Manual_de_Perforacion_Direccional

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MANUAL DE 
PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 
 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
 ii 
CAPITULO 1 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
• Localizaciones inaccesibles 
• Formaciones de fallas 
• Múltiple pozos con una misma plataforma 
• Pozo de alivio 
• Desviación de un hoyo perforado originalmente (side track) 
• Pozos verticales (control de desviación) 
• Pozos geotérmicos 
• Diferentes arenas múltiples 
• Aprovechamiento de mayor espesor de un yacimiento 
• Económicas 
 
CAPITULO 2 
CONCEPTOS BÁSICOS 
 
• Glosario de términos 
• Elaboración de un gráfico de pozo direccional según cada concepto 
 
 CAPÍTULO 3 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
• Herramientas deflectoras 
• Herramientas de medición 
• Herramientas auxiliares 
 
 
 
 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
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CAPÍTULO 4 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
• Tipo tangencial 
• Tipo “S” 
• Tipo “S” Especial 
• Ejercicios de cálculos de Dirección y Desplazamiento Horizontal 
• Diseño direccional de un pozo tipo “J” y tipo “S” 
 
CAPITULO 5 
MÉTODOS DE ESTUDIOS DIRECCIONALES 
• Método Tangencial 
• Método de Ángulo Promedio 
• Método de Radio de Curvatura 
• Método de Curvatura mínima 
 
CAPÍTULO 6 
CORRECCIÓN POR DECLINACIÓN MAGNÉTICA 
• Definición general 
 
CAPÍTULO 7 
TEORÍA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
• Introducción 
• Tipos de pozos horizontales 
• Métodos de construcción de pozos horizontales 
 
CAPÍTULO 8 
ULTIMA TECNOLOGIA SOBRE PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
• Perforación direccional con sistema rotatorio 
• Perforación paralela de precisión 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
 
 iv 
 
Cada año, más empresas inmersas en el negocio petrolero planean y utilizan 
pozos direccionales como parte de sus programas de perforación. Con el tiempo, 
los equipos y técnicas de perforación direccional se han ido perfeccionando 
generando así un proceso más eficiente, confiable y exacto cuya aplicabilidad se 
plantea más frecuente a corto, mediano y largo plazo. 
Para ello es necesario tener conocimientos básicos dentro del amplio tema de la 
perforación direccional, especialmente los referidos a las causas, características, 
tipos de pozos, herramientas utilizadas, métodos de cálculo y aplicaciones más 
comunes. Un aprendizaje completo respecto a este tema permite abrir un abanico 
de posibilidades al momento de planificar un pozo, así como innovar e 
implementar tecnología de punta que permita construir pozos no sólo a bajo costo 
y en menor tiempo, sino con los menores problemas operacionales posibles. 
 
 
OBJETIVO GENERAL 
 
 1 
 
Basándose en la información geológica disponible y los conocimientos básicos 
sobre perforación direccional, elaborar un programa para perforar un pozo de 
petróleo, agua o gas; aplicando el método y seleccionando las herramientas de 
acuerdo al problema establecido. 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 2 
 
Perforación Direccional 
Definición 
La perforación direccional controlada es el arte de dirigir un hoyo a lo largo de un 
curso predeterminado a un objetivo ubicado a una distancia dada de la línea 
vertical. Los principios de aplicación son básicamente los mismos, 
independientemente, si se utiliza para mantener el hoyo tan cerca como sea 
posible a la línea vertical, o desviarla deliberadamente de ésta. 
 
 
Figura Nº 1.1 Perforación direccional 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 3 
 
Ventajas y Desventajas 
Ventajas. 
 
• Posibilidad de obtener más producción por pozo. 
• Mayor producción comercial acumulada por yacimiento. 
• Fortalecimiento de la capacidad competitiva de la empresa en los 
mercados. 
• Aumento de ingresos con menos inversiones de costos y gastos de 
operaciones. 
• Permite reducir el área requerida para las localizaciones ya que desde un 
solo sitio se pueden perforar varios pozos. 
• Permite penetrar verticalmente el estrato petrolífero pero la capacidad 
productiva del pozo depende del espesor del estrato, además de otras 
características geológicas y petrofísicas. 
 
 Desventajas 
 
• Mayor planificación previa de la construcción del pozo. 
• Requiere un monitoreo y control constante de la dirección y la orientación 
del hoyo. 
• Mayor monitoreo de la litología de la zona perforada. 
• Costo más elevado respecto a un pozo vertical. 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 4 
 
Causas que originan la Perforación Direccional. Ç 
Existen varias razones que hacen que se programen pozos direccionales, estas 
pueden ser planificadas previamente o causadas por problemas en las 
perforaciones que ameriten un cambio de programa en la perforación. Las más 
comunes son las siguientes: 
 
- Localizaciones Inaccesibles 
 Son aquellas áreas a perforar donde se encuentra algún tipo de instalaciones o 
edificaciones (parques, edificios, etc), o donde el terreno por sus condiciones 
naturales (lagunas, ríos, montañas, etc) hacen difícil su acceso. 
 
 
Figura Nº.1.2 Localizaciones Inaccesibles 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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Domo de Sal 
 
Donde los yacimientos a desarrollar están bajo la fachada de un levantamiento de 
sal y por razones operacionales no se desea atravesar el domo. 
 
 
 
 
Figura Nº.1.3 Domo de Sal 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 6 
 
 
Formaciones con Fallas 
 
Donde el yacimiento está dividido por varias fallas que se originan durante la 
compactación del mismo. 
 
 
 
 
Figura Nº. 1.4 Formaciones con Fallas 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 7 
 
Múltiples pozos con una misma plataforma 
 
 Desde la misma plataforma se pueden perforar varios pozos para reducir el costo 
de la construcción de plataformas individuales, minimizando los costos por 
instalación de facilidades de producción. 
 
 
 
 
Figura Nº.1.5 Múltiples pozos con una misma plataforma 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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Pozos de Alivio 
Es aquel que se perfora para controlar un pozo en erupción. Mediante el pozo de 
alivio se contrarresta las presiones que ocasionaron el reventón. 
 
 
Figura Nº.1.6 Pozos de Alivio 
 
 
Desviación de un hoyo perforado originalmente 
Es el caso de un hoyo, en proceso de perforación, que no “marcha” según la 
trayectoria programada, bien sea por problemas de operaciones o fenómenos 
inherentes a las perforaciones atravesadas. 
 
Figura Nº.1.7 Desviación de un hoyo perforado originalmente 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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Pozos Verticales (control de desviación) 
 Donde en el área a perforar existen fallas naturales, las cuales ocasionan la 
desviación del hoyo. 
 
Figura Nº.1.8 Pozos Verticales (control de desviación) 
 
Pozos Geotérmicos 
Es aplicable en países industrializados donde la conservción de la energía es muy 
importante. Se usan como fuentes energéticas para calentar el agua. 
 
 
Figura Nº. 1.9 Pozos Geotérmicos 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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 Diferentes Arenas múltiples 
Cuando se atraviesa un yacimiento de varias arenas con un mismo hoyo. 
 
Figura Nº.1.10 Diferentes Arenas múltiples 
 
 
 Aprovechamiento de mayor espesor del Yacimiento 
El yacimiento es atravesado por la sarta en forma horizontal. 
 
Figura Nº.1.11 Aprovechamiento de mayor espesor del Yacimiento 
 
CAPÍTULO 1 
 
CAUSAS QUE ORIGINAN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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Desarrollo múltiple de un Yacimiento 
 
Cuando se requiere drenar el yacimiento lo más rápido posible o para establecer 
los límites de contacto gas-petróleo o petróleo-agua.Figura Nº.1,12 Desarrollo múltiple de un Yacimiento 
CAPÍTULO 2 
 
CONCEPTOS BÁSICOS 
 
 12 
En la planificación de un pozo direccional se deben tener claro ciertos 
conocimientos de la trayectoria de la dirección que se quiere que el pozo tenga, 
igualmente de los conceptos generales que están involucrados en la técnica 
direccional. 
 
Azimuth 
Es el ángulo fuera del norte del hoyo a través del Este que se mide con un compás 
magnético, con base en la escala completa del circulo de 360º. Ángulo de 
inclinación (): Es el ángulo fuera de la vertical, también se llama ángulo de 
deflexión. 
 
Punto de Arranque (KOP) 
Es la profundidad del Hoyo en el cual se coloca la herramienta de deflexión inicial 
y se comienza el desvío del mismo. 
 
Profundidad Vertical (TVD) 
Es la distancia vertical de cualquier punto dado del hoyo al piso de la cabria. 
 
Profundidad Medida (MD) 
Es la profundidad en el Pozo Direccional, que se hace con la medición de la sarta 
(Tubería de Perforación), mide la longitud del Hoyo. 
 
Objetivo 
Es el punto fijo del subsuelo en una formación que debe ser penetrada con el hoyo 
desviado. 
 
Tolerancia del Objetivo 
La máxima distancia en la cual el objetivo puede ser errado. 
 
CAPÍTULO 2 
 
CONCEPTOS BÁSICOS 
 
 13 
 
Figura Nº. 2.1 Pozo Direccional 
 
 DIRECCIÓN U ORIENTACIÓN 
Ángulo fuera del norte o sur (hacia el este u oeste) en la escala de 90º de los 
cuatro cuadrantes. 
 
 
Figura Nº. 2.2 Dirección u Orientación 
 
 
 
CAPÍTULO 2 
 
CONCEPTOS BÁSICOS 
 
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 GIRO 
Movimiento necesario desde la superficie del ensamblaje de fondo para realizar 
cambio de dirección u orientación. 
 
COORDENADAS 
 Coordenadas de una localización o de un punto del hoyo, son sus distancias en la 
dirección N-S y E-O a un punto dado. Este es un punto cero adaptado 
geográficamente. 
 
