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Cuña, motor de fondo o herramienta direccional: ¿cómo se comparan?

Los perforistas de diamantina dirigen un sondeo de tres maneras: una cuña colocada en el sondeo desvía la broca, un motor de fondo con un sub acodado apunta la broca, o una herramienta direccional en la sarta de barras curva el sondeo mientras perfora. Se diferencian en quién los opera, en si recuperan testigo durante la curva y en lo suave que dejan la curva. Cada uno tiene su lugar, y muchos programas usan más de uno.

¿Qué hace una cuña?

Una cuña es una rampa de acero colocada en el sondeo que obliga a la siguiente broca a salir de la trayectoria anterior. Las cuñas corrigen la desviación, permiten perforar alrededor de barras o tubos atascados y sirven para iniciar sondeos hijos desde un sondeo padre. La mayoría produce unos 1,5 grados de desviación, y Epiroc aconseja colocarlas a al menos 15 m de distancia entre sí para no sobrecargar las barras (guía para perforistas de Epiroc).

Los tipos habituales, tal como los describe esa guía:

  • Cuña de desvío, by-pass o Hall-Row. Se coloca en el fondo del sondeo o sobre cemento, se orienta y se deja en el sondeo. Colocarla puede requerir hasta cuatro maniobras.
  • Cuña recuperable o Clappison. Se orienta y se retira después de la desviación, sin dejar acero. El corte es un tamaño menor que el sondeo y hay que escariarlo. TIME Limited presenta sus cuñas recuperables como reutilizables y colocadas directamente desde el fondo del sondeo (TIME Limited).
  • Cuña de revestimiento. Se coloca en la tubería de revestimiento, recuperable o fija.
  • Cuña Epiroc Prism. Una cuña permanente en N y H con un bloqueo en dos etapas: se bloquea a cualquier profundidad sin cemento y después bloquea la dirección de la cara. Epiroc afirma que se puede colocar, orientar y anclar en una sola maniobra (Epiroc), con 1,5 a 2 grados de desviación según el terreno (manual del Epiroc Prism).

Límites. Las cuñas nunca deben colocarse en terreno roto o fracturado. En roca silícea muy dura la broca puede cortar la cuña en lugar de la roca, y en roca blanda similar al talco la broca puede deslizarse con poco cambio. Epiroc resume el trabajo con cuñas como algo que la mayoría de los perforistas puede hacer, pero lento, costoso y menos preciso (guía para perforistas de Epiroc).

¿Qué es la perforación navi con motor de fondo?

La perforación navi usa un motor de fondo, accionado por el agua bombeada por las barras, para hacer girar una broca sin recuperación de testigo mientras las barras no rotan. Un sub acodado ajustable apunta la broca en la dirección elegida, las mediciones de desviación siguen la nueva trayectoria y, cuando el sondeo vuelve a su línea, se retira el motor y se reanuda la recuperación de testigo. Deja una curva más suave que una cuña, y la mayoría de los perforistas puede operarlo (guía para perforistas de Epiroc). Boart Longyear usa motores con cuñas de diámetro completo para ángulos más cerrados y una curva continua (Boart Longyear).

Límites. No se recupera testigo durante la carrera del motor. Un motor necesita una bomba de mayor capacidad para la mayor presión del fluido, una mejor limpieza del lodo y más apoyo técnico que las cuñas (Boart Longyear). La penetración es mucho más lenta mientras se gira el sondeo que en la perforación convencional con recuperación de testigo, así que el tiempo y los costes diarios pesan más (Devico).

¿Qué es un tubo sacatestigos dirigible?

Un tubo sacatestigos dirigible curva el sondeo y recupera testigo al mismo tiempo. La guía de Epiroc describe un eje de transmisión que pasa por un casquillo excéntrico, con zapatas expansibles que mantienen una orientación fija (guía para perforistas de Epiroc). IMDEX afirma que su DeviDrill se adapta a la sarta wireline de tamaño N sin bombas ni barras adicionales, recupera un testigo de 31,5 mm y ofrece una severidad de curvatura típica de 5 a 9 grados por 30 m (IMDEX). El AZIDRILL de Aziwell, tal como se usó en Kevitsa, recoge y orienta un testigo de tamaño B de 36,4 mm, con curvas que suelen planificarse entre 4 y 9 grados por 30 m (Coring Magazine).

Límites. El testigo es más pequeño que el estándar y en Sakatti a menudo estaba más fracturado (Coring Magazine). Normalmente se ofrece como servicio con técnicos formados, lo que según Epiroc lo encarece (guía para perforistas de Epiroc).

¿Qué es una herramienta rotativa direccional?

En petróleo y gas, un sistema rotativo direccional perfora en una dirección controlada mientras toda la sarta sigue girando desde la superficie, así que no hace falta deslizar un motor (SLB Energy Glossary).

Que una herramienta recupere testigo o no depende de su diseño. Comprueba la herramienta concreta cuando necesites testigo del tramo direccional.

Cómo elegir

Las preguntas que lo deciden son sencillas. ¿Hace falta testigo de la curva? ¿Qué tan cerrado es el giro, y a lo largo de cuánta distancia? ¿Quién lo va a operar, la cuadrilla de perforación o un equipo de servicio? ¿Cómo es el terreno donde empieza la desviación? La respuesta de la propia Epiroc es que cualquiera de estas opciones puede ser mejor que mover el equipo y empezar un sondeo nuevo (guía para perforistas de Epiroc).

Dónde encaja Navilo

Navilo está desarrollando una broca direccional de frente completo para N y H que se enrosca en el tubo sacatestigos estándar del contratista. No recupera testigo y usa un principio de apuntar la broca, point-the-bit, consolidado en la perforación direccional de petróleo y gas y adaptado a la perforación diamantina. Está en fase de prototipo y no ha publicado datos de campo. Los ensayos de H están previstos para el primer trimestre de 2027 y los de N durante 2027. La fuerte demanda de H le da prioridad, y el desarrollo de N viene después. Más sobre cómo dirige y el programa piloto.

Fuentes