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Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras Heberto Ramos Rodríguez y Salvador Jurado Montes de Oca Villahermosa, Tab., 1998

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Investigación del Desempeñode Cargas para Disparosen Formaciones Duras

Heberto Ramos Rodríguez ySalvador Jurado Montes de Oca

Villahermosa, Tab., 1998

2

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

C O N T E N I D O

Resumen

Introducción

1. El Problema

2. Diseño de la Investigación

3. Discusión de Resultados

4. Conclusiones

5. Recomendaciones

Bibliografía

Apéndice A: Tablas de Resultados

Apéndice B: Fotografías

Indice de Fotografías

3

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Resumen

sentativas; por lo cual es necesario probar

las cargas para disparos en materiales de

mayor dureza, similar al de nuestras forma-

ciones productoras.

En este trabajo se describen los proce-

dimientos utilizados para realizar dichas

pruebas, los materiales utilizados, el tipo de

cargas usadas y los resultados obtenidos

en las diferentes pruebas efectuadas en el

sureste de México, así como en los labora-

torios de Terra Tek. Finalmente, y a partir

de las conclusiones derivadas de los resul-

tados, se recomiendan los lineamientos bá-

sicos para diseñar las terminaciones más

adecuadas a las características y propie-

dades de los yacimientos de la Región Sur.

Debido a que la gran mayoría de las

formaciones productoras de petró-

leo y gas en los Estados Unidos

son rocas de bajo esfuerzo compresivo

menores de 10,000 psi, el procedimiento

común actual del API RP 43 es probar las

cargas para disparos únicamente en cemen-

to. Para formaciones blandas esto no es

malo, ya que el esfuerzo compresivo del

cemento es similar al de las formaciones

típicas en los Estados Unidos; pero, en el

caso de las formaciones de la Región Sur

de México (calizas y dolomías), en el

Mesozoico Chiapas-Tabasco, donde el es-

fuerzo compresivo de las formaciones es

generalmente mayor de 10,000 psi, las prue-

bas API no son lo suficientemente repre-

4

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Introducción

Para diseñar en forma efectiva la ter-

minación de un pozo se necesita

conocer, entre muchos otros

parámetros, las características de las car-

gas para los disparos, especialmente la pe-

netración efectiva a la formación; ya que,

de no conocer este dato, se puede tener

producción inferior a la esperada –en el

mejor de los casos–, y en ocasiones ni si-

quiera tener acceso a la formación.

Los cuatro principales parámetros de las

cargas para lograr la máxima productividad

de los pozos son: densidad de disparo, pe-

netración, fase del disparo y diámetro del

agujero de entrada. La importancia relativa

de cada parámetro varía dependiendo del

tipo de terminación. En las terminaciones

naturales, la productividad de la formación

depende fuertemente de la penetración de

las cargas, especialmente en rocas duras,

como es el caso de las existentes en la

Región Sur.

En función de estos elementos, y con el

propósito de tener un conocimiento más pre-

ciso de las diferentes herramientas utiliza-

das para ejecutar esta operación clave en

la industria petrolera, la Región Sur de

Pemex Exploración y Producción, a través

de la Gerencia de Perforación y Manteni-

miento de Pozos, se dio a la tarea de inves-

tigar los procedimientos que utilizan los fa-

bricantes de cargas para probar sus pro-

ductos, las condiciones y materiales que

toman como referencia para diseñar sus es-

pecificaciones. Con base en este conoci-

miento se procedió a diseñar un modelo ex-

perimental para realizar pruebas de labora-

torio y campo, a fin de comprobar el verda-

dero desempeño de las cargas explosivas

que hay en el mercado. La generación de

este nuevo conocimiento nos permitirá se-

leccionar las mejores tecnologías para efec-

tuar terminaciones más efectivas, de acuer-

do con las características de las formacio-

nes del mesozoico Chiapas-Tabasco.

Los resultados de esta investigación per-

mitirá realizar terminaciones de pozos con

mayor seguridad y alcanzar los objetivos

propuestos en cada una de estas operacio-

nes.

