Fundamentos de la Ingenieria de Perforacion

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Fundamentos 
en 
Ingeniería 
de 
Perforación
Prep:
Ing. Jairo C. Molero
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Fundamentos de la Ingeniería de Perforación
1. Principios de Geología y Yacimientos
2. Sistemas y Componentes
Sistemas de Circulación
Sistemas de Rotación
Sistemas de Rotación y Levantamiento
Sistema de Seguridad
Sistema de Portencia
Tipos de Taladros
3. Fases y Procesos de la Perforación
Fases de la Perforación
Procesos de la Perforación
Proceso Perforar
Proceso Circular
Proceso viajar
Proceso Revestir
Proceso Cementar
Proceso Registrar
Proceso Completar
Proceso Cañonear
Planificacion General
Actividades Complementaria
4. Planificación de la Perforación de un Pozo
Selección de un Taladro
Contratos
5. Tópico Especial
Perforación Direccional, Horizontal y Multilateral
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
OBJETIVO
Analizar y describir en forma general
los aspectos básicos presentes
en las Operaciones e Ingeniería de
Perforación, así como todo lo relativo
a su proceso, con el fin de fortalecer
el conocimiento sobre las actividades
asociadas en la construcción y la
producción de los pozos de petróleo
y/o gas
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
CONTENIDO
Fundamentos en 
Ingeniería 
de Perforación
Geología 
y Yacimiento
Sistemas 
y Componentes
Fases 
y Procesos
Planificación de
la Perforación
5
Principios 
de 
Geología
y 
Yacimiento
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Lutitas, arcillas y limolitas
Areniscas
Carbonatos, yeso y dolomitas
Domo de sal
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
El propósito de este Módulo es dar a conocer algunos de
las teorías asociadas a la Geología y el Yacimiento, que
permitan un mejor entendimiento de la materia en
discusión
 Litología de la formación
 Parte de la Geología que estudia las diferentes
formaciones que se encuentran en la litosfera o
envoltura rocosa que constituye la corteza del globo
terrestre:
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GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Edades y Formaciones de una área
FM.
TIPO D
FM.
TIPO E
EOCENO
MEDIO
Lutitas de
Paují
Arena Basal
A-9/A-10
Lutitas Fosilíferas
grises a negruzcas
Areniscas con 
intercalaciones lutíticas
Arenas
( B0-B1-B2 Y
B3)
Areniscas cuarzosas
de color gris claro
intercaladas
con lutitas negras y
limolitas grises
FM
TIPO B
MIOCENO
FM
TIPO C
FM
TIPO A
EDAD FORMACION MIEMBRO LITOLOGIA DESCRIPCION
PLEISTOCENO Arenas y gravas 
macizas
Lutitas de color gris claro, 
areniscas de color variable 
Lutitas de color verdoso
conglomerados macizos
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
 Teoría Orgánica
 Descomposición y transformación de restos
de animal y vegetal, depositados y enterrados
durante tiempos geológicos milenarios
 Estos bajo la acción de un proceso de
sedimentación y compactación de los estratos,
sometidos a presión y temperatura en el
subsuelo a determinadas profundidades
 Fuentes como estas contribuyen a la
generación del gas natural y/o petróleo
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
 Origen de un yacimiento petrolífero
 Los yacimientos petrolíferos se consideran tienen
origen orgánico. Se requieren de tres condiciones
básicas para su formación
 Un medio rico en contenido orgánico (pantanos,
delta de los ríos, planicies inundadas)
 Proceso de sedimentación rápido a fin de evitar la
descomposición total de la vida (antes de ser
enterrados los elementos orgánicos)
 Trampa de hidrocarburos estructural (ej; fallas,
domo de sal) o estratigráfica (ej: lentes de arena,
arrecifes, canales de ríos y lechos de arena)
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
• Procesos
• Deposición
• Compactación
• Equilibrio 
Hidrostático
Origen de la Presión del Yacimiento
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Muchos de estos procesos geológicos ya mencionados, son
responsables de las presiones a la cual están sometidos los
fluidos en el subsuelo, los mismos se definen de la siguiente
manera:
 Deposición:
 Material detrítico llevado por los ríos hacia el mar, el
cual sale de la suspensión y se deposita
 Sedimentos no consolidados, ni compactados, teniendo
así un relativa alta “porosidad” (espacio donde el líquido
puede alojarse) y “permeabilidad” (interconexión de los
espacios porosos de una roca o sea porosidad efectiva)
 A través del espacio entre los granos, el agua de mar
mezclada con estos sedimentos se mantiene comunicada,
generando una presión de formación o yacimiento igual a
la columna hidrostática del agua
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
 Compactación:
 Una deposición sucesiva y continua de los sedimentos, hace que
exista una aumento en la profundidad de asentamiento
 Los granos de las rocas previamente depositados van a estar
sujetos a través de los puntos de contacto grano a grano de una
mayor carga.
 Esto causa un reacondicionamiento de los mismos en un
espacio más estrecho, resultando en un sedimento mas compacto
y de menor porosidad
 Equilibrio Hidrostático:
 El proceso de compactación en forma continua, hace que el
agua se expele de su espacio poroso, el equilibrio hidrostático se
mantendrá siempre que exista una trayectoria de flujo
relativamente permeable hacia la superficie, el gradiente de flujo
que se requiere para poder expeler el agua de compactación será
muy pequeño hacia arriba
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Presiones existentes en un Pozo
Ph: Presión Hidrostática
Pyac: Presión del Yacimiento
Pfract: Presión de Fractura
Psc: Presión de Sobrecarga
Pcirc: Presión de Circulación
Ph
Pyac
Pfrac
Psc
Pcirc
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
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TIPOS RANGO (psi/pie)
Sub-Normal < 0.433
Normal 0.433 ≤ Normal ≤ 0.465
Anormal > 0.465
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
 Presión Hidrostática (Ph)
 Presión ejercida por una columna hidrostática de fluido en
cualquier parte del hoyo, depende directamente de la
densidad o peso del fluido en uso y de la columna
vertical verdadera de dicho fluido
 Presión del Yacimiento (Pyac)
 Presión a la cual se encuentran los fluidos confinados
dentro de la formación, dichos fluidos pueden ser agua, gas
o petróleo. Existen tres tipos de Pyacimiento:
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 Origen de las Presiones Anormales
 Compactación:
 Migración de los fluidos a zonas de menor
esfuerzos, interrupción del proceso (capa
impermeable) fluidos entrampados los cuales
originan presiones anormales
 Diagénesis:
 Alteración química de la roca debido a procesos
geológicos (arcilla bentonítica a arcilla ilítica debido
a su deshidratación)
 Levantamiento Tectónico:
 Asociados a procesos geológicos, disminución del
relieve por plegamiento, deformación plástica,
fallamiento, erosión, etc.
