La profundidad original registrada durante la perforación de un pozo de petróleo o gas se conoce como profundidad del perforador .
Dado que no existe un único sistema de referencia o medición para calcular la profundidad en entornos subterráneos, dos ingenieros que hablen sobre una misma perforación podrían dar respuestas diferentes cuando se les pida que proporcionen una medida de profundidad.
Las dos principales referencias de profundidad que se utilizan en el entorno de "fondo de pozo" (es decir, bajo la superficie) son las profundidades del perforador y las profundidades del registrador (también llamadas profundidades del registrador de datos por cable). Estos sistemas de medición se registran de manera bastante diferente y las profundidades del registrador generalmente se consideran las más precisas de las dos:
Hay varias partes del sitio de perforación que se deben tener en cuenta durante la medición:
En la práctica, la medición de la profundidad por parte del perforador es una operación manual que no ha cambiado significativamente a lo largo de los años y existen muchas facetas del sistema que pueden introducir errores e inconsistencias. Este proceso fue descrito por primera vez por Reistle y Sikes en 1938, [1] y no ha cambiado significativamente.
La mayor parte de la sarta de perforación está formada por tubos de perforación que tienen una longitud nominal de 9,6 metros por sección de tubo; sin embargo, en realidad, no todos los tubos tienen la misma longitud. Los extremos debilitados o dañados de una sección de tubo se repararán, lo que dará como resultado una longitud reducida.
La tubería de acero tiene una conexión "macho" en un extremo (llamada pasador ) y una conexión "hembra" en el otro extremo (llamada caja ) y, a medida que cada sección de tubería se baja al pozo, se conecta a la tubería que la precede mediante la unión de los componentes macho y hembra. Las conexiones de la tubería de perforación (o tubería de perforación/collar, o collar/broca y cualquier otra conexión) deben tener una superficie de sellado muy buena porque el lodo a alta presión pasará por la tubería y cualquier área picada o raspada podría erosionarse rápidamente. Esto generalmente se conoce como lavado , o palabras similares, y puede ocurrir en cualquier parte de la sarta de perforación o del conjunto del fondo del pozo. Debido a esto, la tubería se inspecciona de manera rutinaria antes y después de su uso. Cualquier imperfección se elimina mediante una de dos acciones:
Los diferentes métodos de medición de la longitud de la tubería de perforación también tienen un efecto significativo en la precisión de la medición realizada. El "flejado" de la tubería se utiliza comúnmente para definir la longitud de la tubería de perforación, donde la tubería se mide en los bastidores de tuberías utilizando una cinta métrica (de acero). Estos resultados se anotan en un libro de registro y, de este modo, se define la longitud de la sarta de perforación. Sin embargo, la precisión de este método de medición está limitada por la aplicación correcta de la cinta de acero, la precisión de la lectura y una serie de cuestiones ambientales. Se proporciona una mejora significativa en la precisión de la medición de la tubería de perforación utilizando láser, y las precisiones se pueden mejorar fácilmente en un factor de alrededor de 4. También es importante tener en cuenta las condiciones de calibración para que se puedan aplicar correcciones en función de estas condiciones de calibración. Esto es específicamente cierto para la temperatura al definir el alargamiento térmico. [2]
El seguimiento y registro de la tubería de perforación en el sitio de perforación comienza cuando se recogen las juntas individuales. Los números de las juntas se marcan manualmente en el costado de la tubería. Por lo general, se unen tres secciones de tubería en un soporte (de aproximadamente 27 a 29 m de longitud) y se apilan en filas de 10, con su base apoyada en el piso de perforación. Antes de introducirlas en el pozo, cada soporte se mide manualmente con una cinta métrica de acero y la medición se registra en una hoja de cálculo de computadora (anteriormente se usaba un libro de registro de tuberías) junto con el número de soporte. Para confirmar en cualquier etapa a qué profundidad está operando la broca, el perforador consulta los registros de registro de tuberías y mide la longitud del soporte actual de tubería de perforación debajo del piso de perforación.
Otra área potencial de error es el conjunto del fondo del pozo. Este consta de la broca, los portamechas y los estabilizadores. También puede incluir un motor de fondo de pozo, herramientas para la medición durante la perforación y el registro durante la perforación. Los errores se producen si el conjunto total del fondo del pozo no se mide o registra correctamente. Se pueden realizar cambios en el conjunto del fondo del pozo durante las operaciones y, si estos cambios no se registran, las profundidades serán incorrectas.