5

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

1. El Problema

El común denominador en todos los

trabajos referidos a las cargas tipo

JET, utilizadas en las operaciones

de terminación de pozos, es que los esfuer-

zos compresivos de los núcleos o blancos

utilizados para efectuar pruebas de pene-

tración no rebasan los 10,000 psi. El pro-

blema que tenemos en la Región Sur es

que, como nuestras formaciones producto-

ras son más duras (varían de 12,000 a

14,000 psi), no hay muchos antecedentes

de trabajos o pruebas realizados en mate-

riales de dureza similar.

Por lo tanto, se infiere que, mientras no

se tenga un estudio comparativo de las di-

ferentes tecnologías usadas para efectuar

terminaciones, no se podrán evaluar y se-

leccionar adecuadamente los mejores pro-

ductos para realizar estas operaciones, de

tal manera que resulten efectivas en las con-

diciones que prevalecen en las formacio-

nes productoras de la Región Sur.

Al final de este trabajo se anexa una lis-

ta de los trabajos publicados por la Society

of Petroleum Engineers (SPE) que encon-

tramos sobre pruebas y temas relacionados

con la evaluación, diseño, características y

penetraciones (con y sin sobrecarga apli-

cada) de las cargas tipo JET, en núcleos de

arenisca berea, de cemento, de calizas, etc.

Para obtener un mejor conocimiento del

desempeño de estas cargas tipo JET en ma-

teriales característicos de nuestras forma-

ciones productoras, se tomó la decisión de

enviar un núcleo de caliza a los laborato-

rios Terra Tek, en Houston, Texas. Una vez

en su poder, los técnicos de esta empresa

cortaron varias muestras y midieron sus ca-

racterísticas, las cuales se muestran en la

Tabla 1 . Como puede observarse, el esfuer-

zo de compresividad de la matriz de esta

roca va de los 13,000 a los 15,000 psi. Esta

variación se debe a que el núcleo está frac-

turado, como es común en las formaciones

de la Región Sur.

6

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Tabla 1. Resultado del núcleo analizado en los laboratorios de Terra Tek

Muestra Tipo de Esfuerzo Modulo Relacion Esfuerzo Esfuerzoroca efectivo de young de poisson compresivo compresivo

confinado (x106 psi) (psi) residual(psi)

1 Carbonato 0.0 7.44 0.23 13,433 8.551 2 Carbonato 0.0 7.86 0.24 15,848 12.229

En su artículo Flash X-Ray Analysis of

the Interaction of Perforators with different

Target Materials (SPE Paper No. 14322),

C. L. Aseltine dice que el comportamiento

del JET de una carga para disparos en ce-

mento es muy diferente al que tiene en otros

materiales, tales como Berea y Caliza. Tam-

bién menciona que es necesario hacer más

pruebas para poder establecer un modelo

más avanzado para la predicción de las pe-

netraciones.

Siguiendo esta recomendación, técni-

cos de Pemex Exploración y Producción

realizaron en Houston, Texas, una prueba

de penetración de este tipo de cargas en

diferentes materiales (caliza, cemento, ace-

ro, etc.), cuyas propiedades de

compresividad varían significativamente.

Los resultados de esta prueba se muestran

en la Tabla 2 .

Lo interesante de esta prueba es que,

en contra de lo comúnmente aceptado, en

el sentido de que una carga que penetra

más en concreto debe penetrar más en roca

dura, las cargas «A» y «B» que penetraron

más en cemento penetraron menos en la

roca dura. Esto se debe, entre otras razo-

nes, al hecho de que para satisfacer los

requerimientos de API algunas compañías

están optimizando sus cargas para que

penetren bien en cemento; lo que no es

bueno –definitivamente– para las formacio-

nes duras, fracturadas naturalmente, de

litologías complejas y rangos muy variables

de permeabilidad como las de la Región

Sur.

Cuando una formación es de baja per-

meabilidad, creemos que la invasión de los

fluidos de perforación es alta y, por lo tan-

to, el daño a la formación es mayor. Al ser

la formación de baja permeabilidad, tarda

más en formarse el enjarre y hay probabili-

dades de mayor invasión de agua. En este

caso, se requieren cargas que tengan bue-

na penetración en formaciones duras, para

que se rebase la zona dañada y se tenga

mejor opción de obtener la producción es-

perada; y probando las cargas únicamente

en cemento no tenemos ninguna certeza

de que las cargas van a tener un buen des-

empeño en rocas duras.