Figura Nº. 2.3 Coordenadas 
 
PATA DE PERRO 
Cualquier cambio de ángulo severo entre el rumbo verdadero o la inclinación de 
dos secciones del hoyo. 
 
SEVERIDAD DE LA PATA DE PERRO 
Es la tasa de cambio de ángulo real entre las secciones, expresadas en grados 
sobre una longitud específica. 
CAPÍTULO 2 
 
CONCEPTOS BÁSICOS 
 
 15 
 
Figura Nº. 2.4 Pata de Perro (dog leg) 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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Figura Nº. 3.1 Taladro para Perforaciòn Direccional 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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Top Drive 
Es un equipo que posee un motor eléctrico para transmitir rotación a un eje inferior 
a través de un sistema planetario de engranaje, y tiene además en su parte 
superior una unión giratoria que permite circular lodo hacia el interior del eje en 
rotación. La velocidad de rotación puede ser controlada desde un panel de 
regulación de potencia eléctrica. 
 
 
Figura Nº. 3.2 Top Drive 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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TUBERIA DE PERFORACIÓN (DRILL PIPE) 
DEFINICIÓN 
El componente de la sarta que conecta el ensamblaje de fondo con la superficie. 
 
 
Figura Nº. 3.3 Tubería de perforación 
 
FUNCIONES 
• Transmitir la potencia generada por los equipos de rotación a la barrena. 
• Servir como canal de flujo para trasportar los fluidos a alta presión. 
• Permitir que la sarta alcance la profundidad deseada. 
 
CARACTERÍSTICAS 
Cada tubo de perforación tiene 3 partes principales 
• Cuerpo 
• Pin 
• Caja 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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Figura Nº. 3.4 Partes de una Tubería 
 
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS 
 
 
Tabla Nº. 3.1 Caracteristicas Físicas 
CLASIFICACIÓN 
 
 
Tabla Nº. 3.2 Clasificación 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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PROPIEDADES FISICAS 
ESPECIFICACIONES API 
 
Tabla Nº. 3.3 Propiedades Físicas 
 
 
TUBERÍA EXTRA-PESADA (HEAVY WEIGHT) 
 
Es un componente de peso intermedio entre la tubería y los lastrabarrenas para la 
sarta de perforación. Son tubos de pared gruesa unidos entre si por juntas extra 
largas, para facilitar su manejo, tiene las mismas dimensiones de la tubería de 
perforación corriente, debido a su peso y forma, esta tubería puede mantenerse en 
compresión, salvo en pozos verticales de diámetro grande. 
 
 
 
Figura No. 3.5 Tubería Extra Pesada (Heavy Weight) 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 21 
FUNCIONES 
 
Representa la zona de transición entre los lastrabarrenas y la tubería de 
perforación, para minimizar los cambios de rigidez entre los componentes de la 
sarta. 
 
Figura Nº. 3.6 Posición de los Heavy Weight 
 
 TIPOS 
 
Figura Nº. 3.7 Tipos de Heavy Weight 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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Figura Nº. 3.8 TIPOS DE AMORTIGUADORES 
 
 
 
 Tabla No. 3.4 Propiedades Física de los Heavy Weight 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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LASTRABARRENAS DE PERFORACIÓN (DRILL COLLAR) 
DEFINICIÓN 
Es un conjunto de tubos de acero o metal no magnéticos de espesores 
significativos, colocados en el fondo de la sarta de perforación, encima de la 
barrena. 
 
 
Figura Nº. 3.9 Posición de los Lastrabarrenas(drill collar) 
 
FUNCIONES 
Proporciona la rigidez y peso suficiente a la mecha para producir la carga axial 
requerida por la barrena para una penetración más efectiva de la formación. 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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TIPOS 
 NORMAL 
Las barras lisas son utilizadas en circunstancias normales. 
 ESPIRAL 
Las barras helicoidales previenen a la tubería de adherirse a la pared de la 
formación, mediante la reducción del área de contacto de la superficie. 
 
 Figura No. 3.10 Barras Espiraladas y Normal 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 25 
 
DIMENSIONES 
 
 
Figura Nº. 3.11 Dimensiones 
 
HERRAMIENTAS DESVIADORAS O DEFLECTORAS 
 
Un requisito primordial para la perforación direccional es tener las herramientas 
desviadoras apropiadas, junto con barrenas y otras herramientas auxiliares. Una 
herramienta deflectora es un dispositivo mecánico que se coloca en el hoyo para 
hacer que se desvíe de su curso. La selección de esta herramienta depende de 
varios factores pero principalmente del tipo de formación en el punto de inicio de la 
desviación del hoyo. 
Antes de empezar cualquier desviación, el lodo debe acondicionarse y el hoyo 
debe estar limpio de ripios. Generalmente, pasan varias horas desde el momento 
que se saca la columna de lodo desde el fondo del hoyo hasta que se mete la 
herramienta de desviación y se fija en su posición. 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 26 
 
 
MOTOR 
El motor se mueve con el flujo del lodo de perforación por la sarta, eliminando así 
la necesidad de girar la sarta. Posee un estator que tiene una cavidad en espiral 
recubierta de un elastómero con una sección transversal elíptica a través de toda 
su longitud. El rotor, que es un elemento de acero, sinusoidal que corre dentro del 
estator 
 
Figura N° 3.12 Rotor y Estator del Motor 
 
 
Posee una serie de cuñas que empujan el rotor de un lado de la elipse al otro en 
forma progresiva recurrente a través de la longitud de la cavidad. Con la finalidad 
de que el motor sinusoidal se mueva a través de la elipse y se adapte a la cavidad 
helicoidal (espiral) del estator el rotor debe girar, dando por resultado una fuerza 
de rotación que se usa para girar la barrena. 
 
 
Estato
r 
Rotor 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 27 
 
Una vez que se ha introducido la herramienta al hoyo y se ha orientado, se pone a 
funcionar el motor conla torsión del fluido de perforación, entonces la mecha se 
asienta en el fondo. Como la herramienta es un motor de desplazamiento positivo, 
la torsión de perforación es proporcional a la pérdida de presión a través de la 
herramienta. 
 
Figura Nº. 3.13 Vista de un Motor 
 
La presión en la superficie aumentará a medida que se le aplica más peso a la 
mecha o barrena. Un peso excesivo puede atascar el motor; por lo tanto, la 
perforación con el motor helicoidal es función de coordinar la presión disponible de 
la bomba con el peso sobre la Barrena. 
 
Ventajas del Uso del Motor 
 
 Torque / Rotación definido por la relación de los lóbulos (lobe). 
 Revolución directamente proporcional a la tasa de flujo. 
 Suficientemente lento para utilizar mechas Tricónicas. 
 Torque variable con peso sobre la barrena. 
 Bajo requerimiento de Potencia con las Bombas del Taladro / 150 psi por 
etapa. 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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 Herramienta fácil para ser operada. 
 Tecnología muy accesible. 
 
Desventajas del Uso del Motor 
 
 Cuenta con vida útil y potencia muy limitada. 
 Significativamente muy afectado por alta Temperatura (300 ºF). 
 Alto torque a expensas de velocidad. 
 El pobre balance radial afecta el MWD y Barrena. 
 
TURBINA 
 
La turbina contiene rotores y estatores en forma de aspas. Los estatores están 
conectados al casco de la herramienta y se mantienen estacionarios. Para hacerlo 
funcionar, el fluido de perforación comienza a circular por la sarta de perforación. 
Las aspas en cada uno de los estatores estacionarios guían el lodo hacia las 
aspas de los rotores a un ángulo. 
 
 
Figura N°. 3.14 Rotor y Estator de una Turbina 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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El flujo del lodo hace que los rotores, y por ende el eje de transmisión, giren hacia 
la derecha. 
 
Figura N°. 3.15 Sección Motora de una Turbina 
 
 
Debido a que la unión sustituta y la mecha están conectadas al eje, la barrena 
gira. 
 
 
Figura N°. 3.16 Sección de una Turbina 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 30 
 
 
Cuando un motor de turbina se usa para desviar un hoyo, la barrena es ubicada a 
unas cuantas pulgadas del fondo del hoyo y se orienta. Se ponen a funcionar las 
bombas y la barrena se baja suavemente al fondo del hoyo. Cuando la turbina 
empieza a girar indicará una caída de presión de circulación en la superficie. 
Entonces, se puede aplicar el peso deseado para iniciar la perforación de la 
sección desviada del hoyo. 
 
Ventajas del Uso de Turbina 
 
 Muy alta potencia. 
 Herramienta de principio muy confiable. 
 Perfecto balance radial. 
 Muy larga vida. 
 La potencia no depende de Elastómeros. 
 Las Turbinas tienen excelente resistencia al calor. 
 Velocidad y torque son manipulables desde la superficie. 
 