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
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GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Densidad diferencial:
 Fluidos contenidos en los poros con densidad menor
que la menor densidad de los fluidos del área
 Migración de Fluidos:
 Flujo hacia arriba a una formación somera de los
fluidos de un yacimiento más profundo, esto puede ser
natural o inducida por fugas en el Rev. de Producción,
técnicas incorrectas de cementación o completación,
proceso de inyección, abandono incorrecto de pozos
 Fallas
 Redistribución de Sedimentos y Yuxtaposición de zonas
permeables a zonas impermeables, inhibición de flujo de
fluidos a regiones de equilibrio hidrostático
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GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Osmosis:
 Flujo espontáneo de una formación más concentrada
(recargada) a otra separada por una membrana
 Técnicas de Detección
 La detección de las presiones anormales pueden
considerarse esencial en la perforación de pozos
profundos, dentro de sus ventajas principales podemos
mencionar:
 Mejores ROP (uso de densidades de menorvalor)
 Mejor selección de los puntos de asentamiento
 Mínimos problemas de pérdidas o de arremetidas
 Reducción de tiempos de perforación y costos
operacionales involucrados
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Lecho
Marino 
o de río
Formación
permeable
Presión
Normal
Presión
anormalmente
presurizada
Estratos Geológicos
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
 Métodos de Detección
 Existen varios Métodos para determinar zonas de
Presiones Anormales, a continuación se mencionan
algunos de ellos:
 Antes de la Perforación
 Métodos Sísmicos, Porosidad de las lutitas
 Durante la Perforación
 Incremento de: ROP, cloruros, temperatura de
retorno y disminución de: densidad de las lutitas,
Exp “dc”, densidad del lodo por corte por gas
 Después de la Perforación
 Métodos Sónicos, Resistividad y Conductividad
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
 Presión de Fractura (Pfrac)
 Presión que resiste la formación a ser inyectada ó
fracturada, generalmente a nivel de la zapata
 Presión de Sobrecarga (Psc)
 Presión ejercida por la masa de fluidos y sólidos
existentes en los diferentes estratos atravesados, depende
de la gravedad especifica de los fluidos y de los sólidos,
así como del volumen poroso
 Presión de Circulación (Pcirc)
 Presión necesaria para vencer las pérdidas por fricción
existentes en las diferentes áreas por donde el fluido
circula. Un porcentaje de este valor influye durante la
perforación directamente sobre la presión del yacimiento
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Ph
Pyac
Pfrac
Psc
Pcirc
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Relación entre las presiones
Ph > Pyac
Ph < Psc
Ph < Pfrac
Pyac < Psc
% Pcirc + Ph > Pyac 
% Pcirc + Ph < Pfrac ó Psc
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
CURVA TÍPICA DE PRESIONES
presiones de lodo y formación
b a jo
b a lan ce
p o ro
frac tu ra
Sobre
balance
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
 Riesgos involucrados
 Arremetida
 Entrada de fluido del yacimiento al pozo el cual
puede ser controlable
Se presenta cuando la Pyac se hace mayor por
cualquier motivo a la Ph.
 Reventón
 No pudiendo controlarse la Arremetida sucede el
Reventón, el cual es un flujo descontrolado que sale
del pozo hacia la superficie
 Esto pudiese llegar a ocasionar daño a vidas,
ambiente y equipos y por supuesto la pérdida del pozo
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Sustitución de un Preventor en un Reventón
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Reventón de un pozo Costa Afuera
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
Pozo de alivio y Reventón cercano
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
GEOLOGÍA Y YACIMIENTO
 Pega de la tubería
 Proceso en la cual la tubería se adhiere a las paredes
de la formación, esto puede suceder por un diferencial de
presión alto entre la Ph y la del Pyac, o quizás por
problemas en la geometría del hoyo
 Derrumbe del pozo
 Atascamiento de la tubería que sucede cuando las
paredes de la formación caen por encima de la mecha o
barrena de perforación y los tubulares presentes
 Pérdida de circulación
 Traslado de fluido del perforación desde el pozo hacía
el yacimiento, produciendo un inminente daño a la
formación, así como otras contingencias
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Sistemas
y
Componentes
(Tipos de Taladros)
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
SISTEMAS Y COMPONENTES
 Sistemas
 Es todo grupo de equipos y/o componentes necesarios
para lograr el objetivo de finalizar un trabajo en el menor
tiempo posible y con los mejores índices de seguridad
 Sistema de Levantamiento
 Sistema de Circulación
 Sistema de Rotación
 Sistema de Seguridad
 Sistema de Potencia
 Componentes
 Es todo parte o pieza requerida que de manera integral
ponen en funcionamiento los diferentes equipos de cada
uno de los sistemas
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 Sistema de Levantamiento
 Componentes:
 Estructura (Torre o Cabria) y Sub-estructura
 Bloque viajero y Bloque corona
 Gancho
 Cable o Guaya de Perforación
 Malacate y Accesorios
 Elevadores, cuñas y accesorios
 Llaves de esfuerzos
 Consola del Perforador con sus Intrumentos
 Encuelladero
 Winches auxiliares
 Rampa
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
SISTEMAS Y COMPONENTES
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Sistema de Levantamiento
Torre
ò Cabria
Subestructura
Guaya
Bloque viajero
Gancho
Bloque corona
Dog House
Malacate
Encuelladero
Rampa
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
SISTEMAS Y COMPONENTES
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
SISTEMAS Y COMPONENTES
Sistema de Levantamiento
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 Sistema de Circulación
 Componentes:
 Fluidos de perforación
 Tanques generales de fluidos
 Bombas principales y auxiliares
 Tubo Vertical (Stand pipe)
 Manguera de Circulación
 Linea de Flujo o retorno (Flow Line)
 Equipos de Control de Sólidos
 Fosas de asentamiento
 Desgasificadores y Separadores de Gas
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
SISTEMAS Y COMPONENTES
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Sistema de Circulación
Bombas y tanques del fluido
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MECHA 12 ¼”
Mud 
Pump
Swivel
Kelly or Topdrive
Annulus
Rotary Hose
Standpipe
Drillpipe
Wellbore
12 ¼” Bit
Drill Collars
Rig Floor
Flow 
Line
Formations
Casing
BOP
Drilling Mud
Shakers
Mud Pits
Oil/Gas
Standpipe or 
Circulating 
Pressure
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
SISTEMAS Y COMPONENTES
Sistema de Circulación
Sistema de Rotación
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Zaranza (cortes) Desarenador (arena)
Equipos de Control de Sólidos
Sistema de Circulación
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Desgasificador
Separador de gas
Sistema de Circulación
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Sistema de Rotación
 Componentes:
 Mesa Rotaria y accesorios
 Tubería de perforación (drill pipe) 
 Barras (drill collars) 
 Tubería pesada (hevi-wate)
 Mecha o barrena
 Cuadrante (kelly) y accesorios
 Top Drive
 Unión giratoria (swivel)
 Herramientas especiales de fondo
 Motores de fondo
 Turbinas
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Mesa
Buje Maestro
Buje del Cuadrante
Sistema de Rotación
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Top Drive
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SISTEMA DE ROTACION Y LEVANTAMIENTO
ANTIRESBALANTES
HOYO RATON
CUÑAS
MALACATE
LLAVES
SPINNER DE 
LA TUBERIA
CUÑAS DE 
LAS 
BARRAS
MESA 
ROTARIA
TUB. DE PERF.
LINEA DE 
LAS LLAVES
CARRETO 
DE LA 
GUAYA
CROWN-O-MATIC
SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PARADA DE PORTAMECHAS 
(BARRAS O BOTELLAS)
Sistema de Rotación y Levantamiento
PARADAS DE TUBERIA DE PERFOR.
