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Información General de la Actividad

1. Etapas de la Exploración

1.3 Perforación Exploratoria

La única forma de verificar la existencia de petróleo en el subsuelo, aún después de explorar su probable ubicación, es perforar un pozo en el lugar. A partir de 1901 se comenzó a utilizar el sistema de rotación, método con el que se pasa de la percusión a cable a la rotación del trépano (broca) por medio de una columna de tubos. Este cambio de tecnología generó nuevas prácticas, como por ejemplo el empleo de la circulación de fluidos para la limpieza del hueco, el desarrollo de trépanos de conos, etc., lo que permitió grandes avances reduciendo tiempos de perforación, los costos y alcanzar mayores profundidades. Hoy en día la perforación de pozos para petróleo y/o gas se realiza en tierra o desde la superficie del agua, ya sea en pantanos, lagos o mar, requiriendo en cada caso de distinto equipo, apoyo y tecnologías.

La perforación. El equipo: herramientas y sistemas auxiliares.

El equipo de perforación rotario consiste en un sistema mecánico o electromecánico, compuesto por una torre o mástil que soporta un aparejo diferencial: juntos conforman un instrumento que permite el movimiento de tuberías con sus respectivas herramientas, que es accionado por una transmisión energizada por motores a combustión o eléctricos. Este mismo conjunto impulsa simultánea o alternativamente una mesa de rotación que contiene al vástago (kelly), tope de la columna perforadora y transmisor del giro a la tubería.

Equipo de Perforación
Esquema de un Equipo de Perforación
Fuente: ABC de la Industria del Petroleo y Gas del IAPG (Instituto Argentino de Petroleo y Gas)

Paralelamente el equipo de perforación cuenta con elementos auxiliares, tales como tuberías, bombas, tanques, un sistema de seguridad que consiste en válvulas de cierre del pozo para su control u operaciones de rutina, generadores eléctricos de distinta capacidad según el tipo de equipo, etc.

El trépano es la herramienta de corte que permite perforar,  cuenta con uno o varios pasajes de fluido, que orientados y a través de orificios (jets) permiten la circulación del fluido.

Trepano
El trepano es y ha sido permanentemente modificado a lo largo del tiempo
Fuente: ABC de la Industria del Petroleo y Gas del IAPG (Instituto Argentino de Petroleo y Gas)

El primer componente de la columna que se encuentra sobre el trépano son los portamechas (drill collars), tubos de acero de diámetro exterior casi similar al del trépano usado, con una longitud promedio de 9,45 m, con pasaje de fluido que respeta un buen espesor de pared (se trata de barras de acero trepanadas). Se utilizan en la cantidad necesaria para darle peso al trépano, descargando así el trabajo y consecuencias de aplicar su peso a los tubos de perforación. Sobre los portamechas se bajan los tubos de perforación (drill pipes), tubos de acero o aluminio, huecos, que sirven de enlace entre el trépano y/o portamechas y el vástago (kelly) que da el giro de rotación a la columna. El diámetro exterior de estos tubos se encuentra en general entre 31/2 y 5”.

Los fluidos que se emplean en la perforación de un pozo se administran mediante el llamado sistema de circulación y tratamiento de inyección. Las funciones del sistema son las siguientes: preparar el fluido de perforación, recuperarlo al retornar a la superficie, mantenerlo limpio (deshacerse de los recortes producidos por el trépano), tratarlo químicamente, según las condiciones de perforación lo exijan, y bombearlo al pozo.

Circulación en un Equipo de PerforaciónCirculación en un Equipo de Perforación
Circulación en un Equipo de Perforación
Fuente: ABC de la Industria del Petroleo y Gas del IAPG (Instituto Argentino de Petroleo y Gas)

Existen otras operaciones que es necesario realizar con el equipo de perforación durante la perforación de un pozo: el entubado del pozo con tuberías de protección, intermedias y/o de producción, y posterior cementación de las mismas. Normalmente y con el fin de poder asegurar el primer tramo de la perforación, por ejemplo entre 0 y +/- 500 m, donde las formaciones no son del todo consolidadas (arenas, ripios), hay que proteger napas acuíferas para evitar su contaminación con los fluidos de perforación y proveer de un buen anclaje al sistema de válvulas de control de surgencias (que normalmente se instala al finalizar esa primera etapa). Se baja entonces un revestidor de superficie, que consiste en una tubería (casing), de diámetro interior mayor al del trépano a emplear en la siguiente etapa, y se lo asegura mediante la circulación de lechadas de cemento que se bombean por dentro de la tubería y se desplazan hasta el fondo, hasta que las mismas desbordan y cubren el espacio entre la tubería revestidora y las paredes del pozo. Una vez finalizada la perforación del siguiente tramo y así hasta llegar a la profundidad final, se bajan otras tuberías intermedias y se procede a asegurarlas siguiendo el proceso de cementación descripto para el primer tramo. Estas tuberías así cementadas aíslan al pozo de las formaciones atravesadas.

Entubado de un Pozo de Perforación

Entubado del pozo

Fuente: ABC de la Industria del Petroleo y Gas del IAPG (Instituto Argentino de Petroleo y Gas)