Tabla 2. Penetración de cargas en

diferentes materiales

CARGA BLANCO PENETRACION A Concreto API 24 A Caliza 15,000 psi 8 B Concreto API 19 B Caliza 15,000 psi 10

7

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

2. Diseño de la Investigación

El modelo para llevar a cabo las

pruebas de las cargas consistió en

confinar el blanco de caliza o gra-

nito en una tubería de revestimiento de 9-

5/8”, con cemento alrededor, poniendo en

la parte superior la tubería de 5”, donde se

coloca el disparo, como se muestra en la

Figura 1 .

Figura 1: Modelo empleado para las pruebas de cargas

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

4-1/2"

4-1/2"

PLANTA

ELEVACIÓN

9-5/8"

13"

8.535"

0.545"0.545"

Blanco de caliza

Cemento

12"

T.R. 5", 18 Lb/pie

T.R. 5", 18 LB/PIE

T.R. 9-5/8", 53.5 Lb/pie

����������������������������������������������������������������������

������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

DETALLE

Cemento

CalizaT.R. 5", 18 Lb/pie

8

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

El estudio abarcó los diámetros de pisto-

la comúnmente usados en la Región Sur,

tales como 1-11/16”, 2-1/8”, 2-½”, 3-3/8” y

4-½” efectuando las pruebas en rocas de

alta resistencia a la compresión; es decir,

de 10 a 15,000 psi, lo que representa un

cambio substancial respecto a las pruebas

que realiza el API, donde generalmente las

rocas son de esfuerzo compresivo bajo, del

orden de los 5,000 psi.

Otra diferencia notable es la heteroge-

neidad de las rocas que se utilizaron como

blancos en esta investigación, las cuales

fueron calizas y granito, teniendo un valor

de penetración más real para el tipo de ya-

cimientos que existen en la Región Sur. El

API, en cambio, utiliza blancos de concre-

to, cuya resistencia a la compresión es me-

nor a los 5,000 psi, y es además un mate-

rial homogéneo.

La eficacia de las cargas es extremada-

mente sensible al esfuerzo de

compresividad de las rocas; esto quiere

decir que una carga diseñada y optimizada

para un blanco de concreto, no necesaria-

mente tendrá un buen desempeño en uno

de caliza o granito, tal como se muestra en

los resultados de este trabajo, donde se

observan reducciones en la penetración to-

tal del disparo hasta un máximo del 80%,

con relación a las marcadas por la Sección

I del API.

Este aspecto tiene una relevancia signi-

ficativa, debido a que la productividad de

los pozos dañados durante la perforación

depende directamente de la profundidad del

daño, y el mejor desempeño de las pistolas

con que se dispara, si los disparos tienen

una penetración mayor que la zona daña-

da, el factor de daño mecánico será bajo;

consecuentemente, si la zona dañada es

mucho mayor que la penetración del dispa-

ro, observaremos un factor de daño mucho

mayor.

Una de las consideraciones más impor-

tantes con respecto a la longitud de pene-

tración del disparo y la productividad del

pozo, es que el disparo debe sobrepasar la

zona dañada. Normalmente éste debe ser

de pocas pulgadas en la vecindad del pozo;

sin embargo, en roca dura la probabilidad

de pasar la zona de daño se reduce consi-

derablemente, debido al comportamiento de

las cargas, tal como se observa en las prue-

bas realizadas.

La litología es una variable en el desem-

peño de las cargas que recientemente se

ha reconocido como un factor que afecta la

penetración de los disparos. De ahí la im-

portancia de los resultados obtenidos en

este estudio, a partir de los cuales será po-

sible seleccionar las mejores cargas para

obtener resultados satisfactorios.

Las Tablas de resultados del Apéndi-

ce A muestran los resultados obtenidos en

las diferentes pruebas realizadas.

Las características de los blancos utili-

zados, de acuerdo con estudios de labora-

torio, son las siguientes:

9

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Granito .

