La perforación de pozos es el proceso de perforar un agujero en el suelo para la extracción de un recurso natural como agua subterránea , salmuera , gas natural o petróleo , para la inyección de un fluido desde la superficie a un yacimiento subterráneo o para la evaluación de formaciones subterráneas o vigilancia. La perforación para la exploración de la naturaleza del material subterráneo (por ejemplo, en busca de minerales metálicos ) se describe mejor como perforación de pozos.
Los primeros pozos eran pozos de agua, pozos poco profundos excavados a mano en las regiones donde el nivel freático se acercaba a la superficie, generalmente con paredes de mampostería o madera que recubren el interior para evitar el colapso. Las técnicas de perforación modernas utilizan ejes de perforación largos, lo que produce orificios mucho más estrechos y profundos de lo que se podrían producir excavando.
La perforación de pozos se puede realizar de forma manual o mecánica y la naturaleza del equipo requerido varía desde extremadamente simple y barato hasta muy sofisticado.
La Perforación a Presión Administrada (MPD) está definida por la Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (IADC) como “un proceso de perforación adaptativo utilizado para controlar con mayor precisión el perfil de presión anular en todo el pozo”. Los objetivos de MPD son “determinar el entorno de presión de fondo de pozo límites y gestionar el perfil de presión hidráulica anular en consecuencia ".
Historia
El registro más antiguo de perforación de pozos data del 347 d.C. en China. [1] El petróleo se utilizaba en la antigua China para "iluminación, como lubricante para ejes de carros y cojinetes de martillos hidráulicos, como fuente de carbono para las varillas de tinta y como remedio médico para llagas en humanos y sarna en animales. . " [2] En la antigua China, las máquinas de perforación de pozos profundos estaban a la vanguardia de la producción de pozos de salmuera en el siglo I a. C. Los antiguos chinos desarrollaron pozos de hundimiento avanzados y fueron la primera civilización en utilizar una máquina perforadora de pozos y en utilizar revestimientos de bambú para mantener los agujeros abiertos. [3] [4]
En la era moderna, la primera patente de cono de rodillo fue para la broca rotativa para rocas y se otorgó al empresario e inventor estadounidense Howard Hughes Sr. en 1909. Consistía en dos conos entrelazados. El empresario estadounidense Walter Benona Sharp trabajó muy de cerca con Hughes en el desarrollo de la broca para rock. El éxito de esta parte condujo a la fundación de Sharp-Hughes Tool Company . En 1933, dos ingenieros de Hughes, uno de los cuales era Ralph Neuhaus, inventaron la broca tricónica, que tiene tres conos. La patente de Hughes para la broca tricónica duró hasta 1951, después de lo cual otras empresas fabricaron brocas similares. Sin embargo, Hughes todavía tenía el 40% del mercado mundial de brocas en 2000. El rendimiento superior de desgaste de las brocas de diamante policristalino compacto (PDC) erosionó gradualmente el dominio de las brocas de cono de rodillo y, a principios de este siglo, los ingresos de las brocas de PDC superaron a los de cono de rodillo. bits. La tecnología de ambos tipos de brocas ha avanzado significativamente para proporcionar una mayor durabilidad y velocidad de penetración de la roca. Esto ha sido impulsado por la economía de la industria y por el cambio del enfoque empírico de Hughes en la década de 1930 a los códigos de elementos finitos de dominio moderno para el software hidráulico y de colocación de cortadores.
Brocas en taladrado mecánico
Los factores que afectan la selección de la broca incluyen el tipo de geología y las capacidades de la plataforma. Debido a la gran cantidad de pozos que se han perforado, la información de un pozo adyacente se usa con mayor frecuencia para hacer la selección adecuada. Existen dos tipos diferentes de brocas: cortador fijo y cono de rodillo. Una broca de corte fija es aquella en la que no hay partes móviles, pero la perforación se produce debido al cizallamiento, raspado o abrasión de la roca. Las brocas de corte fijas pueden ser insertos compactos de diamante policristalino (PDC) o de grano prensado en caliente (GHI) o diamante natural. Las brocas de cono de rodillo pueden ser insertos de carburo de tungsteno (TCI) para formaciones más duras o dientes fresados (MT) para rocas más blandas. El proceso de fabricación y los materiales compuestos utilizados en cada tipo de broca los hacen ideales para situaciones específicas de perforación. Se pueden realizar mejoras adicionales en cualquier broca para aumentar la efectividad en casi cualquier situación de perforación.
