Primer módulo del curso de cañoneo más completo. Aprende las mejores tecnologías para el punzonamiento de pozos.

2. AGENDA
Ing. Jorge Morales 2
Temario:
 Módulo I:
• Introducción. Definiciones e Historia del Punzado de pozos productores de
hidrocarburos.
• Sistemas de Punzado. Explosivos, Cargas. Descripción de los distintos
sistemas de Punzado (Perforating). Explosivos usuales y usos de los
diferentes tipos de Cargas.
• Cuerdas Detonantes e Iniciadores. Descripción.
 Ronda de preguntas y respuestas:

3. Temario:
 Módulo II:
• Carriers. Ángulos de Fase, Longitud de los cañones. Descripción y utilidad de
los diferentes tipos de Carriers y ángulos de fases.
• Sistemas de Punzado Through Tubing. Cañones, Ristras y Cables. Descripción
de los sistemas.
 Ronda de preguntas y respuestas:
Ing. Jorge Morales 3

4. Temario:
 Módulo III:
• Daños en el Casing y el Cemento. Verificación de las condiciones previas al
punzamiento y análisis del riesgo en el uso de algunos sistemas de punzado.
• Evaluación de Cargas. Norma API para la evaluación. Interpretación de las
planillas de Evaluación.
• Planificación de un Trabajo de Punzado.
 Ronda de preguntas y respuestas:
Ing. Jorge Morales 4

5. Temario:
 Módulo IV:
• Sistemas de Punzado. Usos de los diferentes sistemas de Punzado para
corregir o minimizar problemas preexistentes.
• Daño por Punzado, Relación de Productividad y Efecto Skin. Análisis de daños
producidos al punzar.
• Punzados Underbalance y Overbalance. En qué consisten y en qué casos usar
uno u otro.
 Ronda de preguntas y respuestas:
Ing. Jorge Morales 5

6. Temario:
 Módulo V:
• Diseños TCP y otros. Descripción y aplicación de estos diseños.
• Diseños Especiales. Descripción y aplicación, casos reales.
 Ronda de preguntas y respuestas:
 Evaluación Final:
Ing. Jorge Morales 6

7. MODULO I
ALGUNAS ETAPAS DE CONSTRUCCION DE UN POZO NUEVO
Perforación Perfilaje Entubación y Cementación Punzado
Drilling Logging Set Casing and Cementing Perforating
Ing. Jorge Morales 7

8. MODULO I
Ing. Jorge Morales 8
Objetivo:
 Un pozo entubado y cementado está aislado.
 Es necesario establecer una comunicación para permitir la producción o
inyección de fluidos.
 La operación que establece esta comunicación es el Punzado (Perforating,
Baleo, Cañoneo).
 Punzar es abrir agujeros en el Casing, que pasan a través del cemento y
penetran en la formación.
 El objetivo del punzado (Perforating, Baleo, Cañoneo) es conseguir un flujo
efectivo entre el pozo y el reservorio deseado que le permitirá al operador:
• Evaluar el intervalo productivo
• Optimizar la producción y el recupero
• Optimizar la inyección
• Aislar (mediante cementación a presión) ciertas zonas

9.  El punzado es una operación esencialmente irreversible. Este hecho implica
que se debe realizar una buena planificación y ejecución. Para ello, se debe
examinar rigurosamente los siguientes puntos:
• El ambiente en donde se punzará
• Los recursos disponibles para realizar el trabajo
• El objetivo específico de la completación o workover
• Los atributos y limitaciones del equipo de punzado disponible.
 Existen varios métodos para realizar agujeros en el casing, el más usual es el
Punzado con cargas moldeadas. Otro método para punzar utiliza de un jet de
agua de alta presión o con arena. Las cargas explosivas suelen estar
montadas en una barra o carrier, o también en un cilindro metálico (Cañón).
Estos dispositivos pueden ser conducidos al interior del pozo por diferentes
medios:
Ing. Jorge Morales 9

10. • Línea Eléctrica (Wireline)
• Tubería de producción (TCP)
• Tubería Flexible (Coiled TBG)
• Slickline, este medio es el menos usado.
CAÑON
Ing. Jorge Morales 10
RISTRA TCP