VIAJE CON TUBERÌA CON EL 
PERSONAL DEL PISO DEL 
TALADRO
LLAVES DE LAS TUBERÌAS
ARREGLO DEL WINCHE ENTRE 
EL PERSONAL
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Sistema de Seguridad
 Componentes:
 Válvulas preventoras (BOP´s)
 Anular o Esférico
 Arietes o Rams de Tubería
 Arietes o Rams Ciego (Blind Rams)
 Arietes o Rams de Cizalla (Shear Rams)
 Unidad acumuladora de presión
 Múltiple de estranguladores (kill manifold)
 Estrangulador manual o remoto (super-choke)
 Línea de matar (kill line) 
 Línea del estrangulador (choke line)
 Válvula de descarga (HCR o portón)
 Válvulas auxiliares (kelly cock, preventor 
interno)
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Sistema de Seguridad
Arreglo de BOP´s
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
BOP´s Esférico
Shaffer
BOP´s de Arietes
Cameron Tipo“U”
Sistema de Seguridad
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Sistema de Seguridad
Unidad Acumuladora de Presión
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Sistema de Seguridad
Unidad Acumuladora
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Sistema de Seguridad
Estrangulador (Choke) Remoto
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Sistema de Potencia
 Componentes
 Motores primarios
 Generadores
 Trasmisión de Potencia
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Sistema de Potencia
 Motores Primarios:
 Generalmente son de combustión interna, siendo
el combustible más utilizado el Gas Oil.
 Estos motores pueden estar acoplados
directamente con los equipos (Taladros Mecánicos)
o acoplados a Generadores encargados de suplir
potencia eléctrica (Taladros Eléctricos)
 El movimiento de los equipos o componentes de los
sistemas, es proporcionado por motores secundarios
y estos pueden ser convertidos en combustión
interna o eléctricos
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Motores Primarios
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Generadores
 Cambian la potencia mecánica
desarrollada por los motores primarios en
corriente eléctrica y generalmente son de
corriente alterna
 Las bobinas de inducido del motor
generan un campo magnético al girar, esta
corriente inducida es tomada de las bobinas
del estator mediante conexiones directas
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Transmisión de Potencia
 La potencia generada por los motores primarios,
debe transmitirse a los equipos para proporcionarle
el movimiento
 Si el Taladro es Mecánico, esta potencia se
transmite directamente del motor primario al
equipo
 Si el Taladro es Eléctrico, la potencia mecánica
del motor se transforma en potencia eléctrica con
los generadores, luego, esta potencia eléctrica se
transmite a los motores eléctricos acoplados a los
equipos, logrando su movimiento
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Taladros Mecánicos Taladros Eléctricos
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Tipos de Taladro
 Existen varios tipos de Taladros, tanto para tierra como
para agua. Los Taladros de tierra se clasifican en:
Taladros para perforar pozos someros o pozos profundos.
Los mismos, pueden ser desde un Camión con el Mástil
incorporado hasta un Taladro de mayor potencia
 Así mismo, estos Taladros pueden ser verticales
convencionales o inclinados. Los Taladros modernos
poseen la facilidad de auto vestirse y auto desvestirse, lo
cual representa un ahorro considerable en cuanto a esta
actividad
 Para el caso de los Taladros de agua la variedad si es
más compleja, ya que estos taladros poseen diferentes
formas y nombres, anexo podemos ver algunos de ellos en
sus distintas versiones
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Taladros de Tierra
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SISTEMAS Y COMPONENTES
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Taladros de Agua
CANTILEVER
SEMI SUMERGIBLE BARCO DE PERF, JACK UP PLATAFORMA
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Fases 
y 
Procesos
de la 
Perforación
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Fases de la Perforación
 Son todas aquellas etapas necesarias para poder
alcanzar la zona productora de hidrocarburos
seleccionada. Dependiendo de ciertas características del
yacimiento algunos pozos se perforan en dos o más fases
 Fases más comunes en pozos profundos
 Fase I Hoyo Piloto 36”
 Fase II Hoyo Conductor 26”
 Fase III Hoyo Superficial 17 ½”
 Fase IV Hoyo Intermedio 12 ¼”
 Fase V Hoyo Producción 8 ½”
FASES Y PROCESOS
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
26”
17 1/2”
12 1/4”
8 1/2”
Hoyo
Conductor
Hoyo de
Superficie
Hoyo 
Intermedio
Hoyo de 
producción
Fases más comunes
FASES Y PROCESOS
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Procesos de la Perforación 
 El proceso de Perforación de un Pozo, posee una
serie de pasos los cuales se repiten de manera similar
para cada unos de los proyectos de construcción, a
saber:
 Perforar
 Circular
 Viajar
 Revestir
 Cementar
 Registrar
 Completar
 Cañonear
 Planificación general
 Actividades Complem.
FASES Y PROCESOS
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Perforar
 Este proceso es la esencia en la construcción de un
pozo, de él se inicia todo los elementos que formarán
finalmente el proyecto y que culminaría con la
producción de las arenas seleccionadas
 Mechas
 Herramienta básica del proceso de perforación,
conocida igualmente con el nombre de Barrena,
Broca ó Trepano
 Se utiliza para cortar y penetrar las distintas
formaciones que se encuentran en la envoltura
rocosa que constituye la corteza terrestre
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Lutitas, arcillas y limolitas
Areniscas
Carbonatos, yeso y dolomitas
Domo de sal
 Su selección dependerá de ese tipo de formación a penetrar
en sus distintas fases, tal que la misma pueda atravesarlas en
el mejor tiempo posible, garantizando la optimización de su
velocidad de penetración (ROP)
FASES Y PROCESOS
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Tipos de Mechas o Barrenas
 Mechas de Conos: Maquinadas e Insertos
 Mecha de Diamantes Policristalinos (PDC)
 Mechas de Diamantes Naturales
 Mechas para Toma de Núcleos
FASES Y PROCESOS
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Mechas o Barrenas de Conos 
Maquinados ó de Insertos CT
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Mechas o Barrenas de Conos
Cojinete de Fricción y Canal de lubricidad interna
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Mecha de Insertos de Carburo de Tungsteno 
(Tricónica)
Mecanismo: Trituración
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Mecha de Diamantes
Policristalinos (PDC)
Mecha de 
Diamante Natural
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Mecha P.D.C 
Mecanismo: Cizallamiento
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Mecha de Diamante Natural 
Mecanismo: Fricción ó Abrasión
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Perforar
 Sarta de Perforación
 La sarta de perforacióm son componentes metálicos
armados en forma secuencial que conforman el
ensamblaje de fondo (BHA) y la tubería de
perforación, a fin de cumplir las siguientes funciones:
 Proporcionar peso sobre la mecha o barrena (PSM)
 Prueba de perforabilidad (Drill off test)
 Conducir del fluido en su ciclo de circulación
 Darle verticalidad o direccionalidad al hoyo
 Proteger la tubería del pandeo y de la torsión
 Reducir patas de perro, llaveteros y escalonamiento
 Asegurar la bajada del revestidor
 Reducir daño por vibración al equipo de perforación 
 Servir como herramienta complementaria de pesca
 Construir un hoyo en calibre
 Darle profundidad al pozo
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Componentes:
 Barras ó botellas de perforación (drill collars) 
 Tubería de transición (hevi-wate)
 Tubería de perforación (drill pipe)
 Herramientas especiales
 Substitutos
 Cross-over
 Estabilizadores
 Martillos
 Motores de fondo 
 Turbinas
 Camisas desviadas (bent housing)
 MWD / LWD
 Otras herramientas (cesta, ampliadores, etc)
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Barras o Botellas Tubería de Transición Tubería de Perforación
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• Estabilizadores
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Martillo Mecánico Martillo Hidráulico77
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Motor de fondo
Estator
Rotor
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Turbina de fondo
Álabes
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
DP (5”)
HW 
(5”)
DC (8”)
MECHA 
12-1/4” MECHA 
12.1/4”
MWD + LWD
BARRAS
(6-3/4”)
HW 
(5”)
MARTILLO 
(6-1/2”)
HW 
(5”)
DP (5”)
MOTOR/ BH 
2 1/2°
Sarta Vertical Sarta Direccional
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Aspectos mecánicos
 Conocidas las diferentes formaciones a penetrar, es
necesario considerar los factores mecánicos que
permitan optimizar la velocidad de penetración (ROP).
