¿Cuáles son los costos de perforación y el equipo de perforación?
La perforación de exploración es la fase más costosa de cualquier proceso de exploración y cuesta varias veces más que los estudios geológicos y geofísicos. Los resultados de las perforaciones reflejan directamente si la investigación de los geocientíficos está "en el objetivo". El costo de la perforación exploratoria varía mucho según la geografía (tierra o mar, accesibilidad o condiciones ambientales extremas, etc.) y la profundidad de la perforación. Algunos pozos desnudos sólo necesitan perforarse unos cientos de metros en el suelo y pueden completarse en unos pocos días por menos de 1 millón de dólares. Sin embargo, algunos pozos deben perforarse a una profundidad de 5.000 a 6.000 metros o incluso 7.000 metros, y todo el proceso de perforación puede tardar alrededor de un año en completarse y costar alrededor de 100 millones de dólares. La siguiente imagen es un diagrama esquemático del equipo de perforación.
Diagrama esquemático del equipo de perforación
La potencia de la broca proviene de la bomba de perforación ubicada en la parte superior de la torre de perforación o de la mesa giratoria de la plataforma de perforación, o también puede provienen de la parte inferior de la herramienta de perforación.
La perforación rotativa es una técnica utilizada en la extracción de petróleo. La broca se fija al extremo de una tubería de perforación. La perforación de agujeros abiertos normalmente utiliza una broca con tres conos. Cuanto más dura sea la formación rocosa que deseas perforar, más cortos y duros serán los dientes de la broca. Para formaciones de roca ultradura o pozos que requieren extracción de muestras, se utilizan brocas con incrustaciones de diamante. La potencia requerida por la broca generalmente es proporcionada por el equipo de superficie, parte del cual proviene de la herramienta de perforación eléctrica instalada en la parte superior de la torre de perforación, y parte de la cual proviene de la mesa giratoria colocada en la parte inferior de la herramienta de perforación. En casos raros, la broca también puede ser accionada mediante rotación directa desde una turbina montada en un orificio encima de la broca, una técnica llamada perforación con turbina. Para minimizar la fricción en la tubería de perforación y lubricar y enfriar la broca, se utiliza una bomba de alta presión para transportar el fluido de perforación desde la tubería de perforación hasta la broca. El fluido de perforación también equilibra la presión creada por los fluidos contenidos en la formación a través de la cual pasa la broca, evitando así el riesgo de una explosión incontrolada durante la perforación. El fluido de perforación transporta recortes (trozos de roca rotos por la broca) de regreso a la superficie desde el espacio entre el exterior de la tubería de perforación y la pared del pozo.
Un equipo de perforación requiere decenas de expertos en diferentes campos. Un ingeniero de perforación es un operador o especialista responsable del proceso de perforación. Son responsables de diseñar programas de perforación y realizar pruebas y evaluaciones continuas de los programas de perforación. Determinan el diámetro del revestimiento (una tubería de acero que sostiene las paredes del pozo), las herramientas utilizadas, el tipo de fluido de perforación y más. Los perforadores se aseguran de que la perforación se realice lo más suavemente posible, con muchas responsabilidades, como determinar las presiones a las que están sujetas las herramientas de perforación y la eficiencia con la que el fluido de perforación regresa a la superficie, encontrar la velocidad de perforación óptima y reemplazar las brocas cuando se desgastan. .
El equipo de perforación también incluye perforadores, trabajadores de fluidos de perforación, técnicos de perforación y otros ingenieros, como ingenieros que son responsables de agregar o quitar equipos a la tubería de perforación, responsables de la dirección de perforación, operación de interfaz, respuesta a accidentes de perforación e ingenieros de procesamiento para fallas como la rotura de formaciones rocosas subterráneas. Trabajan juntos para completar las tareas de perforación de la manera más segura, eficiente y rentable posible.
"Las capas objetivo del petróleo y el gas natural, los objetivos de las perforaciones de exploración, están enterradas a gran profundidad. Se espera que estos depósitos estén enterrados a una profundidad de 2.000 a 4.000 metros, a veces incluso a 6.000 metros. metros (equivalente a 25 Torres Eiffel) de altura)".
Una vez seleccionada una zona de exploración, se deben determinar sus límites a pie y también se deben realizar estudios de protección ambiental. Un arrendamiento, incluido el contrato de título y acceso a la tierra, debe estar legalmente autorizado y evaluado razonablemente. Si se trata de un área marítima, se deberá obtener autorización legal para indicar el alcance de la jurisdicción. Una vez que los términos legales estén establecidos, el equipo de perforación puede comenzar a preparar el terreno, lo que incluye: (1) limpiar, nivelar el terreno y posiblemente tender el ferrocarril necesario para acceder al sitio (2) ya que la perforación requiere agua, una fuente de agua; debe encontrarse cerca (si no hay una fuente de agua disponible, se pueden perforar pozos (3) Los ingenieros deben cavar un pozo grande para almacenar el fluido de perforación y los recortes producidos durante el proceso de perforación, y bloquearlos con cuerdas de plástico y otros marcadores visibles para evitar la contaminación ambiental (si el área de perforación es un área ecológicamente sensible, los recortes y el fluido de perforación deben transportarse en camiones, en lugar de almacenarse en pozos).
