sábado, 20 de junio de 2009

Evolución de la tecnología de perforación direccional (Parte I)
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Desde las primitivas herramientas utilizadas para perforar en busca de sal, hasta el desarrollo de las técnicas modernas, se han realizado impresionantes avances en la tecnología de perforación. Con el advenimiento de la perforación rotativa, cuyos orígenes y data son motivo de debate, pero que se produjo alrededor de 1850, los perforadores obtuvieron un mayor control para alcanzar el objetivo deseado. Los avances posteriores dependieron del desarrollo de sistemas de relevamiento más precisos y otros dispositivos de fondo.


El progreso de la tecnología se ha visto acompañado por un mayor nivel de seguridad en las tareas de perforación, la manipulación de las tuberías se ha mecanizado cada vez más por medio de llaves automatizadas que permiten minimizar el número de operarios en el piso del equipo de perforación; se han eliminado las herramientas poco seguras, como las juntas giratorias que reemplazan a las cadenas enroscadoras; se utilizan equipos de perforación más grandes y de mejor calidad que manejan las cargas con mayor seguridad; el software capaz de detectar amagos de reventón y el uso de dispositivos que identifican los cambios de la presión anular ayudan a mejorar la limpieza del hoyo y mantienen el control del pozo. Gracias a estos y otros avances en las operaciones de perforación modernas, el número de accidentes y heridos se ha visto reducido en forma substancial.


La perforación direccional controlada comenzó a fines de la década del 20, cuando los perforadores quisieron impedir que los hoyos verticales se curvaran, cuando necesitaron desviar la trayectoria del hueco alrededor de obstrucciones o perforar pozos aliviadores para recuperar el control después de un brote imprevisto. Se produjeron incluso casos de perforaciones que invadían límites de propiedades privadas para obtener reservas de crudo y gas en forma ilegal. El desarrollo del motor de lodo constituyó un poderoso complemento para los avances en la tecnología de relevamientos. Desde entonces, los motores de desplazamiento positivo que se colocan en los conjuntos de fondo (PDM y BHA, por sus siglas en Inglés, respectivamente) para rotar la mecha han perforado la mayoría de los hoyos direccionales.


Existen pozos con diseños exóticos que continúan extendiendo los límites de la tecnología de la perforación direccional, donde se combinan los sistemas de perforación rotativos y direccionales disponibles hoy en día.


Uno de los problemas principales de la perforación direccional consistía en determinar la inclinación del hoyo, hasta que se crearon dispositivos de mediciones precisas. Los relevamientos direccionales proporcionan por lo menos tres datos fundamentales: la profundidad medida, la inclinación y el azimut del hoyo. A partir de estos datos, se puede calcular la locación del hoyo. Las técnicas de relevamiento abarcan desde el uso de instrumentos magnéticos de un solo disparo hasta sofisticados giroscopios. Los relevamientos giroscópicos brindan mayor precisión utilizando una masa giratoria que apunta hacia una dirección conocida. El giroscopio mantiene su orientación para medir la inclinación y la dirección en estaciones específicas del relevamiento. Hoy en día, la industria petrolera busca desarrollar métodos giroscópicos de relevamiento no invasivos que se puedan utilizar durante la perforación. (ver figura1).


Fig 1. Cambio de dirección sin un motor de fondo. Un cuidadoso emplazamiento de los estabilizadores y los portamechas le permiten al perforador controlar el incremento (izquierda) o la reducción (derecha) angular sin un BHA direccional. Por lo general, el emplazamiento y el tamaño de los estabilizadores y la flexibilidad de la estructura intermedia determinan si el conjunto favorecerá el incremento o la reducción angular.


Los modernos sistemas de medición durante la perforación (MWD, por sus siglas en inglés) envían datos de relevamientos direccionales a la superficie por telemetría de pulsos del lodo; las mediciones del relevamiento son transmitidas como pulsos de presión en el fluido de perforación y decodificadas en la superficie mientras se avanza con la perforación. Además de la dirección y la inclinación, el sistema MWD transmite datos acerca de la orientación de la herramienta de perforación direccional. Las herramientas de relevamiento sólo indican el lugar donde se ha emplazado el pozo, mientras que las herramientas direccionales, desde una simple cuchara desviadora hasta los avanzados sistemas direccionales, son las que le permiten al perforador mantener el control sobre la trayectoria del hoyo.

Referencia:

http://www.slb.com/media/services/resources/oilfieldreview/spanish00/sum00/p20_31.pdf

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