 Dichos factores mecánicos son:
 Peso sobre la mecha o barrena (P.S.M)
 Revoluciones por minuto (R.P.M)
 Las variables involucradas para seleccionar los
factores mecánicos son:
 Esfuerzo de la matriz de la roca
 Tamaño y tipo de mecha
 Tipo de pozo
 Tipo de herramientas de fondo
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
?
Factores Mecánicos
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Circular
 El control primario de un pozo recae sobre el fluido de
perforación, el cual es el principal componente en un
sistema de circulación
 Fluido
 Es toda sustancia que se deforma al aplicarle un
esfuerzo por muy pequeño que el mismo sea
 Tipos de Fluidos
 Newtoniano: Fluido que se deforma inmediatamente al
aplicar un esfuerzo por muy pequeño que este sea, ej: el
agua
 No Newtoniano: Fluido que requiere de un esfuerzo de
corte inicial para comenzar a deformarse, ej: el fluido de
perforación
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Funciones del Fluido de Perforación
 Remover y transportar los cortes del hoyo
 Proveer presión hidrostática – control del pozo
 Transmitir potencia hidráulica a la mecha
 Refrigerar y lubricar la sarta de perforación
 Refrigerar y lubricar la mecha o barrena
 Mantener los sólidos o cortes en suspensión
 Proveer de una torta o revoque a la pared del pozo.
 Proveer información sobre el pozo
 Prevenir la corrosión
 Proveer transmisión de datos para herramientas y
motores de fondo
 Brindar seguridad al personal y medio ambiente
 C U L P A
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Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Reología de los Fluidos
 Ciencia de la fluidez de la materia que describe el
comportamiento del flujo de fluidos
 Regimenes de Flujo
 Es el comportamiento del fluido en movimiento, o sea
asociado a la velocidad del fluido durante el proceso de
circulación en el hoyo
 Tipos de Regímenes de Flujo
 Laminar: Prevalece a bajas velocidades y la relación del
esfuerzo de corte y la tasa de deformación esta gobernada por
las propiedades viscosas del fluido en movimiento
 Turbulento: Prevalece a altas velocidades y la relación antes
mencionada depende de la propiedades de inercia del fluido en
movimiento
85
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Tipos de Fluidos más utilizados
 Fluidos gaseosos
 Aire comprimido
 Espuma
 Nitrógeno
 Fluidos base agua
 Base agua fresca
 Base agua salada
 Fluidos base aceite
 Base aceite
 Base diesel
 Aceites diesel refinados
 Aceites sintéticos
86
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Propiedades de los Fluidos
 Densidad
 Medida del peso de un fluido (lodo) con relación a un
determinado volumen (lbs/gal)
 Viscosidad
 Resistencia de un fluido a fluir que depende de la
cantidad de sólidos inertes contenidos en el fluido (que no
reaccionan con él)
 Punto cedente
 Resistencia de un fluido a fluir debido a su intercambio
molecular. Medida de la Tensión superficial dinámica
 Resistencia Gel
 Capacidad de fluido de mantener los sólidos en
suspensión. Medida de la tensión superficial estática
87
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Equipos de medición de las propiedades
88
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Hidráulica de Perforación
 Función del fluido de perforación que bajo selección
adecuada de sus Métodos y Diseño óptimo resulta en
mejoramiento de la velocidad de penetración
 Métodos Hidráulicos
 Método de Máximo Impacto Hidráulico
 Impacto que se produce al salir los fluidos de
la mecha o barrena. Utilizado para formaciones
poco consolidadas
 Método de Máxima Potencia Hidráulica
 Maximizando la Potencia al salir los fluidos
de la mecha. Utilizado para formaciones
consolidadas
89
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Factores Limitantes
 Caudal mínimo
 Garantiza la limpieza de los cortes del fondo del pozo
 Caudal máximo
 Limitado por las características de la bomba del taladro
 Caudal crítico
 Para evitar problemas de cavernas o lavado del hoyo
 Presión máxima
 Depende de las características de la bomba del taladro
 Caudal óptimo
 Garantiza la pérdida de presión óptima en la mecha de 
acuerdo al Método Hidráulico seleccionado
90
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Factores Hidráulicos
R.O.P opt.
Hidráulica
(Q, Área, Presión)
91
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Viajar
 Etapa del proceso general donde intervienen varios de
los Sistemas del Taladro, pero principalmente el personal
que conforman las cuadrillas de perforación
 Razones para el viaje:
 Profundidad planificada y alcanzada (total o de la fase)
 Desgaste de la mecha y sustitución de la misma
 Cambio de la sarta o de algunos de sus componentes
 Problemas con el fluido de perforación
 Margen de viaje:
 Valor adicional agregado a la densidad del fluido, a fin
de garantizar que durante viaje no se presente debido a un
condición estática una contingencia de arremetida
92
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Conectando y Apretando
Herramienta
Conectando Tubería
Apretando Tubería
93
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Existen dos efectos que están relacionados con la
actividad de viajar y que directamente involucra a las
cuadrillas de perforación y a su proceso
 Cualquier presencia de estos eventos pueden causar
problemas en el pozo, tales como: Arremetidas, Pérdidas de
circulación, Daño a la formación.
Estos efectos son:
 Efecto de succión:
 Conocido con el nombre de Suabeo (swabbing),
el cual es aligerar la columna del fluido de
perforación disminuyendo por ende su Presión
Hidrostática
94
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Efecto de surgencia:
 Conocido con el nombre de efecto pistón, es producido
por una inapropiada forma de viaje hacia el fondo del
pozo.
 Estos efectos dependen de varios factores, a saber:
 Velocidad de viaje
 Velocidad de viaje nunca menor de 15 seg/tubo
 Reología de los fluidos
 Menor viscosidad y gelatinosidad posible
 Espacio anular existente
 Debe existir la suficiente luz entre el hoyo y las
barras o botellas de perforación para que el
fluido pase libremente a ese espacio anular
95
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Análisis de los Efectos de Suabeo y Surgencia
96
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Revestir
 Una vez finalizada la perforación del hoyo en cada una
de las fases, es necesario recubrir y fijar una tubería que
permita continuar con las próximas fases
 Esta tubería se denomina Revestidor (Casing), la cual
es colocada en un Punto ó Profundidad de Asentamiento
previamente planificada siguiendo criterios de selección,
a saber:
 Presión del Yacimiento
 Densidad del fluido a utilizar
 Presión de Fractura de la formación
 De nuevo la relación de las presiones juega un papel
preponderante al momento de seleccionar la profundidad
97
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Objetivo de los Revestidores
 Algunos de losobjetivos generales de los revestidores
que conformarían las Fases antes mencionadas son:
 Piloto: Es una tuberia hincada o pilote marino (percusiòn). 