Una vez que el terreno está listo, se deben cavar varios hoyos para instalar el equipo de perforación y determinar la ubicación del pozo principal. Es necesario cavar un pozo rectangular alrededor del lugar de perforación real, lo que llamamos "pozo circular (o pozo cuadrado)".
Los pozos cuadrados proporcionan un área de trabajo para los trabajadores alrededor del pozo y almacenan los accesorios necesarios para la perforación. Luego, los perforadores comienzan a perforar el pozo principal, a menudo comenzando con una plataforma de perforación más pequeña que reemplaza el equipo de perforación principal. El pozo es más grande y menos profundo que el pozo principal y está asegurado con un conducto de mayor diámetro. Luego se cava un pozo para almacenar temporalmente el equipo y, una vez terminado, el equipo de perforación se puede transportar al sitio para su instalación. Dependiendo del lugar de perforación y de las condiciones de las carreteras cercanas, el equipo de perforación puede transportarse a su destino en camión, helicóptero o barcaza. En aguas interiores donde no hay cimientos para soportar la plataforma (como en operaciones de perforación en pantanos o lagos), el equipo de perforación se puede montar en una barcaza o barco. Se corta un agujero en el fondo del barco para las operaciones de perforación. La torre de perforación (o mástil) es el soporte del sistema de perforación. Se trata de una torre metálica de hasta 30 metros o más que se utiliza para sujetar equipos de perforación verticalmente. Al final del primer tubo de perforación se monta la herramienta de perforación, generalmente una broca con granos de acero endurecido o un engranaje dentado triple (broca de gran diámetro).
La broca de gran diámetro "roe" la roca, proporcionando sólo una pequeña cantidad de presión pero girando lo suficientemente rápido como para romper la roca en pedazos pequeños. A medida que la broca penetra más profundamente en el suelo, se conecta a un tubo de perforación de 9 metros de largo. Se conecta roscadamente a la tubería de perforación anterior y se perfora en el suelo uno por uno. Los tubos de perforación con brocas de gran diámetro se denominan herramientas de perforación. Los dientes de las brocas de gran diámetro no son lo suficientemente fuertes para perforar rocas extremadamente duras. Para ello se utiliza una broca sólida con partículas de diamante; con esta broca, la plataforma de perforación será invencible. Para evitar que la pared del pozo colapse, se inserta un conjunto de cilindros huecos de acero a lo largo de la pared del pozo desde el suelo hasta el fondo del pozo (al igual que las tuberías de perforación, y los cilindros de acero están conectados con roscas, al igual que las antenas de radio). ). Este es el conjunto de cilindros huecos de acero. Una vez que se completa la operación de revestimiento, la perforación puede comenzar de nuevo, pero el diámetro del orificio debajo del revestimiento será ligeramente menor: el revestimiento ocupará parte del espacio del orificio previamente perforado, reduciendo así el diámetro original del orificio. Así, un agujero que comienza a perforarse con un diámetro de 50 centímetros se reduce a unos 20 centímetros después de algunas pasadas de revestimiento. Los equipos de perforación vienen en muchas formas y tamaños, según la profundidad del pozo y el lugar donde están instalados. Cuanto más profundo se perfora un pozo, más potente es el equipo de perforación y, por supuesto, más caro. En la perforación marina, la plataforma de perforación puede estar fijada al fondo del mar (plataforma de perforación autoelevable) o flotante y anclada (plataforma de perforación semisumergible). La elección del equipo de perforación depende de la profundidad de las aguas operativas, la circulación atmosférica y marina. entorno geográfico, como la velocidad del viento, las olas y las mareas. La tecnología de perforación ha avanzado mucho en los últimos 20 años. Las operaciones de perforación ahora se pueden llevar a cabo en aguas con profundidades superiores a los 3.000 metros, y las tecnologías de perforación horizontal y direccional son las principales tendencias tecnológicas.
Diagrama del principio del equipo de perforación
¿Qué es una plataforma de perforación?
El equipo de perforación consta de broca y equipo de superficie. Las plataformas de perforación pueden ser máquinas grandes que se utilizan para perforar pozos de agua, petróleo y gas, o pueden ser máquinas pequeñas que una sola persona puede mover. Pueden recolectar muestras de minerales subterráneos, probar las propiedades físicas de las rocas, el suelo y las aguas subterráneas, e instalar instalaciones subterráneas como equipos, instrumentos, tuberías o pozos para aguas subterráneas.
(1) Zona de transición terrestre (dispositivo de perforación de fondo), área de aguas poco profundas (plataforma de perforación autoelevable). Una plataforma de perforación incluye todo el equipo necesario para perforar un pozo. Durante el proceso de perforación se utilizan equipos auxiliares (como brocas y revestimientos) y productos (como fluidos de perforación). El proceso de perforación también requiere un extenso trabajo de servicio, como conocimientos relacionados con el yacimiento y procedimientos y técnicas de terminación.
(2) Las formas de perforación se diversifican y ya no se trata sólo de perforación vertical. La aplicación de pozos horizontales y perforación direccional ha mejorado la velocidad de desarrollo de los yacimientos de petróleo y gas y la extracción de diversas capas de petróleo y gas. La perforación a gran altura es una tecnología inteligente y compleja. Cuando se completa este tipo de perforación, se colocan varios instrumentos a diferentes profundidades del pozo para medir el contenido de líquido y gas allí y para terminar de forma remota la producción en una sección del pozo (se usa cuando se produce demasiada agua en una sección). del pozo) este método).