Pozos Geotérmicos en Operaciones Costa Afuera

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- PERFORACIÓN DE POZOS

Luego de realizar estudios geofísicos para la determinación de hidrocarburos en el subsuelo; se procede a la perforación de pozos de exploración. Según Efraín (1998) “la perforación confirma las perspectivas de descubrir nuevos yacimientos, deducidas de la variedad de informaciones obtenidas a través de la aplicación de conocimientos de exploración” (p.89). Muchas destrezas especiales se requieren para perforar un pozo de manera segura y económica. Compañías de servicios, contratistas y consultores, cada uno con su propia organización, proveen los servicios necesarios.

1.1 MÉTODOS DE PERFORACIÓN

Perforación Rotatoria

Efraín (1998), afirma que la “perforación rotatoria se utilizó por primera vez en 1901, en el campo de Spindletop, cerca de Beaumont, Texas, descubierto por el capitán Anthony F. Lucas, pionero de la industria como explorador y sobresaliente ingeniero de minas y de petróleos” (p.92), estos equipos se caracterizan porque trabajan girando o rotando la broca, trícono o trépano perforador, son diseñados para cortar, triturar o voltear las distintas formaciones que pueden encontrarse a su paso. Es importante resaltar que estas herramientas son diseñadas para cada tipo de formación o terreno.

Perforación a Percusión

Es un método lento y de profundidad limitada, que rara vez se utiliza. Se basa en triturar la roca elevando y dejando caer una pesada barrera cincel con vástago sujeto al extremo de un cable. Cada cierto tiempo se extrae la barrera y los fragmentos de roca triturada se suspenden en agua y se eliminan sacándolos a la superficie lavado a presión o bombeo. Según Efraín (1998):

La industria petrolera comenzó en 1859 utilizando el método de perforación a percusión, llamado también “a cable”. Se identificó con estos dos nombres porque para desmenuzar las formaciones se utilizó una barra de configuración, diámetro y peso adecuado, sobre la cual se enrosca una sección adicional metálica fuerte para darle más peso, rigidez y estabilidad(…), las herramientas se hacen subir una cierta distancia para luego dejarlas caer libremente y violentamente sobre el fondo del hoyo. Esta acción repetitiva desmenuza la roca y ahonda el hoyo. (p.89).

1.2 COMPONENTES BÁSICOS DE UN EQUIPO DE PERFORACIÓN

Planta de Fuerza Motriz

Es el conjunto de motores encargado de suministrar la potencia y, según Efraín (1998) “la potencia de la planta debe ser suficiente para satisfacer las exigencias del sistema de levantamiento, del sistema rotatorio y del sistema de circulación del fluido de perforación” (p.94). Por lo tanto, podremos conceptualizarla como dos o más motores destinados a la aplicación de potencia por engranaje, acoplamientos y embragues adecuados a un sistema particular.

Sistema de Levantamiento

Este sistema está configurado para cumplir las funciones de “meter en el hoyo, sostener en el hoyo o extraer de él tan pesadas cargas de tubos” (Efraín, 1998, p.94) durante la perforación, es decir, que se necesita de un sistema de levantamiento con suficiente potencia para culminar con éxito esta tarea tan esencial. Sus componentes principales son:

- El malacate

- El cable de perforación

- La cabria de perforación

- El aparejo

Sistema Rotatorio

El sistema rotatorio es parte esencial del taladro, se encarga fundamentalmente de generar un torque que será transmitido a la broca a través de sus componentes, con la finalidad de triturar la roca de los diferentes estratos geológicos. Según Efraín (1998), “el sistema se compone de la mesa rotatoria o colisa; de la junta o unión giratoria; de la junta kelly; de la sarta o tubería de perforación, que lleva la sarta lastrabarrena, y finalmente la barrena” (p.98).

Sarta de Perforación

Efraín (1998) define la sarta de perforación como “una columna de tubos de acero, de fabricación y especificaciones especiales, en cuyo extremo inferior va enroscada la sarta de lastrabarrena y en el extremo de ésta está enroscada la barrena” (p.101), sus funciones esenciales son: proporcionar una vía desde la superficie hasta el fondo del hoyo para conducir el fluido de perforación, transmitir a la broca la rotación aplicada en superficie y transmitir peso a la broca.

Sistema de Circulación

Ya se ha visto como el fluido de perforación, llamado comúnmente lodo, entra a la sarta de perforación a través de la Kelly o del Top Drive y circula a través de la sarta de perforación hasta llegar a la barrena. Existen muchas formas en las cuales el lodo ayuda a la perforación y de hecho es un elemento vital para la perforación exitosa de un pozo.

- Para enfriar y lubricar la broca de perforación y la sarta de perforación con el fin de minimizar su desgaste, prolongar su vida y reducir costos.

- Para remover los fragmentos de roca perforados, o los cortes que vienen del pozo. Esto no sólo mantiene el anular limpio sino que permite su análisis en la superficie para la evaluación de la formación.

- Para balancear las presiones altas de fluido que se pueden presentar en algunas formaciones y minimizar el potencial de patadas o reventones. La seguridad del personal de los taladros y el taladro mismo es de primordial importancia en cualquier operación de perforación.

- Para estabilizar el diámetro interior del pozo y las formaciones que ya han sido perforadas.

Sistema de Prevención de Reventones

Según Hawker (2001), “durante las operaciones normales de perforación, la presión hidrostática a una profundidad dada, ejercida por la columna de fluido de perforación dentro del pozo, debe superar la presión de los fluidos de la formación a esa misma profundidad” (p.46), esto se denomina perforación sobrebalance. De esta forma se evita el flujo de los fluidos de formación (influjo, patada, o kick) dentro del pozo. Puede ocurrir sin embargo que “la presión de los fluidos de formación supere la presión hidrostática de la columna de lodo” (Hawker, 2001, p.46), es decir, se lleve a cabo una perforación bajo balance. Para evitar que