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 constar de portamechas, subs como estabilizadores, escariadores, amortiguadores, abridores de pozos y el subs de la broca y la broca. [1]
El diseño del BHA se basa en los requisitos de tener suficiente transferencia de peso a la broca (WOB) para poder perforar y lograr una tasa de penetración (ROP) suficiente, lo que le da al perforador o perforador direccional el control direccional para perforar según la trayectoria planificada y también incluye cualquier herramienta de registro durante la perforación (LWD) / medición durante la perforación (MWD) para la evaluación de la formación. Como tal, el diseño del BHA puede variar en gran medida desde pozos verticales simples con pocos o ningún requisito de LWD hasta pozos direccionales complejos que deben ejecutar conjuntos de LWD multicombo.
Antes de ejecutar un BHA, la mayoría de los proveedores de servicios petrolíferos tienen un 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 la vibración provocada por las frecuencias naturales excitantes.
Los conjuntos rotatorios [2] se utilizan comúnmente donde las formaciones son predecibles y la economía de la plataforma es un problema. En un conjunto de este tipo, el peso de los collares de perforación le da al BHA la tendencia a hundirse o flexionarse hacia el lado bajo del pozo; la longitud de rigidez del collar y el diámetro y la ubicación del estabilizador están diseñados como un medio para controlar la flexión del BHA. Esto generará la tendencia deseada de retención, acumulación o caída.
La capacidad de variar la tendencia direccional del conjunto se logra variando el peso de la broca. Un conjunto fijo tiene solo una tendencia direccional. El peso de 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 generar ángulos. El conjunto generalmente incorpora un estabilizador de broca cercano. Detrás de este se colocarían una selección de portametas y tubos de perforación de peso pesado (HWDP). La longitud de la sección DESPUÉS del estabilizador de broca cercano determinaría el alcance de la tasa de generación de ángulos.
Después de la longitud adecuada de tubería, después del estabilizador de broca cercano, 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 construcción del ángulo. Se debe tener cuidado de no hacer que esta sección sea demasiado larga, ya que la tubería puede combarse demasiado y rozar contra la pared del pozo. Esto podría provocar que la llave se asiente y que la tubería se hunda en la pared del pozo.
Este conjunto se utiliza generalmente para mantener el ángulo del pozo. Este conjunto es muy rígido y permite poco movimiento de la broca.
Este tipo de montaje implicaría que los estabilizadores se encuentran muy juntos: un estabilizador cerca de la broca a una distancia de entre 0 y 30 pies de la broca y dos más espaciados entre 30 y 60 pies más allá de ella. Si se utiliza un portabrocas corto, los estabilizadores pueden estar incluso más juntos.
Cuanto más corta sea la distancia entre los estabilizadores, los collares de perforación se doblan menos y el peso sobre la broca (WOB) empuja directamente sobre la broca, manteniendo así el ángulo.
Se utiliza un conjunto de péndulo para reducir la velocidad de construcción del ángulo o reducir el ángulo del pozo.
En este montaje no hay un montaje de la broca cerca. La parte delantera del (BHA) puede colgar como resultado de su propio peso. En tal caso, el primer estabilizador se coloca a 30-45 pies detrás de la broca.
Esta inclinación significa que hay una fuerza que actúa en el lado bajo 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 están relacionadas con el uso o disposición de collares de perforación, tuberías de perforación de peso pesado y tuberías de perforación estándar.
Tipo 1, configuración simple estándar, utiliza únicamente tubería de perforación y portamechas. En este caso, los portamechas proporcionan el peso necesario a la broca.
El tipo 2 utiliza tubos de perforación de gran peso como transición entre los portamechas y los tubos de perforación. El peso sobre la broca se logra mediante los portamechas.
El tipo 3 utiliza los portamechas para lograr el control direccional. La tubería de perforación pesada aplica el peso sobre la broca. Este diseño promueve un manejo más rápido del BHA en el piso de perforación. También puede reducir la tendencia al atascamiento diferencial.
En la mayoría de los casos, los tres tipos de configuraciones anteriores suelen aplicarse a pozos rectos/verticales, en la mayoría de los casos, a pozos con un ángulo bajo o medio. En el caso de pozos con un ángulo alto y horizontales, es imprescindible controlar cuidadosamente el peso del BHA. En este caso, el peso se puede aplicar haciendo correr la tubería de perforación bajo compresión en la sección de ángulo alto. El ángulo alto puede ayudar a estabilizar la tubería de perforación, lo que le permite soportar cierta compresión.
Se utiliza un estabilizador dentro de una columna de portamechas. Ayuda a guiar la broca en el pozo. Desempeña un papel importante en la perforación direccional , ya que ayuda a determinar la trayectoria y el ángulo del pozo.
Se utiliza para
Los estabilizadores sólidos no tienen partes móviles ni reemplazables. Las cuchillas y el mandril pueden ser de una sola pieza (integrales) o soldados al mandril (cuchilla soldada). Las cuchillas pueden ser rectas o espirales. La superficie de trabajo puede estar impregnada con insertos de carburo de tungsteno o diamantes.
Los estabilizadores de cuchillas reemplazables pueden mantener una estabilización de calibre completo, pero sus cuchillas se pueden cambiar con herramientas sin necesidad de mecanizado ni soldadura.
Los estabilizadores de tipo manguito tienen manguitos reemplazables que se pueden cambiar en el campo. Los manguitos pueden ser giratorios o no giratorios.
Los escariadores son estabilizadores que tienen elementos de corte incrustados en sus aletas y se utilizan para mantener el calibre del pozo. Se pueden utilizar para perforar curvas y chaveteros 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 para perforar.
El ensanchador se utiliza para agrandar el pozo, generalmente comenzando en algún punto debajo de la superficie. Esto se logra utilizando cortadores expandibles que solo se despliegan en el momento o la profundidad designados. No debe confundirse con la apertura del pozo, que se realiza desde la superficie y, en la mayoría de los casos, la herramienta de ensanchado del pozo tiene un diámetro fijo.
El ensanchador utiliza un aumento en la presión del lodo o en el caudal para desplegar los cortadores expandibles. Una caída de presión correspondiente en la herramienta indicaría que la herramienta se ha desplegado por completo.