 Conductor: Evita erosión de los sedimentos superficiales
 Superficial: Evita contaminación de los yacimientos de agua
dulce. Soporte para la instalación de los BOP´s
 Intermedio: Aisla zonas de presiones anormales y
problemáticas
 Producción: Aisla las formaciones a ser producidos
 Liner: Su utilización dependerá de los objetivos trazados
98
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
N
S
EO
99
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
20”
13 3/8”
9 5/8”
7”
Conductor
Superficial
Intermedio
Liner
Sarta de Revestimiento más común
100
CURSOS HRS
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Hoyo de 12 1/4”. REV.- 9 5/8” @ 15455’ MD
KOP a 12400’ 
Nar-1 
Nar-2 
Nar-3 
Hoyo 8 3/8”. Rev. 7 5/8” @ 65°,15938’ MD)
KB 
Nar-4 
Nar-5 
KP 
Fondo 19625’ MD 75° Desp. Horiz. = 4400’
Hoyo de 17 1/2”. Rev.- 13 3/8” @ 6450’ 
Hoyo de 26”. Rev.- 20” @ 1000’ 
101
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Revestir
 Características de los Revestidores
 Diámetros externos e internos
 Drift Diameter
 Peso y Grado de acero
 Conexión
 Resistencia al Colapso
 Resistencia al Estallido
 Resistencia a la Tensión (cuerpo y conexión)
 Cuello Flotador:
 Herramienta que impide el retorno de los fluidos al
interior del revestidor
 Zapata:
 Guía del revestidor a fin de bajarlo sin dificultad
102
FASES Y PROCESOS
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
103
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Cementación
 Función
 La función principal la fijación del revestidor a las
paredes del hoyo para garantizar la perforación de la
próxima fase, cumpliendo algunas de las siguientes
razones:
 Proteger y asegurar la tubería en el hoyo
 Aislar zonas de agua superficial y evitar
contaminación de las mismas
 Aislar zonas indeseables y zonas de diferentes fluidos
 Evitar o resolver problemas de pérdidas de
circulación, pegas de tubería, abandono de zonas no
productoras
 Tipos de Cementación
 Primaria
 Secundaria
104
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Cementación
 Primaria
 Una vez bajado los diferentes revestidores se realiza una
Cementación convencional, utilizando para ello un
procedimiento que involucra: tapones, espaciadores,
lechadas (barrido o cola), aditivos generales de acuerdo al
tipo de pozo, fluido de desplazamiento
 Secundaria
 Este tipo de Cementación se puede describir como el
proceso de forzamiento de lechadas de cemento, debido a un
defecto de la Cementación primaria o por sellar, abandonar
o proteger la migración de fluidos
 Este tipo de Cementación, conlleva a unos procedimientos
más especializado para la solución de problemas existentes
 Anexo un Procedimiento y el Proceso Global
105
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
2.010’
P
R
E
F
L
U
J
O
Cementación y Top Job
SUP.
1.000’
106
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Cementación de las Fases
Lechada de Barrido:
Cemento clase “H”
Volumen: 408 BLS
Densidad: 98 lbs/pc (13.1 lbs/gal)
Lechada de Anclaje:
Cemento clase “H”
Volumen: 154 BLS
Densidad: 121 lbs/pc (16.2 lbs/gal)
Lechada de Anclaje:
Cemento clase “H”+Aditivos
Volumen: 204 BLS
Densidad: 121 lbs/pc (16.2 lbs/gal)
Lechada de Anclaje:
Cemento clase “H”+Aditivos
Volumen: 68 BLS
Densidad: 121 lbs/pc (16.2 lbs/gal)
107
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Lodo base aceite
Espaciador base aceite
Lechada de cemento
p1 > p2 > p3 > p4 > p5p4 Pc4
Pc1 > Pc2 > Pc3 > Pc4> Pc5
LODO p = Densidad
Pc = Punto Cedente
p3
Pc3
p2 Pc2
Espaciador base agua
Lavador base aceite
p5
Pc5
p1 Pc1
Cementación del Pozo
108
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
POZO
Fabrica de cemento
TANQUE DE
MEZCLADO
ALMACEN
DE ADITIVOS
LABORATORIO
TOLVAS DE 
CEMENTO, 
SILICA, 
BENTONITA...
FILTRO
COMPRESOR
BALANZA 
ADITIVOS
RECOLECTOR
DE POLVO
AIRE
PRUEBA
DE 
TANQUE
PRUEBA
PILOTO
PROCESO GLOBAL DE CEMENTACIÓN
109
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Registrar
 El proceso de Registrar las distintas arenas
prospectivas en un pozo, se basa en las
siguientes razones:
 La localización y evaluación de los yacimientos de
hidrocarburos
 Suministrar información necesaria para elaborar
un mapa estructural del subsuelo, así como litología,
identificación, profundidad y espesor de las zonas
productoras
 Informar sobre la interpretación cuantitativa y
cualitativa de las características del yacimiento y de
los fluidos que contiene
110
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Registrar
 Tipos de Registros
 Registros de litología
 Identificación litológica a partir de la cual se
interpreta los diferentes tipos de formación, ej: SP/GR
 Registros de Resistividad
 Identificación de las propiedades físicas de la roca,
su medición se usa en los cálculos de saturación de
agua y por consiguiente de hidrocarburos, ej:
eléctricos, inducción doble, de contacto, etc
 Registros de Porosidad
 Determinar el volumen en los poros, ej: densidad,
newtrón, velocidad acústica
111
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Muestra de Registros Eléctricos
112
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Registros durante la Perforación del Pozo
113
CURSOS HRS
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
REGISTROS 
ELÉCTRICOS 
(IND-GR)
Tomado con LWD
PEGA DIFERENCIAL @ 16154’
114
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Completar
 Mecanismo de Producción
 Es el mecanismo natural o artificial que permitirá la
producción de las arenas seleccionadas en forma individual
o conjunta. Su producción dependerá de las características
de dichas arenas, así como su presión de yacimiento
 Tipos de Completación (Terminaciones)
 Mecánicas
 Sencilla
 Selectiva
 Térmica
 Doble
 Especiales
 Profundo, desviados u horizontales, para inyección e
vapor, agua y/o gas, pozos con crudo ácidos (H2S, CO2)
115
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Completaciones Mecánicas
116
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Completación Doble
117
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Tecnología aplicada en áreas 
donde se requiere optimizar los
procesos de producción 
Completaciones Monobore
118
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Profundos / cretáceos
 Altamente desviados / Horizontales
 Para inyección de vapor
 Para inyección de agua y/o gas
 Pozos con crudos ácidos ( H2S, CO2)
Completaciones Especiales
119
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
119
Halliburton
Flow Meter
Completaciones Inteligentes
120
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Completar
 Aspectos a considerar:
 Revestimiento del Hoyo
 Referida a la forma de proteger el hoyo con la
tubería de revestimiento, de acuerdo con la
profundidad y tipos de formaciones productoras
 Disposición del Equipo de Producción
 Diseño de los equipos de tuberías, empacaduras,
niples etc., conectadas entre sì a fin de permitir la
producción de las zonas con hidrocarburos
 Número de zonas productoras
 Cantidad de lentes productivos, los cuales dependen
de su potencial y su profundidad
121
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Completar
 Consideraciones para el Diseño
 Factores Ambientales
 Aquellos que influyen en el sistema o lo limitan, pero
acerca de los cuales no puede hacerse nada., tales
como: ubicación del pozo, profundidad, presión,
temperatura,configuración, mecanismo de producción
 Restricciones del entorno
 Factores que impiden que el sistema funcione todo el
tiempo, tales como: cementación primaria, daño,
conificación, corrosión
 Recursos disponibles
 Elementos que ayudan a que el sistema logre sus
objetivos, tales como: tasa de producción, estimulación,
reparaciones futuras, posible inyección de fluidos,
seguridad
122
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Proceso: Completar
 Equipos utilizados en una Completación
 Tubería de producción
 Empacaduras
 Mangas o camisas de circulación
 Niple de asiento
 Válvulas de Gas Lift
 Acoples de flujo
 Sensores de fondo
 Válvulas de seguridad
 Equipos utilizados para la Producción
 Árbol de navidad (Flujo Natural)
 Balancin (Bombeo Mécanico)
 Bomba Electro Sumergible (B.E.S)
 Bomba de Capacidad Progresiva (B.C.P)
123
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
B.E.S
B.C.P
Bombeo 
Mecánico
124
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Actividades Complementarias
 Cañoneo
 Próposito
 Crear aberturas a través de la tubería de
revestimiento y del cemento, para establecer
comunicación entre el hoyo y las formaciones
seleccionadas
 Tipos de cañones
 Tipo Chorro
 Tipo Bala
 Tipo Hidráulico
125
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Actividades Complementarias
 Mètodos de Cañoneo:
 Se clasifican en tres grupos, a saber:
 Cañoneo por tuberìa (Tubing Gun)
.- Se baja utilizando una empacadura de
prueba
 Cañoneo por revestidor (Casing Gun)
.- Se baja por dentro del revestidor
utilizando un taladro o equipo con guaya
 Cañoneo transportados por tuberìa (TCP)
.- Se transporta en el extremo inferior de la
tuberìa
126
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Métodos de Cañoneo
Por tubería Por revestidor Transportado 
127
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
Métodos de Cañoneo
Ph <Py
128
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Actividades Complementarias
 Pesca
 Actividad no deseada durante el proceso de
Perforación, pero en el proceso de Reparación de
Pozos es un mecanismo convencional de trabajos
especiales
 Su aplicación esta condicionada a las operación de
tratar de recuperar cualquier equipo o herramienta
que se encuentran en el pozo y la cual no permite
realizar trabajo de fondo en areas de interés
 Tipos de Pesca
 Interna
 Externa
129
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
BLOQUE DE IMPRESIÓN
PESCANTES TIPO SPEAR
ARPONES
PESCANTE 
MAGNÉTICO
TAPER TAP
Pescantes Internos
130
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
PESCANTES TIPO OVERSHOT DIE COLLAR
Pescantes Externos
131
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
ZAPATAS 
FRESADORAS
JUNK MILL’s
Herramientas Fresadoras
132
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
…! Y si no se recupera el pez, ya sabes lo que te espera !!!!