Un factor importante en la selección de la broca es el tipo de formación que se perforará. La efectividad de una broca varía según el tipo de formación. Hay tres tipos de formaciones: blandas, medias y duras. Una formación blanda incluye arenas no consolidadas , arcillas , calizas blandas , lechos rojos y lutitas . Las formaciones medias incluyen dolomitas , calizas y lutitas duras. Las formaciones duras incluyen pizarra dura, calcita, lutitas, piedras de cal vivaz y formaciones duras y abrasivas.
Hasta 2006, la participación de mercado se dividía principalmente entre Hughes Christensen , Security-DBS (ahora Halliburton Drill Bits and Services), Smith Bits (una subsidiaria de Schlumberger) y ReedHycalog (adquirida por NOV en 2008).
Para 2014, Ulterra (entonces una subsidiaria de ESCO Corp.) y Varel International (ahora una subsidiaria del grupo de ingeniería sueco Sandvik) habían ganado juntas casi el 30% del mercado de bits de EE. UU. Y erosionaron el dominio histórico de Smith, Halliburton y Baker. Abrazos. Para 2018, Schlumberger, que adquirió Smith en 2010, [5] se convirtió en dominante en los mercados internacionales gracias al empaque de brocas con sus otras herramientas y servicios, mientras que Ulterra (ahora propiedad de las firmas de capital privado Blackstone Energy Partners y American Securities) continuó un Stark tendencia de crecimiento, convirtiéndose en el líder en participación de mercado en brocas en los EE. UU. según Spears Research [6] y Kimberlite Research. [7]
Broca PDC para perforación de pozos
Proceso de registro de lodo , una forma común de estudiar la litología al perforar pozos de petróleo
La evaluación de la nivelación de la barrena sin filo se realiza mediante un sistema uniforme promovido por la Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (IADC). Ver Society of Petroleum Engineers / IADC Papers SPE 23938 & 23940. Ver también PDC Bits
Ver también
- Reventón (perforación de pozos)
- Pozo
- Perforación de pozos profundos
- Perforadora (aceite)
- Lodo de perforación
- La plataforma de perforación
- Slickline
- Perforación desequilibrada
- Pozo
- Métodos manuales de perforación de pozos
- Perforación de pozos bautista
- Lodos
Referencias
- ^ Kristiina A. Vogt (25 de junio de 2012). Sostenibilidad sin empaquetar: alimentos, energía y agua para entornos y sociedades resilientes . Routledge. pag. 47. ISBN 978-1-136-53060-9.
El primer registro de perforación en busca de petróleo ocurrió en China en 347 d.C.
- ^ Peter J. Golas (25 de febrero de 1999). Ciencia y civilización en China: Volumen 5, Química y tecnología química, Parte 13, Minería . Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 202. ISBN 978-0-521-58000-7.
- ^ Manning, John C. (1996). Principios aplicados de hidrología (3ª ed.). Prentice Hall (publicado el 24 de junio de 1996). pag. 154. ISBN 978-0135655320.
- ^ Greenberger, Robert (2005). La tecnología de la antigua China . Grupo Editorial Rosen. pp. 27 . ISBN 978-1404205581.
- ^ https://www.ogj.com/general-interest/companies/article/17285367/schlumberger-to-acquire-smith-international
- ^ https://spearsresearch.com/reports
- ^ https://www.kimberliteresearch.com/
Bibliografía
- Comité de Capacitación de la Industria de Perforación de Australia Ltd (1996). Perforación: el manual de métodos, aplicaciones y gestión (4ª ed.). ISBN 978-1-56670-242-3.
enlaces externos
- Equipo de Perforación
- Drilling a Well by Automobile , Popular Science Monthly, febrero de 1919, páginas 115-116, escaneado por Google Books: https://books.google.com/books?id=7igDAAAAMBAJ&pg=PT33
- Glosario de campos petrolíferos de Schlumberger
- Perforación de pozos de petróleo y gas, Departamento de Trabajo de EE. UU. [1]
- Perforación de pozos de agua en Irlanda [2]
- "Topo mecánico perfora pozos torcidos". Popular Science , junio de 1942, págs. 94–95
- Diseñando un nuevo enfoque para las brocas de corte fijas