Desventajas del Uso de la Turbina 
 
 No tiene aplicación con barrenas tricónicas. 
 Alta potencia a expensa del flujo. 
 Poca aplicación en hoyos superficiales. 
 Son difíciles y costosas de desarrollar. 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 31 
 
 
 
 
Figura Nº. 3.17 Diferencia entre la turbina y el motor de desplazamiento 
positivo 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 32 
 
 
DESVIACIONES 
 
Existen ocasiones en las que es necesario abandonar o desviar la porción inferior 
del pozo. Existen muchos motivos para efectuar una desviación; la tubería de 
revestimiento puede estar dañada o pudo haberse caído, basura también pudo 
haberse caído dentro del pozo, la zona de producción puede haberse dañado en 
el pozo original, o puede ser necesario llegar a hasta otra zona de drenaje menos 
profunda. 
Si es necesario que se abra otra ventana en la tubería de revestimiento, primero 
se debe circular cemento de vuelta hacia el punto inmediatamente superior al 
punto de arranque del desvío, luego el cemento es acondicionado de nuevo hasta 
el punto de arranque del desvío. El punto de arranque del desvío se puede lograr 
con un sub ponderado y un motor de fondo de hoyo, en una combinación 
whipstock (desviador guía barrena, guía sondas). Una vez que la ventana ha sido 
cortada y apropiadamente removida. El diseño apropiado de un ensamblaje de 
fondo de hoyo es crucial. Si se mantiene el ángulo actual del pozo, un ensamblaje 
de hoyo empacado debe ser introducido, (péndulo) estabilizadores se ubican 
sobre la barrena en puntos clave. Si el pozo va a ser horizontal y el ángulo 
deseado aún no se ha alcanzado, un ensamblaje tipo fulcro es insertado con 
estabilizadores cerca de la barrena. Varios cambios de ángulo pueden llevarse a 
cabo durante el curso de la perforación antes que la profundidad y el objetivo 
hayan sido alcanzados. Dependiendo del tipo de terminación a ser realizada, la 
nueva sección del hoyo puede ser registrada, el revestidor auxiliar insertado y el 
nuevo intervalo puede ahora ser perforado y la producción puede continuar. 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 33 
 
 Figura Nº. 3.18 Herramienta de Desviación 
 
EQUIPO DE MEDICIÓN MWD (Meassurement While Drilling): Es un sistema 
de telemetría de pulso positivo compuesto por tres sub-partes integradas. 
Estas partes son : 
a. Ensamblaje del Pulser en el Fondo del Hoyo. 
b. Ensamblaje de los Instrumentos de la Probeta en el Fondo del Hoyo 
c. Sistemas de Superficie. 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 34 
 
a. El Ensamblaje del Pulser en el Fondo del Hoyo: Esta parte del equipo 
es donde se ancla la herramienta para que pueda operar en forma segura y 
consta de un lastrabarrena antimagnético que posee un diámetro interior 
superior a una normal, esto con el objeto de poder alojar en su interior la 
sarta de sensores MWD permitiendo así que el flujo del lodo de perforación 
no sea restringido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura N°. 3.19 Pulser y Probeta del MWD 
 
 
b. Ensamblaje de los Instrumentos de la Probeta en el Fondo del Hoyo: 
Está compuesto por el rotor, sensores y partes eléctricas (Assembly 
directional) y las baterías. 
Figura N°. 3.20 Disposición de la Herramienta de MWD 
 
Probeta Pulser 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 35 
c. Sistema de Superficie: Este sistema se encarga de decodificar la señal 
que llega a la herramienta desde el fondo del pozo y la entrega al operador 
en un sistema métrico decimal, a través del terminal de computación; está 
compuesto por el transductor, la caja de distribución, el filtro activo, el panel 
visual del ángulo, azimuth y cara de la herramienta (tool face), el ploteador 
y el computador. 
Una de las aplicaciones más comunes para un sistema MWD direccional es 
orientar el motor cuando se está cambiando la dirección de la perforación. 
Los sensores ubicados inmediatamente encima del motor, que toman 
mediciones de inclinación, azimuth y orientación de la cara de la 
herramienta mientras esta perforando, suministran una información 
inmediata al perforador direccional de la trayectoria del hoyo. 
 
LWD (Logging While Drilling): El LWD incluye sensores que miden la 
velocidad acústica y provee imágenes eléctricas del buzamiento de la 
formación, colocados en los lastrabarrenas antimagnéticos. Las cadenas de 
sensores comunes incluyen combinaciones Gamma Ray, Resistividad y 
Densidad - Neutrón. 
 
 
CROSS OVER 
Son herramientas diseñadas para unir las partes de perforación que tienen diseño 
de roscas diferentes y se colocan normalmente entre la tubería y los 
lastrabarrenas pero también pueden colocarse en otros puntos.Un cross over tiene 
roscas diferente machoy hembra. 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 36 
CROSS OVER
CROSS OVER
ROSCA PIN
ROSCA CAJA
ROSCA PIN
 
 Figura N°. 3.21 CROSS OVER 
 
ESTABILIZADORES 
 
En la perforación direccional se hace uso de los estabilizadores para controlar o 
modificar el ángulo de inclinación del pozo de acuerdo a lo deseado. Los 
estabilizadores se instalan en la sarta de perforación de acuerdo a la necesidad; 
aumentar, reducir, mantener el ángulo. Aunque existen varios tipos de 
estabilizadores para la perforación direccional básicamente son utilizados dos 
tipos. 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 37 
 
 Figura N°. 3.22 Estabilizadores 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 38 
Estabilizador tipo camisa 
 
Es aquel donde solamente es necesario cambiar la camisa, cada vez que se 
necesite un estabilizador de diferente diámetro o cuando haya desgaste de sus 
aletas. 
 
Estabilizador tipo Integral 
 
Es aquel donde se tiene que cambiarlo completamente cada vez que se requiere 
un estabilizador de diferente diámetro. 
 
 
Figura Nº. 3.23 Estabilizador tipo camisa y tipo integral 
 
 Contribuyen a reducir la fatiga en las conexiones 
 Permiten reducir la pega de la sarta 
 Previene cambios bruscos de ángulo 
 Ayudan a mantener los lastrabarrenas centrados 
 Ampliadores 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 39 
Funciones 
 Proporcionar una buena àrea de contacto con el propósito de centralizar la 
barrena y los lastrabarrenas. 
 La disposición de estos en el BHA depende de la trayectoria que se quiera 
trazar en el hoyo. 
 
 
 
Figura N°. 3.24 Tipos de Estabilizadores 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
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ESCARIADORES 
 
 Mantiene el hoyo en pleno calibre. 
 Se emplea como ensanchador cuando se perfora en formaciones duras 
 Limpieza del hoyo. 
 
 
Figura N°. 3.25 Escariador 
 
HERRAMIENTAS ESPECIALES 
MARTILLO 
Herramienta colocada en la sarta de perforación para ser utilizada en caso de 
atascamiento de la tubería. 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 41 
 
Figura N°. 3.26 Martillo 
CARACTERÍSTICAS 
 Mecánicos, hidráulicos . 
 Permanecen en el pozo durante un largo periodo de perforación continua, 
aún en condiciones difíciles. 
 Diferentes diámetros. 
 Se ajustan en la superficie o en el pozo. 
 Pueden golpear hacia arriba o abajo. 
 Calibración modificable. 
 Unión flexible (articulación limitada) . 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 42 
 
 
 
 
Figura N°. 3.27 Funcionamiento del Martillo 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 43 
 
AMORTIGUADORES 
 Contribuyen a reducir la fatiga y las fallas en las conexiones de los 
lastrabarrenas. 
 Ayudan a incrementar la vida útil de la mecha debido a la reducción de las 
fuerzas actuante sobre ellas, protegiendo la estructura de corte y los 
cojinetes. 
 Reducen posibles daños a los equipos en superficie. 
 
 
Figura N°. 3.28 Amortiguador 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 44 
 
 
VÁLVULA FLOTADORA 
Es una válvula tipo “CHECK” que impide el contraflujo del lodo de perforación. 
 
Figura N°. 3.29 Válvula Flotadora 
 
BARRENAS 
Elemento cortante o herramienta que perfora el hoyo en las operaciones de 
perforación. 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 45 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 46 
 
 
Figura N°. 3.30 Ensamblaje Direccional 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 47 
 Etapas 
Previo a la construcción de un pozo direccional es necesario conocer cierta 
información que permita realizar una planificación confiable, dentro de los que se 
tienen: 
 Perfil de Pozo y Aplicación. 
 Condiciones del Yacimiento. 
 Requisitos de la Completación. 
* Completación del hoyo iniciado o revestido 
* Ubicación del equipo de Completación 
* Requisitos del Tamaño del Hoyo 
 Restricciones del Objetivo 
* Ubicación 
* Tamaño 
* Forma 
* Presencia o ausencia de marcadores geológicos 
 Tamaño del Hoyo y Revestidor 
 Puntos de Asentamiento de los Revestidores. 
 
La construcción de un pozo direccional puede contar con dos o tres etapas, 
dependiendo de la configuración direccional propuesta para el pozo. Estas etapas 
son incremento de ángulo, mantenimiento de ángulo y disminución de ángulo; 
contándose con ensamblajes de fondo (BHA) especiales para cada etapa 
direccional: 
 Fulcro. 
 Pendular 
 Empacado 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 48 
 
Incremento de Ángulo del Pozo. 
Las herramientas desviadoras se usan para perforar los primeros 20-30 pies de 
curvatura del hoyo. Esto se considera aplicable excepto al uso de los motores, que 
pueden usarse para perforar toda la sección curvada. Si se ve que el hoyo no está 
curvándose a una velocidad satisfactoria, probablemente se tendrán que colocar 
varias herramientas deflectoras. En muchos casos, sin embargo, sólo se necesita 
la colocación de una herramienta desviadora, después de lo cual una mayor 
curvatura se logra con la aplicación del principio de un estabilizador que no gira 
insertado en la sarta de perforación encima de la barrena (Near Bit). Con la 
barrena girando en el fondo, se aplica suficiente peso para causar el doblez del 
ensamblaje del fondo, denominado FULCRO. 
 
Figura N°. 3.31 Estabilizadores 
 
En hoyos con 5° o más de inclinación, el doblez será hacia el lado inferior del 
hoyo. Este brazo de palanca hace que la barrena empuje fuertemente hacia el 
lado alto del hoyo resultando en un aumento del ángulo a medida que progresa la 
perforación. 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 49 
 
La flexibilidad de la sarta de perforación encima del Near Bit y el peso aplicado 
determina el incremento del ángulo por cada cien pies de hoyo. Entre más flexible 
sea esa porción de la sarta más rápido será el incremento del ángulo que se 
obtenga. Entre menor sea el diámetro de la tubería, mayor será el brazo de 
palanca que se puede aplicar a la barrena. 
 
