Un conjunto de fondo de pozo (BHA) es un componente de una plataforma de perforación . Es la parte más baja de la sarta de perforación , que se extiende desde la broca hasta la tubería de perforación . El conjunto puede consistir en portamechas, substitutos tales como estabilizadores, escariadores, amortiguadores, abridores de orificios y el portabrocas y la broca. [1]
El diseño de BHA se basa en los requisitos de tener suficiente transferencia de peso a la barrena (WOB) para poder perforar y lograr una tasa de penetración (ROP) suficiente, dando al perforador o perforador direccional control direccional para perforar según la trayectoria planificada. y también incluir cualquier herramienta de Registro durante la perforación (LWD) / Medición durante la perforación (MWD) para la evaluación de la formación. Como tal, el diseño de BHA puede variar mucho desde pozos verticales simples con pocos o ningún requisito de LWD hasta pozos direccionales complejos que deben ejecutar conjuntos de LWD de combinación múltiple.
Antes de ejecutar un BHA, la mayoría de los proveedores de servicios petroleros tienen software para modelar el comportamiento del BHA, como el WOB máximo alcanzable, las tendencias y capacidades direccionales e incluso los armónicos naturales del conjunto para evitar vibraciones provocadas por frecuencias naturales excitantes.
Los conjuntos rotativos [2] se utilizan comúnmente cuando las formaciones son predecibles y la economía de la plataforma es un problema. En tal ensamblaje, el peso de los portamechas le da al BHA la tendencia a hundirse o flexionarse hacia el lado inferior del pozo, la longitud de la rigidez del collar y el diámetro y la ubicación del estabilizador están diseñados como un medio para controlar la flexión del BHA. Esto provocará la tendencia deseada de retención, aumento o caída.
La capacidad de variar la tendencia direccional del conjunto proviene de variar el peso de la broca. Un conjunto fijo tiene una sola tendencia direccional. El peso en la broca le permite ajustar esa tendencia.
El conjunto de fondo de pozo (BHA) puede ser:
Los conjuntos de fondo de pozo también se describen como
Este conjunto se utiliza para construir ángulos. El conjunto suele incorporar un estabilizador cercano a la broca. Detrás de esto habría una selección de portamechas y tubos de perforación pesados (HWDP). La longitud de la sección DESPUÉS del estabilizador de la barrena cercana determinaría la extensión de la tasa de formación del ángulo.
Después de la longitud adecuada de tubería, después del estabilizador de barrena cercano, se colocaría un estabilizador de sarta de perforación.
En resumen, cuanto mayor sea el espacio entre la broca cercana y el estabilizador de la sarta de perforación, mayor será la tasa de formación del ángulo. Se debe tener cuidado de no tener esta sección demasiado larga ya que la tubería podría hundirse demasiado y rozar contra la pared del pozo. Esto podría provocar que las llaves se asienten y la tubería se clave en la pared del pozo.
Este conjunto se utiliza generalmente para mantener el ángulo del pozo. Este conjunto es muy rígido permitiendo poco movimiento de la broca.
Un conjunto de este tipo significaría que los estabilizadores están muy juntos: un estabilizador cerca de la broca entre 0 y 30 pies de la broca, y dos más espaciados a 30 y 60 pies más allá de ella. Si se utiliza un portamecha corto, los estabilizadores pueden estar aún más juntos.
Cuanto más corta sea la distancia entre los estabilizadores, los portamechas se doblarán menos y el peso sobre la broca (WOB) empujará directamente la broca, manteniendo así el ángulo.
Se utiliza un conjunto de péndulo para reducir la tasa de formación del ángulo o reducir el ángulo del pozo.
En este conjunto no hay ningún conjunto de broca cercana. La parte frontal del (BHA) puede colgar como resultado de su propio peso. En tal caso, el primer estabilizador se coloca entre 30 y 45 pies detrás de la barrena.
Esta suspensión significa que hay una fuerza que actúa en el lado inferior del agujero, lo que provoca la desviación. En el caso de un agujero recto, la broca simplemente continúa hacia abajo.
Hay tres tipos de configuraciones de BHA. [3] Estas configuraciones abordadas generalmente se refieren al uso o diseño de portamechas, tubos de perforación pesados y tubos de perforación estándar.
El tipo 1, configuración simple estándar, utiliza únicamente tubería de perforación y portamechas. En este caso, los portamechas proporcionan el peso necesario sobre la broca.
El tipo 2 utiliza tubería de perforación pesada como transición entre los portamechas y la tubería de perforación. El peso sobre la broca se logra mediante los portamechas.
El tipo 3 utiliza portamechas para lograr control direccional. La pesada tubería de perforación aplica el peso sobre la broca. Este diseño promueve un manejo más rápido del BHA en el piso de la plataforma. También puede reducir la tendencia al atascamiento del diferencial.
En la mayoría de los casos, los tres tipos de configuraciones anteriores generalmente se aplican a pozos rectos/verticales en la mayoría de los pozos de ángulo bajo a medio. Para pozos de ángulo alto y horizontales, es imprescindible un control cuidadoso del peso del BHA. En este caso, el peso se puede aplicar haciendo pasar la tubería de perforación en compresión en la sección de ángulo alto. El ángulo alto puede ayudar a estabilizar la tubería de perforación permitiéndole soportar algo de compresión.
Se utiliza un estabilizador dentro de una columna de portamechas. Ayudan a guiar la broca en el agujero. Desempeñan un papel importante en la perforación direccional , ya que ayudan a determinar la trayectoria y el ángulo del pozo.
Es usado para
Los estabilizadores sólidos no tienen piezas móviles ni reemplazables. Las palas y el mandril pueden ser de una sola pieza (integrales) o soldados al mandril (weld-on/pala soldada). Las palas pueden ser rectas o en espiral. La superficie de trabajo se puede impregnar con carburo de tungsteno o inserciones de diamante.
Los estabilizadores de cuchillas reemplazables pueden mantener una estabilización total del calibre, pero sus cuchillas se pueden cambiar con herramientas, sin necesidad de mecanizado ni soldadura.
Los estabilizadores tipo manga tienen mangas reemplazables que se pueden cambiar en el campo. Los manguitos pueden ser giratorios o no giratorios.
Los escariadores son estabilizadores que tienen elementos cortantes incrustados en sus aletas y se utilizan para mantener un pozo calibrado. Se pueden utilizar para perforar doglegs y asientos clave en formaciones duras. Debido a la capacidad de corte del escariador, la broca realiza menos trabajo para mantener el calibre del pozo y más trabajo de perforación.
Se utiliza un ensanchador inferior para agrandar el pozo, generalmente comenzando en algún punto debajo de la superficie. Para ello, utiliza cortadores expandibles que solo se despliegan en el momento o profundidad designados. No debe confundirse con la apertura de orificios que se produce desde la superficie y, en la mayoría de los casos, la herramienta abridora de orificios tiene un diámetro fijo.
El ensanchador utiliza un aumento en la presión del lodo o el caudal para desplegar los cortadores expandibles. Una caída de presión correspondiente a través de la herramienta indicaría que la herramienta se ha desplegado por completo.