vertical, y los adicionales, a lo largo de la circunferencia, es decir, en la dirección radial. En los últimos años, los pozos ramificados se han considerado una dirección de perforación muy prometedora, ya que su uso a escala industrial permite resolver muchos problemas,derivados del desarrollo de recursos subterráneos:

• Máximo desarrollo eficiente de campos petroleros con horizontes irregulares. En este caso, la perforación vertical no es económicamente factible, ya que el costo final es demasiado alto.
• La perforación direccional puede reducir significativamente la cantidad de pozos utilizados. Esto conduce a una reducción en el costo del trabajo y también minimiza el impacto en el medio ambiente.
• Cuando se extraen grados de petróleo muy viscosos, que se bombean a profundidades extremadamente grandes.
• El mismo método se utiliza cuando es necesario construir una estación geotérmica que utiliza la energía del agua caliente subterránea.

Por lo tanto, la perforación direccional de pozos es una técnica ampliamente utilizada en las industrias de la construcción y del petróleo y el gas actuales.