 
Figura N°. 3.32 Incremento de Angulo 
 
La velocidad de incremento del ángulo, o pata de perro, es muy importante, el 
máximo ángulo confiable es de aproximadamente 5° por cada cien pies 
perforados. Los ángulos mayores de 5° por cada cien pies pueden causar 
dificultades, dependiendo de la profundidad a la cual ocurre la curvatura del hoyo. 
Si la velocidad de curvatura es alta, se pueden formar ojos de llave en el hoyo, o si 
la curva está revestida, el revestidor se puede desgastar completamente mientras 
se perfora la parte inferior del hoyo. 
 
Gravedad 
Punto 
Pivote 
Pandeo 
Fuerza 
Lateral de 
la Mecha 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 50 
 
 
Este desgaste se atribuye al hecho de que el peso combinado de la sarta de 
perforación y del lodo, debajo de la curva forza a la sarta contra la pared del hoyo. 
Por esta razón, la planificación de ángulos muy marcados en el diseño del pozo 
deberá realizarse sólo cuando se está próximo al objetivo o target. Durante el 
aumento del ángulo se deberán hacer inspecciones direccionales cada 20 a 30 
pies para evitar perder el control del hoyo. Si el ángulo está aumentando muy 
rápido, una reducción del peso sobre la mecha, combinada con la reducción de la 
velocidad rotatoria disminuirá la tasa de incremento del ángulo. Si el ángulono 
está aumentando según el diseño, se deberá aplicar más peso a la mecha e 
incrementar la velocidad rotatoria. En formaciones blandas, el incremento en el 
ángulo se puede lograr con la hidráulica de la barrena y con el uso de 
estabilizadores. 
 
 
Mantenimiento del ángulo del hoyo 
 
Cuando se ha aumentado el ángulo correcto del hoyo, se vuelve entonces un 
problema mantener ese ángulo hasta la profundidad total de un pozo direccional 
del tipo tangencial o mantener el ángulo hasta que el pozo esté listo para volver a 
la vertical en el tipo “S”. Mantener el ángulo requiere un ensamblaje de fondo 
rígido o empacado de mantenimiento y prestarle atención estricta al peso sobre la 
barrena. 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 51 
 
Un ensamblaje de fondo rígido típico tiene un estabilizador encima de la barrena 
(Near Bit) y otros estabilizadores colocados encima de un lastrabarrena . El 
estabilizador deberá tener un diámetro externo tan grande como sea posible en 
función del diámetro del hoyo y sin embargo, con un diámetro interno pequeño 
para poder pescarlo en caso de pega de tubería. Los estabilizadores de mayor 
diámetro y rígidos también ayudarán a evitar que el hoyo se desvíe a la derecha o 
a la izquierda del curso propuesto. La desviación generalmente, la causa la 
inclinación y rumbo del estrato. 
 
Figura Nº. 3.33 Mantenimiento de Ángulo 
 
Otro tipo de ensamblaje de fondo rígido consiste en un Near Bit, un lastrabarrena 
cuadrado y un estabilizador encima de ésta. La rigidez del lastrabarrena 
cuadrado permite mantener la dirección; forzando a perforar en una línea 
inclinada, pero recta. Sin embargo, los lastrabarrenas cuadrados se doblan si se 
aplica peso excesivo. Además, se coloca un estabilizador encima de la carcaza 
del motor. 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 52 
 
Mientras se perfora hacia adelante, se usa una rotación muy lenta de la sarta que 
reduce el daño al revestidor y a la tubería de perforación, y los estabilizadores, por 
su parte, se encargan de mantener la dirección del hoyo. 
 
Disminución del Ángulo en el Hoyo 
 
Cuando es necesario disminuir el ángulo del hoyo en un pozo desviado tipo “S”, el 
efecto del péndulo se aplica al ensamblaje de fondo. Para aplicar el efecto tipo 
péndulo, el Near Bit se elimina de la sarta, pero se requiere un estabilizador 
superior, colocado encima del lastrabarrena que conecta la barrena. La fuerza de 
gravedad actúa sobre este lastrabarrena haciendo que la barrena tienda a perforar 
hacia el centro. La barrena es forzada contra el lado bajo del hoyo por el peso del 
estabilizador y como la barrena puede perforar a los lados así como hacia 
adelante, el ángulo disminuye cuando la barrena perfora hacia adelante. En otras 
palabras, el lastrabarrena y la barrena se comportan como un péndulo que busca 
la posición vertical. 
. 
Figura Nº. 3.34 Disminución de Ángulo 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 53 
 
La distancia a la cual se coloca el estabilizador depende de la rigidez del 
lastrabarrena. Un lastrabarrena de menor diámetro es más flexible y se doblará 
más fácilmente que uno de diámetro mayor. Si se usa un lastrabarrena de menor 
diámetro, el estabilizador tendrá que colocarse más abajo en el ensamblaje para 
evitar que el lastrabarrena se doble entre la barrena y el estabilizador. En este 
caso, la tasa de penetración disminuye debido a que no se puede aplicar tanto 
peso en la barrena como a un lastrabarrena de mayor diámetro. 
 
El peso aplicado a la barrena también influye sobre el efecto de péndulo. Un peso 
excesivo aplicado a la barrena hará que se doble el lastrabarrena de fondo y toque 
el lado bajo del hoyo anulando el efecto péndular, el ángulo del hoyo podría 
aumentarse. Como consecuencia, debe haber un equilibro entre la tasa de 
penetración y la velocidad de disminución del ángulo. 
La velocidad de disminución, así como la velocidad de aumento del ángulo, no 
deberá ser mayor de 5° por 100 pies, aún cuando la curvatura del hoyo esté cerca 
de la profundidad total y no sea probable que se formen ojos de llave o que se 
dañe la sarta de perforación. Algunos limitan la velocidad de disminución a 2° por 
cada 100 pies. Si la disminución es menor de la esperada, se pueden usar 
herramientas deflectoras para regresar el hoyo a la vertical. 
En un pozo tipo “S”, cuando existen dos curvas o “patas de perro”, el motor de 
fondo puede usarse para perforar el hoyo vertical. El hoyo se perfora con peso 
ligero y con bajas revoluciones por minutos del motor para ayudar a mantener la 
dirección vertical. La tubería de perforación se gira muy lentamente o no se gira. 
Una vez que el hoyo tipo “S” se ha regresado a la vertical, el hoyo se perfora de la 
manera convencional hasta la profundidad total. 
 
 
CAPÍTULO 3 
 
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 54 
 
 Figura Nº 3.35 Tipos de Ensamblajes 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 55 
 
POZO DIRECCIONAL TIPO TANGENCIAL. NNNNMM 
La desviación deseada es obtenida a una profundidad relativamente somera, 
manteniéndose prácticamente constante hasta alcanzar la profundidad final. Se 
aplica especialmente en aquellos pozos que permiten explotar arenas de poca 
profundidad donde el ángulo de desviación es pequeño y no se necesita un 
revestidor intermedio. 
 También, puede usarse para hoyos más profundos que requieran un 
desplazamiento lateral grande. En estos hoyos profundos, la sarta del revestidor 
intermedio se coloca a través de la sección curva hasta la profundidad requerida. 
El ángulo inicial y la dirección se mantienen entonces debajo de la tubería de 
revestimiento hasta la profundidad total. 
Las aplicaciones prácticas respecto a otros tipos de hoyos direccionales se 
sustentan en puntos de arranques (KOP) a profundidades someras, ángulo de 
inclinación moderado y configuración de curva sencilla a lo largo de un rumbo fijo. 
Estas características disminuyen potencialmente el riesgo de pega de tuberías. 
 
 
Figura Nº. 4.1 Pozo Direccional Tipo Tangencial 
 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 56 
 
Figura Nº. 4.2 Perfil Tangencial 
 
Formulas para determinar el Radio de Curvatura(R) y el Ángulo Máximo de 
Desviación (aº) de un pozo tipo Tangencial. 
 
 Radio de Curvatura (R) 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 57 
 
Ángulo Máximo de Desviación (aº) 
 
 
Figura Nº. 4.3 Formulas para el cálculo del Ángulo de Desviación Máximo 
 
 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 58 
 
La figura 4.3 muestra las formulas para el cálculo del ángulo de desviación 
máximo (aº) utilizado en este tipo de pozo direccional tipo tangencial dados los 
tres posibles casos: 
 Primer caso donde el Radio de Curvatura (R) es igual al Desplazamiento 
Horizontal (D3) o desvio. 
 Segundo caso donde el Radio de Curvatura (R) es menor al Desplazamiento 
Horizontal (D3) o desvio. 
 Tercer caso donde el Radio de Curvatura (R) es mayor al Desplazamiento 
Horizontal (D3). 
 
Donde aº = ángulo máximo de desviación (figura 4.3). 
 D = Profundidad vertical al objetivo desde el (KOP) (fig. 4.3). 
 
 POZO DIRECCIONAL TIPO “S” 
 
 Este tipo de pozo direccional se caracteriza por presentar una sección de 
aumento de ángulo, una sección tangencial y una de disminución de ángulo hasta 
alcanzar la verticalidad. Se emplea en hoyos profundos en áreas en las cuales las 
dificultades con gas, flujo de agua, etc., exigen la colocación de una tubería de 
revestimiento intermedia. 
 