11. Breve Historia del Punzado:
Ing. Jorge Morales 11

12. Breve Historia del Punzado:
Ing. Jorge Morales 12

13. Equipamiento Actual:
Ing. Jorge Morales 13

14. Ing. Jorge Morales 14

15. Comparación entre tecnologías:
Con JET
Con BALA
Ing. Jorge Morales 15

16. BALA
JET
BALA
Ing. Jorge Morales 16
JET

17. BALA JET
Ing. Jorge Morales 17

18.  El principal recurso hoy en día para punzar son las cargas explosivas huecas
moldeadas (o de “chorro”), que contabilizan aproximadamente el 90-95% de
las operaciones. Otras técnicas y/o explosivos existentes son:
 Cortadores mecánicos (primer método usado, 1926)
 Punzado utilizando balas (a partir de 1932)
 Punzado por chorro de agua (1958)
 Cargas explosivas moldeadas (1948 y hasta la actualidad)
 TCP: Tubing Conveyed Perforating
 Sistema Reactivos: PURE, STIM GUN
 Cargas CONNEX (carga moldeada reactiva)
Ing. Jorge Morales 18

19. Las operaciones para armar un Sistema de Punzado, son:
 Colocación de las Cargas en el Portador de Cargas o Carrier.
 Conexión de las Cargas a la Cuerda Detonante (Detonating Cord o Primacord).
 Conexión de la Cuerda Detonante al Iniciador, en el momento de bajar los
mismos al pozo.
Sistemas de Punzado:
Los Sistemas de Punzado constan de:
 Cargas Explosivas,
 Portador de las Cargas,
 Cuerda Detonante,
 Iniciador o detonador.
Ing. Jorge Morales 19

20. Explosivos:
Introducción a los Explosivos. Categorías de Explosivos
 Naturaleza de los Explosivos
 Clasificación de los Explosivos
 Características de las Clases de Explosivos
Naturaleza de los Explosivos.
 Explosivo: es cualquier sustancia o dispositivo que libera su energía en
tiempos extremadamente breves.
Clasificación de explosivos químicos:
 Altos Explosivos Primarios: Alto explosivo (detonadores)
 Altos Explosivos Secundarios: Altos explosivos (cargas huecas)
 Bajos Explosivos: (pólvoras)
Ing. Jorge Morales 20

21. Características de las clases de explosivos.
Ing. Jorge Morales 21
El proceso físico Alto Explosivo Bajo Explosivo
Naturaleza de la ignición Detona Deflagra
Tiempo de gasific. Microsegundo Milisegundo
Velocidad de reacción ~ 8 Km/seg m/seg
Presión (psi) ~ 4 millones ~ 50 mil

22. RDX = “Royal Demolition eXplosive”
“Trinitrofenilmetilnitramina ” –
Ciclonita o Hexógeno Blanco
Velocidad de detonación: 8700 m/seg.
HMX = “High Melting eXplosive”
“Ciclotetrametilentetranitramina”
Octógeno Blanco.
Velocidad de detonación: 9100 m/seg.
HNS = “HexaNitroeStilbeno” –
Velocidad de detonación: 7400 m/seg.
PYX = “Picrilaminodinitropiridina”
Velocidad de detonación: 7600 m/seg.
Ing. Jorge Morales 22

23. Ing. Jorge Morales 23

24. Los Límites Operacionales los Explosivos en función del TIEMPO y la TEMPERATURA
pueden verse en el gráfico siguiente:
Ing. Jorge Morales 24

25.  Temperatura del intervalo a punzar se encuentra entre 93 y 98°C.
 Se punzará con cañones TCP, los que serán conducidos por una sarta de TBG
con Packer y accesorios.
 Tiempos estimados para el armado de los cañones, el conjunto de fondo de
producción y la sarta de tubing, incluyendo pruebas de hermeticidad del packer y
sarta de tubing y accesorios: 12 hs.
 El tiempo estimado para contingencias: 8 hs.
 Seleccionar el tipo de explosivo más adecuado para trabajar con seguridad.
 Rpta:
Ing. Jorge Morales 25
Ejercicio de Comprensión:

26. Ejercicio de Comprensión:
 Rpta: RDX
Ing. Jorge Morales 26

27. Cargas Moldeadas:
Las Cargas Perforantes son Cargas
Moldeadas llamadas también Cargas
Jet o Cargas Huecas.
 Se moldea el explosivo y se lo
cubre con un material metálico.
 Las cargas moldeadas son más
penetrantes que las que no están
moldeadas.
 La adición del recubrimiento
metálico les da más poder.
 La penetración puede ser
aumentada colocando un espacio
conveniente entre la carga y el
objetivo (Standoff)
Ing. Jorge Morales 27

28. 28
 CUBIERTA: Debe soportar Alta
Temperaturas y Presiones y
eventualmente Fluidos y Abrasión.
Materiales usados en su
construcción: Acero, Al, Zn y
cerámicos. Luego de que se
disparan las Cargas, dejan
DEBRIS (residuos).
 LINER o Recubrimiento:
Proporciona la Masa para que el
JET penetre el Casing, el Cemento
y la Formación. La forma del
LINER y su composición
determinan: a) La Profundidad, b)
El Diámetro y c) La Efectividad del
Punzado.
 LINER Cónico da Alta Penetración
(DP) LINER Parabólico da
Agujeros de gran Diámetro (BH)
Ing. Jorge Morales

29.  LINERS son construidos de Cobre o de una aleación de Cobre-Plata. La alta
densidad del Cobre provee al Jet de la masa para penetrar el objetivo. Cuando la
Carga detona los Liners moldeados a presión se desintegran formando un Jet de
partículas finas. Usualmente los Liners sólidos son usados en Cargas que
producen agujeros de gran diámetro (BH).
 EXPLOSIVOS PRINCIPALES proveen la energía necesaria para producir el Jet.
La cantidad de Explosivo usado varía de acuerdo al tipo de Carga desde unos
pocos gramos hasta más de 50 g. La forma del Liner y el interior de la Cubierta
determinan la distribución del Explosivo.
 EXPLOSIVO PRIMARIO o PRIMER, está compuesto por una pequeña cantidad
de explosivo. Es del mismo tipo que el Explosivo Principal aunque más sensible.
PRIMER transfiere el shock de la Cuerda Detonante al EXPLOSIVO PRINCIPAL.
La onda de choque (shock) en la CUERDA DETONANTE genera una onda de
choque en el PRIMER, la que a su vez detona el EXPLOSIVO PRINCIPAL.
Ing. Jorge Morales 29

30. Cómo se fabrica una carga?:
Ing. Jorge Morales 30

31. Cómo se fabrica una carga?:
Ing. Jorge Morales 31

32. Cómo se fabrica una carga?:
Ing. Jorge Morales 32

33. Diseño de las Cargas Moldeadas:
Los Factores que influyen en el Diseño son:
 Composición del Explosivo y su distribución alrededor del Liner.
 Composición del Liner, su espesor y forma.
 Distancia entre el Explosivo Primario (Primer) y el Liner.
 Distancia entre la Carga y el interior del Carrier.
El Diseño de las Cargas determina que cantidad de energía es transferida al Jet y
como se distribuye. La Energía Cinética gastada por el Jet determina la geometría
(diámetro y longitud) del Punzado.
El Liner debe ser perfectamente simétrico alrededor de su eje y el Explosivo debe
estar distribuido simétricamente alrededor del Liner.
Ing. Jorge Morales 33

34. COMO SE FORMA EL JET?
1. La onda de choque generada en el Primer por la Cuerda Detonante
rápidamente alcanza y detona el Explosivo Principal.
2. La onda de la detonación en el Explosivo Principal viaja hacia el Liner y
cuando hace contacto con este, lo colapsa.
3. Las partículas del Liner convergen a lo largo de un eje cónico para formar un
jet de alta velocidad.
4. Las presiones en punta del Jet pueden ser de 3 a 15 MM psi y las velocidades
de las partículas pueden alcanzar los 30 M ft/seg. Hay un gradiente de
velocidad entre la base y la punta del Jet que causa el alargamiento del
mismo cuando viaja desde la Carga. El alargamiento es un factor de
importancia en la penetración del objetivo.
Ing. Jorge Morales 34

