Perforación Rotaria Directa

Sistemas de perforaciónPercusiónRotopercusión Rotación, con circulación directa

e inversa◦ Mecánica de perforación basada en el

corte por cizallamiento o desgaste por abrasión.

Herramienta de corte + presión y peso + movimiento rotativo + fluido (limpia, transporta y extrae detritus)

Popularizado a inicios del siglo XX

Mayor rapidez. Avances sujetos a la naturaleza de las formaciones geológicas y a calidad del equipo◦ Sedimentos blandos: 100 a 150 m/d◦ Rocas compactas: 10 a 15 m/d

Sentido de circulación del fluido de perforación

Circulación directa◦ Descenso a través del varillaje, ascenso por el

espacio entre el varillaje y la pared (anular)◦ Menor diámetro de perforación◦ Menor velocidad

Circulación inversa◦ Descenso a través del anular, ascenso por el

varillaje

Componentes básicos

Unidad de potencia

Mesa rotaria. Imparte movimiento giratorio a la barra cuadrada rotatoria y a la tubería de perforación

Kelly o barra cuadrada rotatoria. Longitud última de la tubería; transmite conducción rotatoria desde la mesa

Cabezal o unión giratoria. Resiste el peso del juego de herramientas

Pull-down. Ejerce presión descendente sobre la herramienta de perforación

Lastrabarrenas o drill-collars. Barras de peso inmediatas a la barrena; favorecen la velocidad del fluido y la perforación recta

Barrenas. Efectúa la perforación mediante elementos cortadores; generalmente son trépanos triconos

Proceso

Se aplica la barrena o trépano al fondo de la perforación

Se colocan las lastrabarrenas y se añade un empuje descendente adicional (opcional)

La barra cuadrada rotatoria transmite conducción rotatoria desde la mesa

El fluido se hace pasar desde la bomba de lodo, por el cabezal giratorio hasta la barra cuadrada giratoria

Al avanzar la perforación el cabezal llega a la mesa; se detiene la bomba y se retira la barra cuadrada; se desenrosca de la tubería de perforación

Se agrega otra tubería de perforación y se desciende hasta el nivel de la mesa; se coloca nuevamente la barra cuadrada rotatoria y se reinicia la circulación

Se inyecta el fluido a través del varillaje y trepano, generalmente impulsado por una bomba de pistones

El fluido sale a alta presión por el tricono a través de orificios, los “jet”

El fluido asciende, arrastrando los detritus, a lo largo del espacio anular

En el exterior se canaliza a un sistema de balsas y su contenido de detritus se descarga (vibración o decantación)

Fluido de perforaciónSuspensión de arcilla en agua,

con los aditivos necesarios◦Naturales. Agua clara (dulce o salada) +

fracción limo-arcillosa

◦“Elaborados”. Generalmente a base de arcillas bentoníticas. Mayor densidad y viscosidad

Funciones del fluido Refrigeración de la barrena. Calor

generado por fricción. Entre menos arena posea, mayor efectividad.

Remoción del corte al fondo del barreno

Prevenir derrumbes. La presión hidrostática puede mantener una formación poco consolidada.

Lubricación de la tubería. A mayor velocidad de perforación, menor caballaje del motor

Sostener todos los sólidos en suspensión. Durante interrupciones de la perforación

Ventajas del sistema rotatorioGran rapidez en los trabajos

menor alteración de la estructura

Mayor rendimiento o productividad específica

Equipo de bombeo más económico

DesventajasMayor costo inicial en los trabajos de

perforación

Se requiere técnica más cuidadosa y especializada en su construcción

Requiere personal más entrenado y especializado

Pérdida de fluidos en zonas altamente permeables