Rojo de Texas, granito biotita (geológico)

o granito (ASTM) a secas. Los minerales

que conforman la roca son: álcali feldspar

(microlina) 35%, cuarzo 26%, plagioclasa

(albita) 25%, biotita 15%, con trazas de

moscovita, zircón, apitita, clorita y sericita.

Se extrajo de una cantera de Llano, Texas,

al oeste de Austin; su origen es Grenville,

post-tectónico; y data de 1,116-1,070 millo-

nes de años. La muestra es un granito de

grano mediano a grueso. Consiste de cris-

tales largos de álcali feldspar (microlina)

color salmón, rodeados por pequeños cris-

tales de cuarzo y plagioclasa (albita), con

muchos cristales de biotita esparcidos a tra-

vés de la muestra. La textura puede descri-

birse mejor como holocristalina, puesto que

la roca está enteramente compuesta de

material cristalino. El índice de color del gra-

nito fue aproximadamente hasta 15, y su

esfuerzo compresivo de 20,000 a 25,000

psi.

Caliza .

Es un packstone de bioclastos (algas,

corales) con placas y espiculas de

equinodermos. Presenta recristalización,

escasas microfracturas selladas por calcita

y estilolitas. Se observan foraminíferos

bentónicos y planctónicos, y escasa

dolomitización en estilolitas. Esta caliza,

procedente del afloramiento de la cantera

de Cementos Apasco, en Macuspana,

Tabasco, México, data del Oligoceno Supe-

rior, con una edad de aproximadamente 20

millones de años. Su esfuerzo compresivo

está entre 12,000 y 15,000 psi.

Acero .

Se utilizaron cuatro muestras de acero

ASTM A36-94, con resistencia a la tensión

de 73,800 a 79,200 psi, esfuerzo a la com-

presión de 49,000 a 54,400 psi, y una

elongación de 25.7 a 33.0 milímetros.

Núcleo del Pozo Gualas 1 : Fue extraí-

do del intervalo 5,553-5,542; con una re-

cuperación total (100%) de 9.0 m y un diá-

metro de 4 pulgadas. Se observó una im-

pregnación regular de aceite pesado y tra-

zas de aceite ligero. Su porosidad es de tipo

secundaria, intercristalina y disolución en

cavidades. Se describe como una dolomía

café claro, mesocristalina, euhedral a

subhedral, que presenta abundantes frac-

turas, microfracturas y estilolitas. Pertene-

ce a la formación Jurásico Superior

Kimmeridgiano.

Núcleo del Pozo Rodador 195-D .

Fue extraído del intervalo 2,922-2,931m;

con una recuperación (74.4%) de 6.7 m. Se

observó impregnación de aceite y gas. Su

porosidad es de tipo intergranular. En la

parte superior (3.7 m) es arena gris claro a

café claro, con granos que van de grueso a

fino, con laminaciones de lutita gris oscuro

compacta, arena y calcárea en partes con

laminaciones de material carbonoso, con

pirita diseminada. Procede de la formación

Encanto.

10

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

3. Discusión de Resultados

En las pruebas realizadas sobre

muestras de caliza (Gráficas 1 , 4,

7), los disparos con pistolas de diá-

metro de 1-11/16” de las compañías

Schlumberger, Owen y Halliburton mostra-

ron penetraciones de 4.09”, 3.92” y 4.04”

respectivamente, muy similares una de otra.

En pistolas de 2-1/8”, Owen mostró los me-

jores resultados, con penetraciones de 7.77”

en promedio, mientras que las compañías

Halliburton y Schlumberger alcanzaron 6.5”.

En los disparos con pistolas de 2-1/2”, la

compañía Owen también fue la más esta-

ble, con penetraciones de 10” en promedio.

En los disparos sobre muestras de gra-

nito (Gráficas 2 , 5, 8), el desempeño de

pistolas de diámetro de 1-11/16” de la com-

pañía Owen superó al de las compañías

Halliburton y Schlumberger, con una pene-

tración de 5.5”. En pistolas de 2-1/8”, las

compañías Owen y Schlumberger mostra-

ron buen desempeño, con 6.6” y 6.3” res-

pectivamente. Y en las de 2-1/2”, la compa-

ñía Schlumberger mostró mejores resulta-

dos que la compañía Owen con 10” de una

por 9.25” de la otra.

