Carrera: Ingeniería Petrolera PED-1017 SATCA

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1.- DATOS DE LA ASIGNATURA

Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: SATCA1

Ingeniería de Perforación de Pozos Ingeniería Petrolera

PED-1017 2 - 3 - 5

2.- PRESENTACIÓN

Caracterización de la Asignatura

Esta materia forma parte medular de la carrera debido a que en ella se pueden desarrollar, entender y aprender los principales conocimientos necesarios en el ingeniero petrolero para la perforación de pozos; en ella se sentarán las bases para realizar una perforación tomando en cuenta todas las variables involucradas en el proceso, siempre anteponiendo las condiciones de seguridad y optimización del mismo. Todo esto ayudará durante la asignatura para desarrollar en el alumno conocimientos para evaluar las características geológicas, petrofísicas y dinámicas que afectan al almacenamiento y a la producción de yacimientos petroleros.

Esta asignatura dará la habilidad de diseñar, implementar y evaluar los sistemas y modelos de exploración, explotación y distribución del crudo, aplicando un alto nivel de competitividad; será posible también la gestión de proyectos y programas de investigación pertinentes para la obtención del hidrocarburo.

Las nuevas tecnologías serán aplicadas en la exploración y localización de yacimientos, campos petroleros, pozos geotérmicos y acuíferos, además de manejar software específico para simulación y operación en la exploración, localización y explotación de petróleo. De esta manera se garantizará la solución de problemas actuales existentes en las industrias petroleras.

Intención Didáctica

Esta materia se compone de siete unidades, las cuales están organizadas de forma cronológica para el completo diseño secuencial desde la exploración hasta la explotación de pozos.

En la primera unidad se conocerán las formas en que se pueden detectar las geopresiones, y de esta manera encontrar los yacimientos del crudo, además de conocer las bases en lo que se refiere al asentamiento de tuberías de revestimiento.

En la unidad dos se conocerán las diferentes variables que permiten al ingeniero petrolero decidir con cuales tipos de tubería se trabajará y qué tipo de diseño aplicará debido a las

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condiciones de trabajo.

De igual manera la unidad tres tomará los aspectos importantes en la perforación de pozos, como son la velocidad de perforación y toda la hidráulica que conlleva la optimización de la perforación.

En la unidad cuatro se tomarán en cuenta todas las características y afectaciones que puede tener un pozo para su cementación y su lechada, recordemos que estas variables se deberán asentar en base a la experimentación de laboratorio para conocer las opciones más viables y óptimas de llevar a cabo estos pasos en la explotación del hidrocarburo. La unidad cinco proporcionará al participante el conocimiento de los principales componentes del equipo utilizado actualmente en la perforación así como las funciones principales de este para su funcionalidad.

En la unidad subsecuente se tratarán los temas referentes a la construcción de pozos, como son: los equipos de perforación, las diferentes técnicas utilizadas en la perforación, herramientas, materiales y equipos auxiliares en la perforación, se obtendrá un panorama completo del conocimiento previo necesario antes de realizar operaciones de perforación. La última unidad nos dará la pauta en la programación y/o los pasos a seguir en la perforación; así como el conocimiento respecto a la inyección de los solventes y de los polímeros.

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3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR

Competencias específicas Competencias genéricas

 Elaborar el programa de perforación de un pozo petrolero tanto terrestre como marino, partiendo de la toma de información hasta la elaboración del programa de seguridad.

 Determinar la velocidad optima de penetración para la perforación del pozo.

 En un proceso de perforación, identificar los principales componentes de los equipos de perforación.

Competencias instrumentales

 Conocimiento de los principales software de simulación en perforación.

 Capacidad de organizar y planificar.

 Comunicación oral y escrita.

 Manejo de software para equipos de perforación.

 Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas.

 Capacidad de análisis y síntesis.

 Toma de decisiones.

Competencias interpersonales

 Trabajo bajo presión.

 Trabajo en equipo.

 Capacidad crítica y autocrítica. Competencias sistémicas

 Búsqueda de la optimización del proceso.

 Capacidad de trasladar los conocimientos en la práctica.

 Habilidades de investigación en diferentes lenguas.

 Capacidad de generar nuevos conceptos e ideas.

 Habilidad para trabajar en forma autónoma.

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4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de

elaboración o revisión Participantes Evento

Instituto Tecnológico Superior de Puerto Vallarta del 10 al 14 de agosto de 2009.

Representantes de los Institutos Tecnológicos de:

Superior de Coatzacoalcos, Minatitlán, Superior de Poza Rica y Superior de Venustiano Carranza. Reunión Nacional de Diseño e Innovación Curricular para el Desarrollo y Formación de Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Petrolera. Desarrollo de Programas en Competencias Profesionales por los Institutos Tecnológicos del 17 de agosto de 2009 al 19 de febrero de 2010.

Academias de Ingeniería Petrolera de los Institutos Tecnológicos de:

Superior de Coatzacoalcos, Minatitlán, Superior de Poza Rica, Superior de Tantoyuca y Superior de Venustiano Carranza.

Elaboración del programa de estudio propuesto en la Reunión Nacional de Diseño Curricular de la Carrera de Ingeniería Petrolera. Instituto Tecnológico Superior de Poza Rica del 22 al 26 de febrero de 2010.

Representantes de los Institutos Tecnológicos de:

Superior de Coatzacoalcos, Minatitlán, Superior de Poza Rica, Superior de Tantoyuca y Superior de Venustiano Carranza. Reunión Nacional de Consolidación de los Programas en Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Petrolera.