Figura Nº. 4.4 Tipo “S” 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 59Figura Nº. 4.5 Perfil Tipo “S” 
 
 
Formulas para calcular el Radio de Curvatura y el Ángulo Máximo de 
Desviación de un pozo tipo “S” 
 
 Radio de Curvatura 
Para el pozo direccional tipo “S” es necesario calcular dos radios de 
curvatura, un radio de curvatura para la sección de aumento (R1) y un radio 
de curvatura para la sección de descenso (R2) 
 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 60 
 
 Ángulo Máximo de Desviación (amax). 
La figura 4.6 ilustra las formulas utilizadas para el cálculo del ángulo de 
desviación, dados los posibles dos casos. 
 
 Primer caso donde el Radio de curvatura uno (R1) más el Radio de curvatura 
dos es mayor al Desplazamiento al objetivo (D4). 
 Segundo caso donde el Radio de Curvatura uno (R1) más el Radio de 
Curvatura dos (R2) es menor al Desplazamiento al objetivo (D4). 
 
Figura Nº 4.6 Cálculo del Ángulo de inclinación usando el pozo 
direccional tipo “S” 
 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 61 
 
 
Donde: 
D4 = Desplazamiento al objetivo 
V4 = Profundidad vertical al objetivo 
V1 = Punto de arranque (KOP) 
R1 = Radio de curvatura de la sección de aumento 
R2 = Radio de curvatura de la sección de descenso 
amax = ángulo máximo de desvio 
 
 
 POZO DIRECCIONAL Tipo “S” Especial 
Presentan las mismas secciones que un pozo direccional tipo “S” a diferencia que 
en la sección de caída del ángulo no se alcanza la verticalidad y se perfora la 
arena objetivo manteniendo cierto ángulo de desviación. 
 
 
 Figura Nº. 4.5 Tipo “S” Especial 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 62 
 
 
Figura Nº. 4.6 Tipo “S” Especial 
 
Figura Nº. 4.7 Tipo “S” Especial 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 63 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 64 
 
FORMULAS PARA CALCULAR LA DIRECCIÓN Y EL DESPLAZAMIENTO 
HORIZONTAL DE UN POZO DIRECCIONAL 
 
EJERCICIOS 
 
1.- Con las siguientes Coordenadas de superficie y objetivo : 
Coordenadas de Superficie: S: 134444,66 mts ; O: 12060,09 mts 
Coordenadas de Objetivo: S: 134050,74 mts; O: 12060,09 mts 
Calcular: 
 Dirección 
 Desplazamiento Horizontal 
 Graficar a escala en papel milimetrado la Dirección y el Desplazamiento del 
pozo. 
 
2.- Con las siguientes Coordenadas de superficie y objetivo: 
Coordenadas de Superficie: S: 134319,04 mts; O: 11620,43 mts 
Coordenadas de Objetivo: S: 134050,74 mts; O: 12060,09 mts 
Calcular: 
 Dirección 
 Desplazamiento Horizontal 
 Graficar a escala en papel milimetrado la Dirección y el Desplazamiento del 
pozo. 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 65 
3.- Con la siguiente información geológica y el levantamiento topográfico 
diseñar un pozo direccional tipo tangencial. 
 
Coordenadas de Superficie: S: 16202,64 mts ; E: 13338,99 mts 
Coordenadas del Objetivo: S: 16470,38 mts ; E: 13229,00 mts 
Profundidad final al objetivo (D) : 2090 pies 
Punto de Arranque (KOP) : 347 pies 
Tasa de Aumento de Ángulo : 3º / 100 pies 
Radio de Tolerancia ; 100 pies 
Nota: La tasa de aumento de ángulo y el radio de tolerancia son parámetros pre-
establecidos en la planificación del programa de perforación. 
 
Calcular: 
 Dirección 
 Desplazamiento Horizontal 
 Radio de Curvatura 
 Ángulo de Inclinación Máximo 
 
Graficar 
 Plano vertical (Inclinación) 
 Plano Horizontal (Dirección) 
(Escala, 1 : 100) ó 1 centímetro = 100 pies 
 
Calcular: 
 Profundidad Medida del pozo 
 Profundidad vertical verdadera 
 
Comparar 
 El desplazamiento horizontal graficado con el desplazamiento horizontal 
calculado (deben ser similares). 
 
CAPÍTULO 4 
 
TIPOS DE POZOS DIRECCIONALES 
 
 66 
4.- Con la siguiente información geológica y el levantamiento topográfico 
diseñar un pozo direccional tipo “S” 
 
Coordenadas de Superficie : N: 10000 pies; E: 30000 pies 
Coordenadas del Objetivo : A N: 8260 pies; E: 29534 pies 
Punto de Arranque (KOP1) : 1480 pies 
Tasa de aumento de ángulo : 2º/100 pies 
Radio de tolerancia : 100 pies a la profundidad vertical de 4800 pies (Pvv) 
 
Coordenadas del objetivo: B N: 7432 pies ; E: 29312 pies 
Tasa de disminución de ángulo hasta 0º de inclinación: 2-1/2º/100pies a 6695 pies. 
Radio de tolerancia :100 pies a la profundidad vertical de 7000 pies (Pvv). 
 
Calcular: 
 Dirección 
 Desplazamiento Horizontal 
 Radio de Curvatura uno (R1) y Radio de Curvatura dos (R2) 
 Ángulo de Inclinación Máximo 
 
Graficar: 
 Plano Vertical (Inclinación) 
 Plano Horizontal (Dirección) 
(Escala 1:400) ó 1 cm=400 pies 
 
Calcular 
 Profundidad Medida del Pozo 
 Profundidad Vertical Verdadera del pozo 
Comparar 
 El Desplazamiento Horizontal Calculado con el Desplazamiento Horizontal 
Graficado. 
 
CAPÍTULO 5 
 
MÉTODOS DE ESTUDIOS DIRECCIONALES 
 
 67 
Métodos de Estudios Direccionales 
Método Tangencial. 
Este método se basa en la suposición de que el pozo mantiene la misma 
inclinación y el mismo rumbo entre dos estaciones. Este método presenta 
imprecisiones en el cálculo, especialmente en pozos tipo tangencial y tipo “S”, en 
los que indica un menor desplazamiento vertical y mayor desplazamiento 
horizontal de lo que realmente hay en el hoyo. 
 
Método de Ángulo Promedio. 
Se basa en una suposición de que el recinto del pozo es paralelo al promedio 
sencillo de los ángulos de inclinación y dirección entre dos estaciones. Este 
método es mucho más difícil de justificar teóricamente, sin embargo, lo 
suficientemente sencillo para usarlo en el campo. 
 
 Método de Radio de Curvatura 
Este método se basa en la suposición de que el recinto del pozo es un arco parejo 
y esférico entre estaciones o puntos de estudio. Este método es muy preciso, sin 
embargo, no es fácil su aplicación el campo porque requiere el uso de una 
calculadora o computadora programable. 
 
Método de Curvatura Mínima 
Es el método que probablemente estima en una forma más confiable el 
comportamiento de la direccional en cualquier tipo de pozo, y se basa en la 
suposición de que el pozo es un arco esférico con un mínimo de curvatura, por lo 
que existe un máximo radio de curvatura entre dos puntos o estaciones. Aunque 
este método también comprende muchos cálculos complejos que requieren 
computadora programable, es el de mejor justificación teórica y por consiguiente el 
más aplicable a casi cualquier pozo. 
 
CAPÍTULO 5 
 
MÉTODOS DE ESTUDIOS DIRECCIONALES 
 
 68 
En vista de que la comparación entre los métodos estudiados nos indica para 
algunos imprecisión y para otros precisión pero complejidad en cálculos a nivel de 
campo; nos limitaremos a desarrollar el Método del Ángulo Promedio (Tabla de 
Campo) el cual nos dará los valores necesarios para el posterior ploteo en las 
curvas planificadas tanto en la proyección vertical (inclinación) como en la 
proyección horizontal (dirección). 
A continuación se muestra la tabla de campo, así como las formulas para el 
llenado de dicha tabla. 
 
 
CAPÍTULO 5 
 
MÉTODOS DE ESTUDIOS DIRECCIONALES 
 
 69 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 5 
 
MÉTODOS DE ESTUDIOS DIRECCIONALES 
 
 70 
EJERCICIO DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DEL ÁNGULO PROMEDIO 
 
Con los siguientes datos de campo, llenar la tabla de campo aplicando el Método 
del Ángulo Promedio y plotear los valores de las columnas (vii - ix) y (xiv – xv) en 
el plano de inclinación y dirección del pozo direccional tangencial número 3 del 
capítulo 4. 
 