En las pruebas sobre muestras de ace-

ro (Gráficas 3 , 6, 9), se observa en las car-

gas de 1-11/16” un mejor desempeño de la

compañía Schlumberger de 4.125” sobre las

otras dos compañías, que tiene un prome-

dio de 3.2”; En las de 2-1/8” las tres compa-

ñías mostraron un desempeño similar de

5.3” en promedio y en las cargas de 2-1/2”

la compañía Owen ligeramente mejor sobre

la compañía Schlumberger con 7.29” por

6.62”.

A propósito de estas mediciones, cabe

enfatizar la importancia de un hallazgo que

afecta la normativa técnica en el campo de

la terminación de pozos. Los resultados de

las pruebas efectuadas muestran una gran

diferencia con respecto a los reportados en

el boletín API, y lo mismo sucede respecto

a los cálculos con el software existente en

el mercado.

11

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

4.0006.375

3.625

3.1562.023

4.34316.400Api

3.920O

Fig. 1: Penetración de Pistolas de 1-11/16” sobre Caliza

5.2504.6254.625

4.3752.375

3.25015.430Api

4.083S

3.1253.875

4.6254.500

3.7504.375

15.450Api

4.041H

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

4.041

4.625

3.125Mín.

Máx.

Prom

5.250

4.083

2.375Mín.

Máx.

Prom

3.920

6.375

2.023Mín.

Máx.

Prom

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

O

S

H

Mínimos, Máximos y Promedios

12

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Fig. 2: Penetración de Pistolas de 1-11/16” sobre Granito

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

3.625

4.000

2.750

15.450Api

H

5.125

5.750

5.625

16.400Api

O

4.750

4.375

5.000

15.540Api

S

5.500

4.700

3.458

3.458

4.000

2.750Mín.

Máx.

Prom

4.700

5.000

4.375Mín.

Máx.

Prom

5.500

5.750

5.125Mín.

Máx.

Prom

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

O

S

H

Mínimos, Máximos y Promedios

13

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Fig. 3: Penetración de Pistolas de 1-11/16” sobre Acero

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

3.625

3.250

2.750

16.400

Api

O 3.208

3.166

3.875

2.750Mín.

Máx.

Prom

3.625

4.000

4.750

15.540

Api

S 4.0125

2.750

3.875

2.875

15.450Api

H 3.166

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

4.125

4.750

3.625Mín.

Máx.

Prom

3.208

3.625

2.750Mín.

Máx.

Prom

O

S

H

Mínimos, Máximos y Promedios

14

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Fig. 4: Penetración de Pistolas de 2-1/8” sobre Caliza

8.2508.125

7.6257.500

7.375

23.640Api

7.77

Falla blanco

5.5007.375

6.7507.500

5.8756.250

18.840Api

6.54

6.2505.500

7.3757.125

5.1257.500

22.440Api

6.48

0 5 10 15 20 25

S

H

O

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

6.480

7.500

5.130Mín.

Máx.

Prom

6.540

7.500

5.500Mín.

Máx.

Prom

7.780

8.250

7.380Mín.

Máx.

Prom

O

H

S

Mínimos, Máximos y Promedios

15

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Fig. 5: Penetración de Pistolas de 2-1/8” sobre Granito

6.625

5.625

6.750

22.440Api

6.33

5.750

4.375

5.875

18.840Api

5.33

6.750

5.625

7.625

23.640Api

6.68

S

H

O

0 5 10 15 20 25

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

6.330

6.750

5.625Mín.

Máx.

Prom

5.330

5.875

4.375Mín.

Máx.

Prom

6.680

7.625

5.625Mín.

Máx.

Prom

O

H

S

Mínimos, Máximos y Promedios

16

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Fig. 6: Penetración de Pistolas de 2-1/8” sobre Acero

5.000

5.250

5.125

22.440Api

5.625

5.375

5.625

23.640Api

5.375

5.375

5.125

18.840Api

5.125

5.291

5.541

S

H

O

0 5 10 15 20 25

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

5.125

5.250

5.125Mín.

Máx.

Prom

5.291

5.375

5.125Mín.

Máx.

Prom

5.541

5.625

5.375Mín.

Máx.