Utilizar nuestro Super Pescante Maracucho….!
133
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
FASES Y PROCESOS
 Actividades Complementarias
 Núcleos
 Prueba de Integridad de Presión
 Estimulación de Pozos
 Acidificación
 Fracturamiento Hidráulico
 Inyección cíclica o alternada de vapor
 Operaciones con Guaya
 Coiled Tubing / Snubbing Unit
134
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 20 40 60 80 100
TIEMPO (DIAS)
P
R
O
F
U
N
D
ID
A
D
 (
P
IE
S
)
TIEMPO ESTIMADO
TIEMPO REAL
Planificación
de la 
Perforación 
de un Pozo
135
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Planificación de la Perforación 
 El Ingeniero de Planificación inicia la elaboración de
un Programa de Perforación sobre la plataforma de
Front End Loading, es decir:
 Visualización: Identificar y visualizar proyectos
 Conceptualización: Selección, conceptos, análisis
de opciones y mejor estimado
 Definición: Alcance y propuesta de ejecución con
presupuesto
PLANIFICACIÓN
136
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Planificación de la Perforación 
 Esta técnica permite involucrar todos los
elementos presentes en la Planificación y que
una vez estructurados los grupos o mesas de
trabajo en el área de Exploración & Producción
se coloquen de manifiesto iniciativas que
contribuyan a reducir costos específicos y
tiempos improductivos que generalmente son
atribuidos a una mala Planificación.
 Anexo, se muestra de forma general los pasos
a ser implementados por el Ingeniero de Diseño
y Planificación
PLANIFICACIÓN
137
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
INGENIERIA
CONCEPTUAL
INGENIERIA
BASICA
INGENIERIA
DE DETALLE
ANALISIS
DE OPERACION
ANALISIS
DE MANTENIMIENTO
ANALISIS
DE CONSTRUCCION
ESTIMACION
DE COSTOS +10/-10
ANALISIS
DE
RENTABILIDAD
REQUERIMIENTOS
FUNCIONALES
PROGRAMA DE PERFORACION GENERAL
PROGRAMA DE PERFORACION ESPECIFICO
SISTEMA DE PRODUCCION
REHABILITACION Y REPARACION DE POZOS
PROGRAMA DE CONSTRUCCION DEL POZO
EJECUCION
+-
POSTMORTEN
138
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
 Así mismo, se debe considerar algunas de las
contingencias más comunes al momento de la Perforación
de un Pozo, las cuales deben ser prevenidas, detectadas y
solucionadas evitando así una gran interferencia en cuanto
a tiempo y costos operacionales planificados
 Problemas comunes asociados al pozo y a los equipos:
 Incremento o disminución inesperada en la ROP
 Cambio de torque puntual o continuo
 Fluctuaciones de la bomba
 Cambio en las propiedades del fluido
 Inestabilidad del hoyo
 Gas de conexión
 Variaciones del Peso sobre la mecha
 Señales de Arremetidas (Kick)
 Selección Métodos de Control
139
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
 Finalizada la Ingeniería de Diseño del Pozo y de
Planificación de las actividades a ejecutar, nos disponemos
a determinar los Costos asociados de las Operaciones e
Ingeniería del pozo en su conjunto
 Para realizar lo relativo a costos, es necesario
puntualizar los mismos por cada Sección de los hoyos a
perforar, para lo cual se recomienda un patrón de items
referenciales para el cálculo del costo final del proyecto
pozo
 A continuación, se menciona lo que pudiese ser este
patrón o guía de items a ser considerados por el Ingeniero
de Diseño y/o Planificación.
140
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
 Tabla guía a considerar en los costos del pozo
 Mudanza. Transporte General. Misceláneos
 Labor. Tasa diaria del Taladro.
 Fluidos de perforación. Mantenimiento general
 Mechas. Control direccional. Herramientas especiales 
de fondo
 Tubería de Revestimiento. Cementación. Tubería de 
Completación y equipos involucrados
 Registros Eléctricos. Cañoneo 
 Actividades complementarias (Núcleos, Pruebas, etc)
141
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
 Existen varias modalidades de plasmar los costos
estimados del pozo, unos de ellos es un gráfico de barras y
otro un gráfico de torta, tal como los que se presentan a
continuación:
266,4
101,22
874,8
60,7
31
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
C
o
s
to
s
 (
M
M
B
s
)
Costos Estimados LOC W-CJW-1
Tubería de producción,
Revestidores y Cementación
Cañoneo, Completación y
Perfiles
Equipo, Mudanza,
Transporte, Miscelaneos
Mechas, Control direccional,
Labor fac.
Fluidos
Perforar hoyo 
desviado 
(interm.)
21%
Bajar y 
cementar 
revestidor 
intermedio
16%
Tapón de 
cemento del 
hoyo piloto 
55%
Bajar forro 
ranurado y 
completación
8%
142
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
 En cada una de las secciones del hoyo a perforar, el Ingeniero
de Diseño y/o Planificación debe estimar el tiempo de cada unas
de las actividades a cumplir en esa fase del pozo
 Como reto, el Ingeniero debe tratar de mejorar el mejor tiempo
de los pozos vecinos,siempre y cuando ese tiempo no haya sido ya
considerado por la Gerencia como el tiempo óptimo de
operaciones.