 MWD PROFUNDIDAD INCLINACIÓN RUMBO 
 (pies) (grados) 
 1 347 ¼ N 80 E 
 2 360 ½S 40 E 
 3 390 1 S 30 E 
 4 420 2 1/2 S 15 E 
 5 550 5 S 15 O 
 6 750 10 S 23 O 
 7 850 12 S 26 O 
 8 950 14 S 26 O 
 9 1050 17 S 28 O 
 10 1150 19 S 27 O 
 11 1250 21 ½ S 26 O 
 12 1350 24 S 26 O 
 13 1450 26 S 25 O 
 14 1550 28 S 25 O 
 15 1650 30 S 25 O 
 16 1750 32 S 25 O 
 17 1850 31.5 S 25,25 O 
 18 1950 32 S 24 O 
 19 2050 31.5 S 24 O 
 
CAPÍTULO 5 
 
MÉTODOS DE ESTUDIOS DIRECCIONALES 
 
 71 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 5 
 
MÉTODOS DE ESTUDIOS DIRECCIONALES 
 
 72 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 6 
 
CORRECCIÓN POR DECLINACIÓN MAGNÉTICA 
 
 73 
Antes de hacer los cálculos es necesario corregir el ángulo de dirección a la 
dirección real, ya que todos los instrumentos de estudios magnéticos están 
diseñados para apuntar hacia el norte magnético, a tiempo que los planos 
direccionales se grafican con relación al norte real. 
El grado de corrección necesaria varía de sitio en sitio. Las variaciones se indican 
en gran número de gráficos que se denominan “isogónicos”. Calculados para 
diferentes localizaciones geográfica. Esto es motivado a que los polos magnéticos 
de la tierra mantienen un campo de magnetismo que puede ir variando con el 
tiempo, por lo que es necesario realizar estudios de magnetismo frecuentemente 
en aquellos lugares donde la precisión debe ser lo más exacta posible. 
En Venezuela podemos mencionar que en la actualidad estamos considerando 
para el Lago de Maracaibo una declinación de 7º Oeste y para el Oriente del país 
una declinación de 12º Oeste. 
Recientemente científicos han elaborado una nueva teoría que explica el por qué 
de los desplazamientos misteriosos del polo norte magnético de la tierra. 
La respuesta puede estar a cientos de kilómetros bajo la superficie, en una zona 
que los investigadores consideran como la de mayor actividad química en el 
mundo. 
Durante alrededor de 1200 años, los geógrafos han advertido cambios periódicos 
en la dirección del norte magnético en la dirección del norte magnético, lo 
suficientemente importante como para obligar a la revisión de mapas, en un 
promedio de un grado por década. 
Para averiguar el por qué de este fenómeno, se realizó un laboratorio en el cual se 
reproducen las condiciones de alta temperatura y presión del lugar donde la manta 
rocosa se encuentra con el magma, a unos 2800 kilómetros bajo la superficie del 
planeta. 
Se cree que esta puede ser la zona de mayor actividad química de la Tierra, esto 
basado en el estudio realizado por científicos de Berkeley y de Santa Cruz. 
CAPÍTULO 6 
 
CORRECCIÓN POR DECLINACIÓN MAGNÉTICA 
 
 74 
Los experimentos sugirieron que el nivel inferior de la capa rocosa reacciona ante 
el intenso calor del magma, incrustando glóbulos de aleaciones ricas en hierro en 
la capa rocosa. 
Dicho material rico en metales desviarán las líneas de campo magnético generado 
en el centro de la tierra, haciéndolas converger en algunas regiones y diverger en 
otras, según la teoría de los expertos. 
Esto influye mucho en la variación de la intensidad del campo magnético medido 
en la superficie de toda la tierra, se dijo en reciente reunión anual de la Unión 
Geofísica. 
El efecto neto de éstas variaciones a lo largo del tiempo, desplaza la ubicación del 
polo norte magnético, la dirección hacia la cual apunta la aguja de una brújula. 
La moderna teoría sostiene que los cambios dentro del magma controlan los 
cambios regionales de intensidad del campo magnético. 
Los investigadores esperan hacer más averiguaciones acerca de las mediciones 
magnéticas, comparándolas con mapas de ondas sísmicas provenientes de la 
región del magma. 
Teniendo éxito en la comprensión de los procesos físicos que se producen ahora 
se podrá entender mejor la causa y la dinámica de inversiones en el campo 
magnético de la tierra, que ocurren una vez cada varios millones de años. 
CAPÍTULO 6 
 
CORRECCIÓN POR DECLINACIÓN MAGNÉTICA 
 
 75 
 
 Figura Nº. Mapa Isogónico de los Estados Unidos 
CAPÍTULO 6 
 
CORRECCIÓN POR DECLINACIÓN MAGNÉTICA 
 
 76 
 
 Declinación 2º Este 
NORTE MAGNÉTICO NORTE VERDADERO AZIMUTH 
 N 42º E ____________________ _____________ 
 N 39º O ____________________ _____________ 
 S 88º O ____________________ _____________ 
 N 89º O ____________________ _____________ 
 N 89º E ____________________ _____________ 
Declinación 4º Oeste 
 N 42º E ____________________ _____________ 
 N 39º O ____________________ ____________ 
 S 88º O ____________________ ____________ 
 N 89º O ____________________ ____________ 
 N 89º E ____________________ ____________ 
Observando el gráfico y dados los valores de declinación, obtener las nuevas 
coordenadas con su conversión a coordenadas polares. 
 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 77 
Pozos Horizontales 
Son pozos perforados horizontalmente o paralelo a la zona productora con la 
finalidad de tener mayor área de producción. 
 
 
Figura Nº 7.1 Perforación de un pozo Horizontal 
 
 
APLICACIÓN PARA LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
Horizontes productores que tienen zonas fracturadas escasamente dispersas en el 
yacimiento, difíciles de atravesar con pozos verticales. 
 
 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 78 
 
• Yacimientos que tienen problemas de conificación de agua. Típicamente, 
intervalos productores emparedados entre una capa suprayacente de gas y 
un acuífero situado abajo. Con los pozos horizontales es posible reducir el 
flujo de agua para un régimen dado de producción. 
• Yacimientos con horizontes productores de poco espesor, en los que se 
requeriría gran número de pozos verticales para efectuar su desarrollo. 
• Obras de recuperación secundaria o terciaria, ya que los pozos horizontales 
pueden incrementar notablemente el índice de inyectividad y mejorar el 
barrido del área circundante. 
• Evaluación de nuevos yacimientos. Los pozos horizontales permiten 
estudiarla evolución geológica y dar información valiosa para programar el 
desarrollo del campo. 
 
TIPOS DE POZOS HORIZONTALES 
 
Los sistemas de perforación horizontal se definen mediante la longitud de radio de 
giro o el incremento angular (BUR), el uso de las técnicas de perforación 
horizontal con motores articulados, nos permite también diferenciar los sistemas 
de acuerdo al tipo de herramienta utilizada. 
 
Existen cuatro tipos o sistemas de pozos horizontales básicos: 
• Radio largo, tasas de incremento de ángulo entre 2-5º/100 pies ( hoyos 8 
½”-12 ½”). 
• Radio medio, tasas de incremento de ángulo entre 8-20º/100 pies ( 
hoyos 6”-8 ½”) motores rígidos. 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 79 
• Radio corto, tasas de incremento de ángulo entre 1-4º/100 pies ( hoyo 
6”)motores articulados. 
• Radio ultra corto tasa de incremento de ángulo de 9º/pie (hoyo 4”) motores 
articulados. 
 Figura Nº.7.2 Tipos de Pozos Horizontales 
 
 
MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN DE POZOS HORIZONTALES 
Actualmente existen cuatro métodos de construcción para pozos horizontales los 
cuales difieren de la forma de construcción del ángulo máximo al objetivo. 
 
 
 
 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 80 
Estos métodos son conocidos como: 
 
1. Métodos de Curva de Construcción Sencilla 
La curva de construcción está compuesta de un intervalo de construcción 
continúa, comenzando desde el punto de arranque (KOP) y finalizando con 
el ángulo máximo al objetivo. Este tipo de curva se perfora generalmente 
con un motor de construcción de ángulo sencillo. 
 
 
Figura Nº. 7.3 Curva de Construcción Sencilla 
 
2. Método de Curva de Construcción Tanque Simple 
La curva de construcción está compuesta por dos intervalos de incremento 
de ángulo, separados por un intervalo tangencial. Generalmente para los 
intervalos de construcción de ángulo se utiliza el mismo ángulo del motor de 
fondo el cual producirá la misma tasa de curvatura. 
 
Figura Nº.7.4 Curva de Construcción Tanque Simple 
 
 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 81 
 
3. Método de Curva de Construcción Tangente Compleja 
La curva tangente compleja utiliza dos intervalos de construcción separados 
por un intervalo tangente ajustable. Este método difiere del tangente simple 
debido a que utiliza una orientación de la cara de la herramienta (tool face) 
en la segunda curva que produce una combinación de construcción y 
movimiento en este intervalo. Dicha curva permite al supervisor en sitio 
ajustar la tasa de construcción vertical cambiando el ángulo de la cara de la 
herramienta (tool face) para asegurarse llegar al objetivo. 
 
 
Figura Nº. 7.5 Curva de Construcción Tanque Compleja 
 
 
4. Método de Curva de Construcción Ideal 
Este método utiliza dos intervalos de construcción, diferenciándose cada 
intervalo en la tasa de incremento de ángulo. Su diferencia con los dos 
métodos anteriores está en la no existencia de una sección tangencial. 
 
 
Figura Nº. 7.6 Curva de Construcción Ideal 
 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 82 
 
MOTORES DE FONDO UTILIZADAS EN PERFORACIÓN HORIZONTAL 
UTILIZADAS 
Los motores de fondo son herramientas que tienen la particularidad de eliminar la 
rotación de la sarta mediante una fuerza de torsión pozo abajo, impulsada por el 
fluido de perforación. 
 
 
Figura Nº. 7.7 Motores de fondo utilizados en perforación horizontal 
 
 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 83 
 
TIPS PARA PERFORAR UN POZO HORIZONTAL 
 
1. Con respecto al taladro de perforación se recomienda, alta capacidad de 
torque, malacate de 4000 HP, top drive de 60000 lbs-pie de torque, bombas 
de lodo de 2000 HP. 
 
2. Con respecto a los drill pipe (tubería de perforación) deben ser de 5”ya que 
se aumenta en un 50% la capacidad torsional. Con respecto a la sarta de 
tubería, se van a utilizar muchos drill pipe (tubería de perforación) y pocos 
heavy weight (tubería extra pesada) espiralados. 
 