Prom

O

H

S

Mínimos, Máximos y Promedios

17

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

9.78

Fig. 7: Penetración de Pistolas de 2-1/2” sobre Caliza

S

O

9.000

10.125

9.875

32.380Api

9.67

10.000

9.750

8.875

33.400Api

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0 5 10 15 20 25 30 35

9.67010.125

9.000Mín.Máx.

Prom

9.78010.125

8.880Mín.Máx.

Prom

S

O

Mínimos, Máximos y Promedios

18

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

10.00

9.25

Fig. 8: Penetración de Pistolas de 2-1/2” sobre Granito

S

O

0 5 10 15 20 25 30 35

10.125

9.875

32.38Api

Falla Blanco

8.625

9.000

10.125

33.400Api

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10.00010.125

9.875Mín.Máx.

Prom

9.25010.125

8.625Mín.Máx.

Prom

S

O

Mínimos, Máximos y Promedios

19

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

0 5 10 15 20 25 30 35

7.291

6.625

Fig. 9: Penetración de Pistolas de 2-1/2” sobre Acero

S

O

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

7.2917.500

7.125Mín.Máx.

Prom

6.6256.750

6.500Mín.Máx.

Prom

S

O

7.500

7.250

7.125

32.380Api

6.625

6.750

6.500

33.4Api

Mínimos, Máximos y Promedios

20

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

0 5 10 15 20 25 30 35

Fig. 10: Penetración de Pistolas de 3-1/2” sobre Caliza

7.750

9.125

6.875

34.000Api

9.25

7.375

9.625

10.375

33.400Api

0 5 10 15 20 25 30 35

6.500

7.000

8.875

28.700Api

Fig. 11: Penetración de Pistolas de 3-3/8” sobre Caliza

S

O

S

21

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Fig. 12: Penetración de Pistolas de 4-1/2” sobre Caliza

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

8.737

10.230

11.424

47.260Api

11.862

10.937

11.112

48.130

Api

S

O

22

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

4. Conclusiones

Entre los principales aspectos que

se pueden concluir, a partir de los

experimentos realizados durante

esta investigación, destacan los siguientes:

1. La litología es una variable importante

que se debe considerar en el desempe-

ño de los disparos.

2. La penetración de las cargas se ve fuer-

temente disminuida debido a la dureza

de la roca.

3. El desempeño de las cargas muestra una

variabilidad importante en medios

heterogéneos.

4. La trayectoria del disparo es recta en tér-

minos generales, teniendo pequeñas

desviaciones por las características del

material que penetra.

5. El diámetro del disparo disminuye con-

forme aumenta la penetración.

6. Un fenómeno que se observa al final del

disparo es la formación de un búgulo de

mayor diámetro que la trayectoria del dis-

paro (caliza, acero).

7. Se observó que quedaban residuos de

formación en el interior del túnel creado

por el disparo.

8. Los resultados de estas pruebas, com-

paradas con los del boletín API, así como

los calculados con el software existente,

muestran diferencias importantes.

23

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

5. Recomendaciones

En virtud de la importancia técnica y

económica de las terminaciones de

pozos petroleros, puesto que de

ellas depende la productividad de un pozo,

y dado que existen pocas investigaciones

sobre el desempeño de las cargas utiliza-

das para los disparos, es recomendable:

1. Continuar con las investigaciones de dis-

paros en rocas duras, a fin de poder

optimizar el desempeño de las cargas

para el tipo de yacimientos de litologías

complejas y alto esfuerzo compresivo.

2. Solicitar a los fabricantes de cargas un

mayor empeño en sus investigaciones,

para desarrollar mejores materiales y

ofrecer mejores resultados a sus clien-

tes con formaciones duras.

3. Proponer al American Petroleum Institute

incluir en el Boletín API RP-43 los resul-

tados de la prueba de pistolas en forma-

ciones duras (con más de 10,000 psi de

esfuerzo compresivo).

24

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Bibliografía

API, Boletín RP-43

Aseltine , C.L.: Flash X-Ray Analysis of the

Interaction of Perforators with different

Target Materials; SPE, Las Vegas,

November, 22-25 September, 1985.

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ros ; Petróleos Mexicanos, Pemex

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de Perforación y Mantenimiento de

Pozos, Región Sur, 1995.