 Conocido por actividad y por sección este tiempo estimado, el
mismo debe mostrarse a través de un gráfico de Días vs
Profundidad, en el cual debe plotear diariamente el tiempo real
del pozo, a fin de hacer la comparación respectiva y poder realizar
las mejoras a que haya lugar
 A continuación, se muestran gráficas de Tiempo Real (días) vs
Profundidad (pies) y de Tiempo Real y Tiempo Planificado (días)
vs Profundidad (pies)
143
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
Curva de Tiempo Estimado
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Días
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 (
p
ie
s
)
B
A
C
D
E
F
G H I J
A = Mudar y Vestir
B = Perforar hoyo 17 1/2” hasta 4500’
C = Bajar/Cementar Rev. 13 3/8”
D = Perforar hoyo 12 1/4” hasta 14585’
E = Bajar/Cementar Rev. 9 5/8”
F = Perforar hoyo 8 1/2” hasta 16345’
G = Registros
H = Bajar/Cementar Rev. 7”
I = Completación
J = Desvestir
Curva planificada de los Tiempos Reales por actividad
144
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
0
2000
4000
6000
8000
10000
0 10 20 30 40 50 60 70 80
DÍAS
P
R
O
F
U
N
D
ID
A
D
ESTIMADO REAL
COMENTARIOS 
1.- RETRASO DURANTE LA MUDANZA.
2.- FALLA EN EL KOOMEY. 
 PROBLEMAS CON LA SECCIÓN 
 "A".
3.- CAMBIO DE SARTA LISA A DIRECC.
 INICIO KOP @ 5600'.
4.- PROBLEMAS CON SCR, BOMBAS.
5.- PROBLEMAS CON MWD.
6.- CAMBIO DE MECHA (TRIC. X PDC)
COMPLETACIÓN
REV. 9-5/8 @ 5600'
REV. 13-3/8 @ 1016'
1
2
3
4
5
6
MUDANZA
SECCIÓN
VERTICAL
KOP @ 5700
SECCIÓN DE
INCR. DE ÁNGULO
Comparación de Tiempo Real y Tiempo Planificado
145
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
 Selección del Taladro
 Una vez realizada toda la Ingeniería de Diseño del
Pozo y la Planificación General del mismo, se procede
a seleccionar el taladro de acuerdo a las cargas a
manejar. así como otras consideraciones a tomar en
cuenta
 Las empresas clasifican sus Taladros de acuerdo a
dichos parámetros y los mismos estarán adecuados a
realizar las operaciones y el manejo efectivo de todas la
equipos y herramientas, así como todo el diseño en
general del pozo
 A continuación, se muestra una Tabla sobre los
diferentes Taladros existentes, así como una Tabla
referencial de los parámetros a considerar por el
Ingeniero de Planificación para una selección óptima
146
Clasificación de Taladros
Apoyados en el 
Fondo
Flotantes
Semisumergibles Barcos
Gabarras 
autoportantes
Plataformas
Gabarras 
sumergibles
Jackups
Autocontenidos
Tender
(paquetes)
Convencionales Móviles
Ensamblables Autoportantes
InclinadosNormales
Tierra
Agua
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
147
TABLA DE CLASIFICACIÓN DE TALADROS
TIPOS A B C D E
PROFUNDIDAD (Pies)
CAPACIDAD CABRIA (Mlbs)
POTENCIA MALACATE (HP)
POTENCIA BOMBA (HP)
8000
500
400
800
< 500
5000
10000 - 12000
750
600 - 750
800 - 100
500 - 800
5000
CAPACIDAD TANQUE (Bls)
MÚLTIPLE ESTRANG. (LPC)
15000
1200
1500
1300
1200 - 1500
10000
20000
1600
2000
1500
1200 - 1500
10 - 15000
25000
2000
3000
1600
1200 - 1500
10000 - 15000
PLANIFICACIÓN
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
148
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
PLANIFICACIÓN
 Contratos
 El marco de responsabilidad en el negocio de la
Perforación de un Pozo, involucra a terceros o empresas de
servicio que harán que durante la ejecución del pozo se
cumplan con todos los propósitos planificados
 Para ello, existen modalidades de contratación a estas
empresas, las cuales generalmente aportan sus pericias
operacionales como elemento hacedor de las complejas y
riesgosas actividades
 Con estas empresas, se conviene formalizar contratos de
servicios a través de modalidades que acuerdan cumplir con
cada una de las pautas allí plasmadas, a saber de alguna de
estas: servicio por pozo (taladro, personal y
mantenimiento), alianzas , llave en mano, servicio
integrado, etc
149
Tópico
Especial
(Perforación 
Direccional, Horizontal 
y Multilateral)
150
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
TÓPICO ESPECIAL
 En el pasado la Perforación Direccional se utilizó para
solucionar problemas relacionados con herramientas o
equipos dejados dentro del hoyo, en mantener la
verticalidad del pozo o para la perforación de un pozo de
alivio.
 Las técnicas de control direccional fueron mejorando y
hoy en día se cuenta con equipos especiales para
determinar con más exactitud los parámetros que requieren
de mayor vigilancia para lograr el objetivo propuesto
 Además, se han desarrollado nuevas técnicas a fin de
atravesar el yacimiento en forma completamente horizontal
y dependiendo la configuración de las arenas en forma
multilateral
151
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Podemos decir, que la perforación de un pozo desviado
soluciona varios problemas asociados a la superficie (ej:
edificaciones o lugares inaccesibles) y al subsuelo y
permite con excelente precisión llegar al target (objetivo)
planificado
TÓPICO ESPECIAL
152
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 La información a suministrar en esta fase del evento, la
clasificaremos por módulos y en él se mostrarán algunos
ejemplos:
 Causas de la Perforación Desviada
 Conceptos básicos
 Herramientas utilizadas en la Perforación Direccional
 Tipos de Pozos Direccionales
 Métodos de Estudios Direccionales
 Corrección Magnética
 Diagrama de Vectores
 Pozos Horizontales y Multilaterales
TÓPICO ESPECIAL
153
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Causas de la Perforación Desviada
 Existen varias razones para perforar un pozo en
forma desviada, entre ellas se encuentran las siguientes:
 Localizaciones inaccesibles
 Domos de sal
 Pozos de alivio (Relief well)
 Side Track (Desviación corta)
 Pozos con fallas
 Pozos geotérmicos
 Pozos de tierra a costa fuera
 Pozos en forma agrupadas (clusters o 
macollas)
 Múltiples Pozos en una misma plataforma
 Múltiplicidad de arenas
TÓPICO ESPECIAL
154
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Domo de Sal
TÓPICO ESPECIAL
155
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Formación con Falla
TÓPICO ESPECIAL
156
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Conceptos Básicos
 Para un buen entendimiento de las operaciones desviadas, es
necesario tener un amplio conocimiento de los conceptos más
utilizados en esta actividad, a continuación algunos de ellos:
 Punto de arranque (Kick off point)
 Ángulo de inclinación o declinación
 Profundidad Vertical Verdadera (TVD)
 Profundidad Medida (MD)
 Tasa de aumento y de disminución del ángulo
 Sección de construcción, tangencial y de descenso
 Desplazamiento horizontal
 Coordenadas de superficie y de objetivo
 Dirección del pozo
 Rumbo y buzamiento de la estructura
 Tolerancia del objetivo
 Pata de perro (dog leg) y severidad del dog leg
 Radio de curvatura
TÓPICO ESPECIAL
157
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Pozo Desviado
TÓPICO ESPECIAL
158
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
SECTION DETAILS
Sec MD Inc Azi TVD +N/-S +E/-W DLeg TFace VSec Target
1 0.0 0.00 0.00 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.0 