3. No se utilizan lastrabarrenas (drill collar). 
 
4. Con respecto al martillo, se debe colocar muy cerca de la barrena y entre 
heavy weight, dos heavy weight por debajo cerca de la barrena y tres 
heavy weight por encima del martillo y por encima de estos se debe colocar 
muchos drill pipe (tubería de perforación) en una relación 3:1 o sea por 
cada heavy weight se deben colocar tres drill pipe (tubería de perforación) 
hasta el final de la curva. No debe colocarse el martillo a nivel de la 
curvatura ni en la sección vertical ya que a este nivel la acción del martillo 
se pierde el efecto a nivel de la curvatura debido a la fricción y cuando la 
onda llegue al final de la mecha (donde está pegada la sarta) la onda ya no 
tiene efecto. 
 
5. Con respecto a los aceleradores, no es convenientes colocarlos en la 
perforación horizontal. 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 84 
6. Con respecto a la selección del fluido de perforación, se debe hacer énfasis 
en las propiedades reológicas, geles, control de filtrado, propiedades 
inhibitorias y lubricidad, además del problema de remoción de los ripios de 
perforación, ya que en un pozo horizontal estos son transportados en un 
anular que varía la inclinación de 90 a 0 grados, y obviamente, los 
parámetros óptimos del fluido de perforación cambiaran de una sección a 
otra. Los lodos de emulsión inversa poseen dos características que 
determinan el éxito de la perforación. 
 
1. Estos fluidos están diseñados con un mínimo de filtrado. Esto crea 
una concentración que permite excelentes características de 
remoción; por ejemplo, no hay deshidratación en el anular o 
incremento del revoque sobre la cara de la formación. 
2. La fase oleosa externa del lodo permite la estabilidad del hoyo y 
excelente lubricidad durante las operaciones de perforación. 
 
7. Con respecto a la terminación de pozos horizontales, se ha reportado una 
cantidad considerable de información sobre como terminar exitosamente 
los pozos horizontales. Sin embargo, no se ha definido un método para 
predecir la selección de estrategias de terminación más efectivas a fin de 
asegurar el aprovechamiento del pozo. Esto se debe a que puede no ser 
práctico o efectivo en costos abrir la longitud terminada del hoyo dentro del 
yacimiento. Entre las terminaciones más comunes para pozos horizontales 
se tienen: pozos terminados selectivamente, utilizando empacadura inflable 
con ranuras alternadas. Sección no ranurada y un liner cementado el cual 
ha sido subsecuentemente cañoneado. 
 
 
CAPITULO 7 
 
TEORIA GENERAL DE LA PERFORACIÓN HORIZONTAL 
 
 85 
 
 
 
Figura Nº 7.8 Completación Original de un Pozo Horizontal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 8 
 
PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 86 
 
SEVERIDAD DE LA PATA DE PERRO (Dog Leg Severity) 
 
Muchos problemas pueden ser evitados prestando especial atención a la tasa de 
cambio del ángulo. Idealmente, el ángulo debería ser construido gradualmente a 
2°/100 pies, con un máximo de seguridad de aproximadamente 5°/100 pies. Sin 
embargo, cambiar el ángulo desde 3° hasta 7 u 8° no es seguro. Un cambio de 
ángulo debe ser distribuido sobre toda la trayectoria. Si un ángulo de 3° es 
añadido ligeramente sobre 100 pies y la dirección horizontal no cambia, 
probablemente no se presentarán problemas durante perforaciones subsecuentes 
o producción. Sin embargo, si el incremento ocurre en los primeros 50 pies, con 
los últimos 50 pies permaneciendo recto la tasa de construcción en los primeros 
50 pies es: 3°*100/50=6°/100pies. 
 
La severidad de la pata de perro es más compleja. Tantos cambios verticales 
como horizontales, deben ser considerados a lo largo de la trayectoria conuna 
inclinación promedio. Si la inclinación se construye ligeramente desde 8 a 12°/80 
pies, la tasa de construcción es 5°/100pies. Pero, si la dirección del hoyo cambia 
25° al mismo tiempo, el factor de severidad de la pata de perro se transforma en 
7°/100 pies y el hoyo tiene una forma de espiral. 
 
Patas de perro severas en la parte superior del hoyo pueden causar ojos de llaves. 
El peso de la tubería de perforación por debajo de la pata de perro forza a la 
tubería contra el lado bajo del hoyo ocasionando una caverna fuera de calibre muy 
pequeña para que una junta o una barra pase a través de ella. Cuando la tubería 
es levantada o bajada, esta puede pegarse en el ojo de llave y tendrá que llevarse 
a cabo una operación de pesca costosa asociada a pérdida de tiempo. 
 
 
CAPITULO 8 
 
PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 87 
 
Si el hoyo está revestido, el revestidor sufre un proceso de desgaste mientras la 
parte baja del hoyo está siendo perforada. Por esta razón es más seguro construir 
el ángulo rápidamente en la parte baja del hoyo que en la parte alta. 
 
 Figura Nº. 8.1 Ojo de Llave 
 
TAMAÑO DEL HOYO 
Los hoyos direccionales de diámetro grande son más fáciles de perforar que los 
hoyos direccionales de diámetro pequeño. Los hoyos de diámetro grande se 
definen como aquellos que varían de 9 5/8” a 12 1/4”. Hay varias razones por las 
cuales es más difícil perforar los hoyos de diámetro más pequeños. Una de las 
razones es que los hoyos de diámetro más pequeño requieren lastrabarrenas y 
tubería de perforación de diámetro pequeño, que son más flexibles; 
consecuentemente, las características de la formación tales como la inclinación y 
rumbo del estrato, limitan la amplitud de aplicación de peso que puede ajustar el 
perforador. 
CAPITULO 8 
 
PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 88 
 
 
También contribuye menos al efecto de péndulo cuando el hoyo se va a regresar a 
la vertical. 
 
Los lastrabarrenas de diámetro grande también presentan problemas, hacen más 
difícil la aplicación del principio de un estabilizador que no gira insertado en la 
sarta de perforación precisamente encima de la barrena para aumentar el ángulo, 
y el área grande de su superficie los hace más propicias a que se peguen contra 
las paredes. 
 
EFECTO DE LA FORMACIÓN 
 
La inclinación y rumbo del estrato de las formaciones afectan el curso del hoyo. 
Cuando una formación laminada tiene una inclinación de 45° o menos, la barrena 
tiende a perforar buzamiento arriba. Los ensamblajes de fondo rígidos o 
empacados de mantenimiento se usan para combatir la tendencia a variar fuera 
del curso. 
 
Figura N°. 8.2 Efecto de la Formación. 
CAPITULO 8 
 
PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 89 
 
Para evaluar el efecto de la formación es necesario considerar un parámetro 
referencial definido como EDA (Efective Dip Angle) 
 
EDA = DIP ANGLE * COS(HOLE DIR-UPDIR DIR) 
 
Donde: 
DIP ANGLE = Angulo de buzamiento del estrato 
HOLE DIR: Dirección del hoyo 
UPDIP DIR: Buzamiento arriba de la formación 
 
Los valores negativos de EDA indican que la perforación direccional se realiza 
Down Dip o Buzamiento abajo, por lo que la formación ejercerá una restricción 
adicional de esfuerzos a ser perforada que si se estuviese perforando Up Dip o 
Buzamiento arriba. 
 
 Figura N°. 8.3 Perforación Direccional Up Dip y Down Dip 
Hole Dir 
Buzamient
o 
UpDIP Dir 
N 
Up Dip Down Dip 
CAPITULO 8 
 
PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 90 
 
HOYOS DE POZOS ADYACENTES 
 
Cuando se desvían varios pozos desde un solo sitio, el magnetismo residual en 
los hoyos de los pozos adyacentes puede influir en el instrumento magnético que 
se usa para hacer un chequeo de la parte superior del hoyo en el pozo que se esté 
perforando. Aunque la cantidad de magnetismo residual es pequeña, puede ser 
causa de que se registren datos erróneos en el chequeo. Este problema ocurre 
más frecuentemente cerca de la parte superior del hoyo. A medida que el pozo se 
aleja de la sección vertical, el problema deja de existir. Se dice que una 
separación de 6 pies entre los hoyos es una separación suficiente para dejar el 
instrumento fuera de la influencia del magnetismo residual. Si se sospecha que 
hay magnetismo residual, el chequeo de la parte superior del hoyo deberá 
correrse con un instrumento giroscópico, que no sea afectado por el magnetismo. 
 
SISTEMA HIDRÁULICO 
 
Una de las piezas más importante requerida para que la perforación direccional 
tenga éxito es la bomba de lodo. El mejor trabajo de control direccional se hace 
con la velocidad máxima de penetración y como normalmente se usan barrenas 
de conos, la bomba deberá ser bastante grande para producir los volúmenes y las 
presiones recomendadas por el fabricante de las barrenas. 
También se necesita una bomba grande para mantener una velocidad de 
circulación alta para sacar efectivamente los ripios. Los ripios más pesados y el 
lodo se arrastran a lo largo del lado más bajo del hoyo a una velocidad menor que 
el lodo limpio en el lado superior. Para controlar este problema es necesario 
utilizar una bomba de lodo de gran capacidad y controlar cuidadosamente las 
propiedades máximas de acarreo y suspensión del lodo. 
CAPITULO 8 
 
PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 91 
 Figura N°. 8.4 Problemas de circulación de lodos 
 
FUERZA DE FRICCIÓN 
 
Solamente una porción del peso de la sarta de perforación se tiene disponible para 
mover las herramientas en hoyos de alto ángulo. 
 
En un hoyo que tiene un ángulo de 70°, más del noventa por ciento del peso de la 
sarta de perforación lo soporta el lado inferior del hoyo. Esto no solamente hace 
difícil girar la sarta de perforación, sino que también desgasta rápidamente la 
tubería y sus uniones. Se puede formar un ojo de llave en el lado inferior del hoyo 
cuando se perforan hoyos alto ángulo en formaciones blandas. Esta misma fuerza 
de fricción también hace más difícil correr el revestidor dentro de un hoyo de alto 
ángulo y esto debe tenerse en cuenta cuando se esté diseñando el revestidor. 
Los centralizadores colocados en el revestidor ayudan a reducir esta fricción y 
aumentan las probabilidades de un buen trabajo de cementación. 
 