Subiaur Arteache, Servio Tulio: Sistemas

óptimos de disparos para la perfora-

ciones duras; Pemex Exploración y

Producción; X Congreso Latinoame-

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Wesson David S. Gill, Bennie C., y

Navarette, Mike: Improved system tent

for perforators; SPE; Dallas, Texas, 6-

9 October, 1991

25

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

APENDICE A

uuuuu

TABLAS DE RESULTADOS

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

APENDICE B

uuuuu

FOTOGRAFIAS

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

Investigación del Desempeño de Cargas para Disparos en Formaciones Duras

INDICE DE FOTOGRAFIAS

Foto 1: Muestra experimental de calizaFoto 2: Muestra experimental de granitoFoto 3: Muestra experimental de núcleoFoto 4: Muestra experimental de aceroFoto 5: Blanco de caliza indicando posible inicio de trayectoria del jetFoto 6: Disposición de muestras experimentales en contenedoresFoto 7: Aseguramiento de cargas en los contenedoresFoto 8: Blanco de roca caliza con carga Spiral Shogun de 1 11/16”, de Owen y lámina

de TR de 5”, 18 lb/pieFoto 9: Cargas Ener-Jet de 1 11/16” de SchlumbergerFoto 10: Cargas Deep Star HMX de 1 11/16”, de HowcoFoto 11: Cargas Spiral Shogun de 1 11/16” de OwenFoto 12: Cargas Ener-Jet de 2 1/8” de SchlumbergerFoto 13: Cargas Deep Star de 2 1/8”, de HowcoFoto 14: Cargas Spiral Shogun de 2 1/8” de OwenFoto 15: Carga Spiral Shogun de 2 1/8” de Owen con lámina de TR de 5”, de 18 lb/pieFoto 16: Cargas Ener-Jet de 2 1/2” de SchlumbergerFoto 17: Cargas Spiral Shogun HMX de 2 1/2” de OwenFoto 18: Pistola tipo TCP Vann-Gun de 3 3/8” de HowcoFoto 19: Pistola tipo TCP Ultra-Jet de 3 ½” de SchlumbergerFoto 20: Blancos después de recibir disparosFoto 21: Resultado de la carga Owen de 2 ½”, con doble TR antes del blancoFoto 22: Detalle de los impactos sobre los blancosFoto 23: Detalle de los impactos sobre las TR’sFoto 24: Penetración del disparo en el núcleo del pozo Rodador 195Foto 25: Penetración del disparo en el núcleo del pozo Gualas 1Foto 26: Penetración de disparos en blancos de calizaFoto 27: Penetración de disparos en blancos de granitoFoto 28: Penetración de disparos en blancos de aceroFoto 29: Muestra experimental fracturada (fallida)Foto 30: Máquina cortadora de rocasFoto 31: TP de 3-1/2” cementada en TR de 9-5/8” para ver el desempeño de 5 cargas

en espiral y residuosFoto 32: Residuos obtenidos de 5 cargas de 2-1/8” en espiral, OwenFoto 33: Perforaciones realizadas en TR de 9-5/8” con cargas de 2-1/8” en espiral,

OwenFoto 34: Lámina portacargas de 2-1/8”, Spiral Shogun después del disparo en TP de

3-1/2”Foto 35: Deformación en TP de 3-1/2” disparada con 5 cargas de 2-1/8” Spiral Shogun,

Owen

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecemos a los Ing. Luis Lauro González Flores y Francisco García

Hernández, del Depto. de Servicio a Pozos de PMP-Región Sur; al personal de campo del

Area de Disparos, de Geofísica; y a los compañeros de Servicio a Pozos de Reforma;

gracias a cuyo apoyo, colaboración y entusiasmo fue posible realizar esta investigación.

Agradecemos también a las compañías Halliburton, Owen y Schlumberger, por las facili-

dades otorgadas para la realización de las pruebas de laboratorio y de campo con sus

productos.

Finalmente, va nuestro reconocimiento al Lic. Margarito Palacios Maldonado, encargado

de Difusión de la Gerencia de Planeación, por el diseño editorial y recomendaciones

lingüísticas que enriquecieron la presentación de este documento.

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