2 11510.0 0.00 0.00 11510.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.0 
3 12471.5 25.00 57.38 12441.3 111.3 173.9 2.60 57.38 206.5 
4 15576.1 25.00 57.38 15255.0 818.6 1279.0 0.00 57.38 1518.5 
5 16274.5 50.00 57.38 15804.7 1045.9 1634.2 3.58 0.00 1940.3 
6 17208.7 50.00 57.38 16405.0 1431.8 2237.2 0.00 0.00 2656.1 ENTRADA
7 18227.8 50.00 57.38 17060.0 1852.6 2894.7 0.00 0.00 3436.8 FONDO
Vertical Section at 57.38° [ft]
T
ru
e 
V
er
ti
ca
l 
D
ep
th
 [
ft
]
0 1913 3826 5739 7652 9565 11478
11478
13391
15304
17217
REV. 9-5/8" @ 15576'
LINER 7" @ 17599' (TOPE B-4.4)
LINER 4-1/2" @ 18228'
K.O.P @ 11510'
West(-)/East(+)[1000ft/in]
S
o
u
th
(-
)/
N
o
rt
h
(+
) 
[1
0
0
0
ft
/i
n
]
0 750 1500 2250 3000
0
750
1500
2250
FONDO
ENTRADA
CAMPO: CEUTA
LOC: W-DQD-2
POZO ALTAMENTE INCLINADO
PLAN DIRECCIONAL
PLAN DIRECCIONAL (W-DQD-2 )
Created By: MARCOS FERNANDEZ\Date: 12/09/2001
Pozo altamente inclinado
TÓPICO ESPECIAL
159
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Herramientas utilizadas
 Existen tres tipos de herramientas clasificadas de la 
siguiente manera:
 Herramientas de deflexión
 Mechas
 Cucharas (recuperables o permanentes)
 Camisas desviadas y substitutos desviados
 Herramientas de medición
 Totco
 Single y Multi Shot
 Giroscopio
 MWD / LWD
 Herramientas auxiliares
 Barras o drillcollars y barra K-monel
 Estabilizadores
 Motores de fondo ó Turbinas
TÓPICO ESPECIAL
160
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
TÓPICO ESPECIAL
161
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
TÓPICO ESPECIAL
162
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Equipos
 Mecha
 Camisa Desviada
 Estabilizadores
 Motor de fondo
 Barras
Tipos de Sarta Direccional
TÓPICO ESPECIAL
163
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Tipos de Pozos Direccionales
 Los tipos de pozos direccionales dependerán de las
razón o causa por la cual se decidió perforar
direccionalmente y de algunas condiciones de las
formaciones a atravesar, entre ellos están:
 Tipo Slant o Tangencial
 Tipo “S”
 Tipo “S” Especial
 Pozos Horizontales ó Pozos Multilaterales
 Pozos desviados con un taladro inclinado
TÓPICO ESPECIAL
164
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Métodos de Estudios Direccional
 Con el fin de plotear la trayectoria de un pozo en el
plano vertical (de inclinación) y horizontal (de dirección),
es necesario seleccionar un Método de Estudio
Direccional
 El basamento, es utilizar la información suministrada
por las herramientas de medición las cuales debemos
transformar en valores para los gráficos elaborados, estos
métodos son:
 Método Tangencial
 Método de Radio de Curvatura
 Método de Angulo Promedio
 Método de Curvatura Mínima
TÓPICO ESPECIAL
165
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Corrección o Declinación Magnética
 Obtenidos los valores de la dirección del pozo de las
herramientas de medición, es necesario a fin de poder
incorporarlas a los Métodos de Estudios Direccionales
corregidas por Norte Magnético, esto debido a que los
planos elaborados son polares o cartesianos y debemos
trabajar en esos mismos planos
 Estas correcciones pudiesen ser:
 Por el Este o a la Derecha
 Por el Oeste o sea a la Izquierda (Caso Venezuela)
 Así mismo existen lugares donde el Norte
Magnético y el Norte Verdadero coinciden
TÓPICO ESPECIAL
166
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
N
O E
S
θ : Ángulo de corrección magnética de la zona
Norte 
MagnéticoNorte Real
_
_
+
+
θ
Corrección por el Este (Derecha)
TÓPICO ESPECIAL
167
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
N
O E
S
θ : Ángulo de corrección magnética de la zona
Norte 
Magnético Norte Real
_
_
+
+
θ
Corrección por el Oeste (Izquierda)
TÓPICO ESPECIAL
168
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Diagrama de Vectores
 A fin de poder orientar la cara de la herramienta (tool
face), es necesario tener un conocimiento de la zona
donde se perfora ó tener un mecanismo de orientación de
dicha cara al lugar donde a través de un diagrama de
vectores se defina
 Este mecanismo nos da cual debe ser la posición ideal
de la herramienta que nos permita obtener al posesionarla
los valores de inclinación y orientación del pozo, todo esto
asociado con el diseño original
 Es importante que existan de ser necesario
correcciones por torque reactivo, a fin de asegurarse que
la cara de la herramienta quede en el óptimo lugar para
obtener valores deseados
TÓPICO ESPECIAL
169
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Pozos Horizontales 
 La perforación horizontal, ha tomado un impresionante auge
en los últimos años en regiones productoras de todo el mundo
petrolero. En campos en Costafuera de Australia, del
Mediterráneo y del Mar del Norte, en Alaska y desde hace
algunos años en los países de Sur América
 Bajo cierta condiciones favorables, la perforación horizontal
puede incrementar drásticamente la producción de yacimientos
heterogéneos verticalmente fracturados. Más aún, el índice de
recuperación aumenta tanto que ya es considerada por los
expertos como un medio de recuperación secundaria
 Su inicio fue para los años de 1929, para los años de 1980
empresas trasnacionales como Texaco y Esso en Canadá, así
como la ELF de Francia, desarrollaron grandes progresos en
este tipo de tecnología. Para ese entonces, existían dificultades
en cuanto a: efectuar registros eléctricos, cortar núcleos, entre
otros
TÓPICO ESPECIAL
170
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
TIPO 
DE POZO
TASA DE 
AUMENTO
RADIO DE 
CURVATURA
ALCANCE 
HORIZONTAL
DIAMETRO 
DEL HOYO
LARGO 2º a 6º/100` 1.000` 3.000` 3.281` 8 ½” - 12 ¼”
MEDIO 6º a 29º/100` 200`- 1.000´ 1.641` 6” – 8 ½”
CORTO 29 a 286º/100` 20`- 200` 656` 6” 
 Pozos Horizontales 
 En la tabla anexa, se muestran los cuatro tipos de Pozos
Horizontales Básicos, los cuales su clasificación esta relacionada
con la tasa de aumento de ángulo, su radio de curvatura y con el
alcance horizontal, así mismo se muestra la recomendación del
tamaño de hoyo para su implementación:
TÓPICO ESPECIAL
171
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
Radio 
Largo
Radio 
Medio
Radio
Intermedio
Radio 
Corto
2º - 6º / 100´
3000´ - 1000´ Rc
6 – 40º / 100´
1000´ - 140´ Rc
40º - 70º / 100´
140´ - 82´ Rc
70º - 150º / 100´
82´ - 40´ Rc
1500´- 4000´
2000´- 6000´
300´ - 3000´
300´- 1000´
Tipos de Pozos Horizontales
TÓPICO ESPECIAL
172
Fundamentos en Ingeniería de Perforación
 Pozos Multilaterales 
 Esta técnica es una de las que representa
mayor complejidad en la Ingeniería de Diseño de
pozos desviados.
 La experiencia en Venezuela a crecido con el
transcurso de los años con pozos que van de lo
menos a lo más complejos. Una de las empresas
con mayor valor agregado en estas prácticas
operacionales está en el Oriente del país
TÓPICO ESPECIAL
173
“ En tiempos de cambios
aquellos que aprenden 
continuamente heredan 
el futuro...
Los que consideran
que ya todo lo han aprendido
se encontrarán equipados
para vivir en un mundo
que ya no existe ”
Eric Hoffer
Muchas Gracias