35. Ing. Jorge Morales 35

36. Formación del Jet:
Ing. Jorge Morales 36

37. Ing. Jorge Morales 37

38. Interferencia de las Cargas:
 La Perfomance del Sistema de
Punzados está muy afectada por
interferencia de sus componentes
durante el tren de la detonación
 Densidad (spf) / Cantidad de Cargas
en el cañón
 Interferencia Carga-Carga.
 Interferencia Cordón Detonante-
Carga
Ing. Jorge Morales 38

39. CONSECUENCIAS NO DESEADAS
 El Punzado puede dañar el casing si este no está adecuadamente
cementado y el diseño del sistema de Punzado fuera inadecuado.
 El material alrededor del Punzado queda aplastado y compactado, esto
puede reducir sensiblemente la Permeabilidad de la formación productiva,
constituyendo un daño que eventualmente puede resultar en un significativo
descenso de la productividad del pozo.
RAJADURA
FISURA
Ing. Jorge Morales 39

40. Factores que afectan la Perfomance :
Ing. Jorge Morales 40

41. 1
3
2
Factores que afectan la Perfomance :
Ing. Jorge Morales 41

42. POZO ABIERTO
Ing. Jorge Morales 42

43. POZO ABIERTO
POZO ABIERTO
La turbulencia
REDUCE la
productividad
Ing. Jorge Morales 43

44. Cuerda Detonante :
 La Cuerda Detonante (Detonating Cord o Primacord ) tiene un alma de
Explosivo cubierta por una vaina resistente a los fluidos externos.
 El explosivo puede ser PETN, RDX, HMX, HNS, PYX. La cobertura es de
rayón, poliéster, kevlar u otro material que no se contraiga; también es usado
el polietileno, nylon, siliconas, teflón, Plomo o Aluminio.
 Las Siliconas resisten mejor los fluidos corrosivos, el teflón y el Aluminio
soportan las altas temperaturas.
Cordón Detonante 80 granos
Explosivo: HMX
Ing. Jorge Morales 44

45. Especificaciones de Cuerda Detonante :
Ing. Jorge Morales 45

46. Detonadores Eléctricos:
La secuencia explosiva comienza en el
Iniciador. Se suelen usar dos clases de
Iniciadores: los activados eléctricamente o
Detonadores Eléctricos y los activados por
Percusión.
El Detonador Eléctrico consta de:
 Un cable puenteado.
 Dos cables de Cobre aislados.
 Un tapón de goma que aloja los cables
de Cobre y actua como sello del
Explosivo.
 Una cápsula de Aluminio, Bronce o Acero
está enrollada alrededor del tapón de
goma.
 La cápsula contiene una mezcla de Ignición,
un Explosivo Primario y una Carga Base.
Ing. Jorge Morales 46

47. El calor irradiado por el Cable puenteado
enciende la Mezcla de Ignición para iniciar
la Carga Primaria.
La Carga Primaria es necesaria para
detonar la Carga Base que es menos
sensible, la cual es usualmente un
explosivo RDX, HMX, HNS o PYX.
Los Detonadores por Percusión: contienen
un Explosivo que puede ser activado por el
impacto de un punzón, un gatillo o un
pistón. Una barra de carga, la presión
dentro del tubing o la presión en el anular,
proveen la fuerza necesaria para mover el
punzón. Estos han sido desarrollados para
ser usados en operaciones con TCP
(Tubing Conveyed Perforating).
Ing. Jorge Morales 47

48. Detonadores Eléctricos RED:
Detonadores Resistorizado:
Ing. Jorge Morales 48

49. Detonadores Eléctricos RED:
• Más seguro
• Operación Simple
• Mayor confiabilidad
• No posee explosivo azide de plomo u otro primario
• Es seguro para los peligros de señales RF hasta los 5 watts para todas las
bandas hasta los 33.2 GHz
• Es seguro para los peligros de descarga electrostática (ESD)
• Inmune a los peligros de voltage DC hasta los 120 volts
• Preocuparse menos sobre la electricidad estática asociada con condiciones de
ambientes secos que pueden ocasionar la iniciación de un detonador.
Ing. Jorge Morales 49