 
 
CAPITULO 8 
 
PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 92 
Ventajas y Desventajas 
Ventajas. 
 Posibilidad de obtener más producción por pozo. 
 Mayor producción comercial acumulada por yacimiento. 
 Fortalecimiento de la capacidad competitiva de la empresa en los 
mercados. 
 Aumento de ingresos con menos inversiones de costos y gastos 
de operaciones. 
 Permite reducir el área requerida para las localizaciones ya que 
desde un solo sitio se pueden perforar varios pozos. 
 Permite penetrar verticalmente el estrato petrolífero pero la 
capacidad productiva del pozo depende del espesor del estrato, 
además de otras características geológicas y petrofísicas. 
 
Desventajas 
 Mayor planificación previa de la construcción del pozo. 
 Requiere un monitoreo y control constante de la dirección y la 
orientación del hoyo. 
 Mayor monitoreo de la litología de la zona perforada. 
 Costo más elevado respecto a un pozo vertical. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 93 
 
SISTEMAS DE TECNOLOGÍA DE PERFORACIÓN ROTATORIA 
Son herramientas que tienen la capacidad de perforar tridimensionalmente durante 
la rotación continua de la sarta sin la necesidad de perforación orientada (realizar 
deslizamiento ) y que no requieren detener la perforación para orientar la cara de 
la herramienta (tool face) para ajustar la trayectoria al plan. 
Existen en el mercado varias herramientas que realizan este tipo de perforación,entre las cuales se tienen: 
 Revolution 
 Auto Trak 
 Auto Trak X-Extreme 
 
SISTEMA ROTATORIO “REVOLUTION” 
 
 
Figura Nº. 9.1 Sistema Rotatorio - Revolution 
 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 94 
Perforación con Sistema Rotatorio 
 
 Ensamblaje Sistema Rotatorio con capacidad de perforar 
tridimensionalmente durante la rotación continua de la sarta. 
• No hay necesidad de perforación orientada (Realizar deslizamiento) 
• No se requiere detener la perforación para orientar la cara de la 
herramienta (Tool Face) para ajustar la trayectoria al plan. 
 
Beneficios – rotación continua 
Rotación Continua 
– Baja la probabilidad de pegar la tubería de perforación. 
– Mejora la limpieza del hoyo. 
– Mejor control de ECD’s. 
– Mejor transferencia de peso a la Barrena– incremento en la Rata de 
Penetración. 
– Mejoramiento en la información de las Herramientas de Evaluación 
de Formación (LWD). 
 
• No se requiere realizar deslizamientos 
– Minimiza la probabilidad del efecto pandeo sinosoidal. 
– Menos arrastre por geometría del hoyo. 
 
 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 95 
 
Beneficios – Confiabilidad en el posicionamiento del Hoyo 
 Orientación en la barrena a lo requerido, sin detener la perforación 
– Mejor confiabilidad en el control direccional. 
– Hoyo en calibre. 
• Mejor resolución en la lectura de los registros. 
• Mejora la bajada de revestidores. 
• Garantiza una excelente cementación. 
 
RevolutionTM Información Técnica 
Revolution 
 Sistema de “apuntar la Mecha” (Point the bit system). 
• Rata de desviación controlada en superficie. 
• Ingeniería para hoyos de 6” – 6 ¾” primero, ahora herramientas para hoyos 
de 8 3/8” – 12 ¼”. 
• Pequeño y compacto, transportable por aire. 
– Desplegué rápido 
• Sistema hidráulico “limpio” para larga vida. 
• No hay componentes móviles que estén expuestos al lodo. 
• Sensores cerca a la barrena. 
• Soporta Alta temperatura y altas presiones. 
 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 96 
Revolution Rotary Steerable System 
Tres componentes principales 
– Modulo de Electrónica y Batería 
– Unidad Mecánica 
– Estabilizador “Pivot” 
 
Figura Nº. 9.2 Revolution Rotary Steerable System 
 
 
 
 
Figura Nº. 9.3 Revolution – mecanismo de orientación 
 
 Sistema hidráulico mueve el mecanismo de manejo excéntricamente dentro 
de la camisa de orientación. 
• La bomba proporciona la fuerza motriz para desviar el eje en la dirección 
programada. 
• El mecanismo de manejo se deflecta en la dirección opuesta a lo requerido 
para la desviación del hoyo. 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 97 
• Guías no-rotativas previenen que la camisa gire. Si la camisa empieza a 
rotar el sistema hidráulico re-direcciona para que se mantenga en la 
orientación deseada. 
• Si la manga de orientación comienza a rotar, el sistema de navegación 
dirige la hidráulica para mantener la orientación deseada. 
 
Figura Nº. 9.4 Revolution 4-3/4 – unidad Mecánica 
Revolution – principio de orientación 
• Camisa de orientación no-rotativa. 
• Rotación del eje central maneja la bomba hidráulica. 
• Bomba provee fuerza motriz para desviar el eje en el dirección la 
programada. 
• Modulo electrónico provee control con sistema cerrado. “Closed Loop”. 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 98 
• Sensores internos monitorean la orientación, desviación y la rotación de la 
herramienta. 
 
Figura Nº. 9.5 Revolution – principio de orientación 
 
AUTO TRAK 
Es un revolucionario sistema de tecnología de Perforación rotatoria que transmite 
una eficiencia superior en conjunto con una precisión en la geonavegación y una 
capacidad de alcance ultra extendida. 
 El Auto Trak combina las ventajas de rotación continua con lo avanzado 
sistema de geonavegación. 
 
Figura Nº. 9.6 AUTO TRAK 
 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 99 
 
Es una unidad automatizada que controla la inclinación, la dirección (azimuth) así 
como la rotación de la sarta de perforación. 
La dirección de navegación es definida por presión distribuida selectivamente a 
través de una combinación de controles electrónicos y presión hidráulica en tres 
cojinetes estabilizados que se encuentran sobre la manga. Alguna desviación 
proveniente del pozo programado en su trayectoria es automáticamente corregida 
a través de un control cerrado (closed-loop) sin la necesidad de interrumpir la 
rotación de la sarta de perforación. 
 
 
Figura Nº. 9.7 Partes del AUTO TRAK 
 
 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 100 
 
El Ensamblaje de Fondo (BHA), está conformado por una barrena de diamantes 
policristalino (PDC) especialmente diseñada para realizar un corte más agresivo, 
una computadora que compara los datos de inclinación ,dirección y vibración de 
la herramienta (MWD) Mediciones Mientras se Perfora, para luego controlar la 
navegación y así mantener el ensamblaje en curso, esta computadora también se 
comunica con la superficie, recibiendo comandos y configurando su implantación, 
sensores de inclinación cerca de la mecha alinean el monitor a la mecha y 
continuamente envían mediciones al control cerrado (closed-loop). 
La herramienta hoyo abajo continuamente transmite información procesada en 
sistema status y posición direccional, el computador en superficie recibe esta 
información y muestra la data en tiempo real en perforación dinámica, la 
trayectoria del pozo, curso de navegación y la localización del fondo del hoyo. 
La sarta permite la evaluación de la formación y geonavegación permitiendo recibir 
y mostrar en superficie los registros de resistividad, gamma ray y presión. 
Basada en la información que se reciba en superficie, el operador del Auto Track 
puede redirigir la herramienta en el fondo, cambiar el curso y transmitir diferentes 
sets de datos para mejor alcance de los objetivos del proyecto. 
Esta herramienta supera problemas asociados con sistemas de motores 
navegables que producen hoyos en espiral, debido a la curvatura que poseen 
estos motores, hacen que se perfore en hoyos con sobre medidas, estas 
obstrucciones causan fricción el cual puede limitar el alcance del hoyo y hacen 
más dificil correr revestidores y completaciones. 
El Auto Track también permite que la rotación nunca sea interrumpida ya que 
permite ajustar la trayectoria constantemente a diferencia de los motores 
navegables en el cual se debe parar la rotación para orientar la sarta o girar el 
pozo. 
 
 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 101 
 
Otros beneficios producidos por la herramienta: 
• Menos torque. 
• Menor arrastre. 
• Mejor limpieza. 
• Permitir el uso de mechas PDC y mejorar la eficiencia de perforación. 
• Reducir la fricción de la sarta de perforación. 
• Mantener los cortes de las rocas (ripios) suspendidos. 
• Menor tiempo de perforación. 
 
 
 
 AUTO TRACK X-EXTREME 
 
Auto Track X- Extreme. Para incrementar la rotación de 250 a 400 rpm al sistema 
Auto Track se le ha incorporado un motor de fondo en el BHA el cual se llama 
Auto Track X- Extreme. 
Este sistema permite: 
• Incrementar la rata de penetración. 
• Alcance extendido más lejos. 
• Reduce el desgaste de la sarta de perforación y revestidores. 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 102 
 
Figura Nº. 9.8 Auto Track X- Extreme 
 
PERFORACIÓN PARALELA DE PRECISIÓN (SAGD) 
Sistema Especial de Posicionamiento Mediante Mediciones Magneticas 
(SAGD) 
 
 
Figura Nº. 9.9 Perforación Paralela de Precisión SAGD 
 
CAPITULO 9 
 
ÚLTIMA TECNOLOGÍA EN PERFORACIÓN DIRECCIONAL 
 
 103 
PROCEDIMIENTO PERFORACIÓN SAGD 
 
1.- Se perfora el pozo productor en primer lugar