Lo ideal es que el conjunto de fondo del pozo se opere de manera que se minimice el "hundimiento" dentro del pozo. De vez en cuando, se producirán estiramientos y compresiones en las tuberías, pero no se corrigen durante las operaciones normales, aunque pueden introducir errores acumulativos bastante significativos en la profundidad del perforador, en particular en pozos profundos o en áreas de roca dura.
Si las profundidades pronosticadas derivadas de la exploración difieren significativamente de las profundidades del perforador, por ejemplo, en 10 a 30 m, entonces suenan las alarmas: es posible que se haya omitido una sección o un soporte de tubería en los cálculos. Si se sospecha esto, entonces se debe medir la sarta de perforación (en tensión) la próxima vez que se extraiga la sarta del pozo y se deben verificar los resultados con el medidor. Los registradores de lodo deben estar atentos, ya que brindan la oportunidad de realizar una verificación cruzada con la empresa de perforación.
Un aspecto importante en esto es identificar la precisión requerida para las profundidades registradas por el perforador. Si los perforadores y los geólogos están "bien" con (por ejemplo, +/- 15 m) a estas profundidades, pero luego los ingenieros de yacimientos que intentan mapear los contactos de agua fluida requieren un nivel más alto de precisión (por ejemplo, +/- 3 m), entonces, cuando la perforación esté terminada, el nivel más alto de precisión no se puede recrear. Esto conduce al concepto de profundidad real a lo largo del pozo, donde las mediciones realizadas se definen utilizando la precisión del método de calibración de la longitud de la tubería y (si las hay) la precisión de las correcciones aplicadas a la metodología de corrección.
Una metodología que se ha introducido se denomina Driller Way-point Depth (patente solicitada) [3] , que da como resultado una profundidad real a lo largo del pozo. La incertidumbre de la medición es entonces una combinación de la precisión de la medición de la longitud de la tubería de perforación, la precisión con la que se miden los parámetros de corrección y la fidelidad del modelo de corrección aplicado.
En el caso de algunos pozos profundos, por ejemplo, de 7000 m o 25 000 ft de profundidad, se debe tener en cuenta la elongación de la tubería de perforación debido a su propio peso y temperatura. Esta puede ser del orden de 24 m (80 ft). El cable no se comporta de esta manera: tiende a alargarse bajo tensión, pero se acorta al aumentar la temperatura. Solo se puede suponer en qué medida varía este efecto neto. La corrección de la profundidad del cable en función de la temperatura y la tensión existe desde antes de la época de la adquisición de datos por ordenador y, en general, se considera fiable. Según la experiencia, el impacto en un modelo geológico basado anteriormente en la profundidad del cable, al perforar a más de 7000 m y utilizar registros durante la perforación (profundidades del perforador), puede introducir diferencias en las profundidades de los marcadores de hasta 25 m (80 ft): las profundidades del perforador son sistemáticamente superiores a las profundidades más fiables del cable.
La encuesta del perforador no llama a esta elongación una incertidumbre sino más bien la llama sesgo o error . Para el ejemplo anterior, además del sesgo de 25 m (+80 pies), habría alrededor de ± 3 m/12 pies a 10 m/30 pies de incertidumbre residual dependiendo de la inclinación del pozo. Hay algunos en la industria que saben cómo corregir esto en tiempo real y algunas compañías de servicios han desarrollado herramientas/procesos conceptuales o prototipos para dar cuenta de este efecto de elongación. En el futuro, estas correcciones deberían convertirse en una práctica estándar para la industria, pero no lo son A partir de 2013. [actualizar]La determinación de una profundidad precisa no ha sido tradicionalmente un área popular de investigación principalmente debido a la falta de reconocimiento del impacto que la inexactitud de la medición de profundidad tiene en el valor de los datos de profundidad. El impacto de los errores en la profundidad es más crítico cuando se integran datos de más de un pozo, por ejemplo, para construir un modelo de yacimiento. Este impacto, sin embargo, generalmente es evidente solo mucho después de que se haya producido el proceso de medición de profundidad y no se considera un problema durante la construcción del pozo.
El reconocimiento del valor de la precisión de la medición de profundidad en las etapas de planificación de la perforación, y luego durante el proceso de perforación en sí, es un precursor para lograr una mejora en la precisión. [4]