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5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO

Elaborar el programa de perforación de un pozo petrolero tanto terrestre como marino, partiendo de la toma de información hasta la elaboración del programa de seguridad

6.- COMPETENCIAS PREVIAS

 Identificar las propiedades de los fluidos de perforación.

 Identificar el fenómeno de afluencia en los yacimientos de aceite o gas.

 Elaborar, interpretar y supervisar planos de la ingeniería petrolera.

 Identificar los factores que ocasionan daño en la producción de los pozos.

 Elaborar las curvas de declinación de la producción en los pozos. 7.- TEMARIO

Unidad Temas Subtemas

1 Detección de

geopresiones

1.1 Presiones de formación 1.2 Presiones de fractura.

1.3 Asentamiento de tuberías de revestimiento. 2 Diseño de tuberías de

revestimiento

2.1 Propiedades de las tuberías. 2.2 Criterios de diseño de tuberías. 3 Optimización de la perforación 3.1 Hidráulica de la perforación. 3.2 Velocidad de penetración. 4 Diseño de lechadas de cemento y operaciones de cementación de pozos

4.1 Preparación de lechadas de cemento.

4.2 Pruebas de laboratorio y preparación de lechadas.

4.3 Operaciones de cementación de pozos.

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Principales componentes del equipo de perforación

5.1 Sistema de suministro de energía. 5.2 Sistemas de izaje.

5.3 Sistema de circulación. 5.4 Sistema rotatorio. 5.5 Sistemas de control.

5.6Sistema de medición de parámetros de perforación.

6 Introducción a la construcción de pozos

6.1 Inicio de la perforación.

6.2 Equipos convencionales de perforación. 6.3 Evolución de las técnicas de perforación.

6.4 Herramientas, materiales y equipo auxiliar de perforación.

6.4.1 Barrenas. 6.4.2 Motor de fondo.

6.4.3 Tuberías de revestimiento.

6.4.4 Obturantes de pérdidas de circulación. 6.5 Unidad de registros eléctricos.

6.6 Barril de muestreo de núcleos. 6.7 Herramientas especiales. 7 Elaboración del

7.1 Elaboración del programa. 7.2 Inyección de solventes.

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8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS

 En grupos, desarrollar los modelos matemáticos acordes al tema en discusión.

 Generar hojas de cálculos electrónicas.

 Desarrollar un organigrama durante clases donde se expliquen las funciones, características y habilidades del personal que interviene en la perforación de un pozo.

 Realizar una visita industrial en la industria petroquímica donde existan este tipo de turbina para comprobar su comportamiento.

 Por equipo, realizar un diseño de tuberías, basado en los criterios de diseño de tuberías.

 Determinar la velocidad óptima de penetración para la perforación del pozo.

 Realizar mediciones físicas de las lechadas.

 Por equipo, exponer las operaciones de cementación en pozos.

 En un proceso de perforación, identificar los principales componentes de los equipos de perforación.

 Elaborar el programa de perforación de un pozo.

 Elaborar un mapa mental de las herramientas, equipos utilizados en la perforación.

 Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes.

 Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura.

 Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes.

 Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas.

 Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis y trabajo en equipo.

 Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura.

 Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de terminología científico-tecnológica.

 Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución.

 Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable.

 Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional.

 Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante.

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9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN

La evaluación de la asignatura debe de ser continua y se debe considerar el desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo especial énfasis en obtener evidencias de aprendizaje como:

 Reportes escritos.

 Solución de ejercicios.

 Actividades de investigación.

 Elaboración de modelos o prototipos.

 Análisis y discusión grupal.

 Resolución de problemas con apoyo de software.

 Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos y declarativos. 10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad 1: Detección de Geopresiones. Competencia específica a

desarrollar Actividades de Aprendizaje

Detectar los tipos de presiones existentes en los diferentes sustratos terrestres.

 Identificar las características principales en los tipos de presiones presentadas bajo la tierra.

 Hacer un compendio de rasgos definidos para cada uno de los casos diferentes en los que puede existir geopresiones provocadas por gas y petróleo.

 Realizar exposiciones en clase para llevar a cabo un análisis de los diferentes casos estudiados.

 Concretar y comentar conclusiones generales de los temas expuestos y comentados.

Unidad 2: Diseño de Tuberías de Revestimiento Competencia específica a

Tener la habilidad de diseñar las tuberías con características necesarias para la explotación de un pozo petrolero.

 Conocer los diferentes tipos de tuberías y sus revestimientos.

 Ahondar en la información recibida y remitirse a las diferentes fuentes bibliográficas para obtener mayor conocimiento del tema.

 Hacer cuadros comparativos de los diferentes revestimientos a los que puede tener una tubería para trabajar en condiciones adversas.

 Realizar la experimentación necesaria y concerniente para probar alguno de los revestimientos vistos en la teoría.

Unidad 3: Optimización de la Perforación Competencia específica a

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para la perforación de un pozo.  Conocer las diferentes velocidades de perforación posibles en la actualidad.

 Estudiar diferentes casos de perforación de pozos y conocer los factores que provocaron la selección especifica de velocidades de perforación y su optimización.

Unidad 4: Diseño de Lechadas de Cemento y Operaciones de Cementación de Pozos Competencia específica a

Saber las condiciones en que un pozo debe de ser cementado y la forma correcta de realizar la lechada para este.

 Realizar las pruebas de laboratorio pertinentes en la lechada.

 Conocer los diferentes procedimientos de la cementación para cada uno de los casos planeados.

 Realizar experimentación concerniente a la operación de cementación en los pozos.

Unidad 5: Principales Componentes del Equipo de Perforación. Competencia específica a

Tener amplio conocimiento de las partes principales que componen el equipo básico de perforación de pozos.

 Una investigación guiada concerniente al tema.

 Recaudación de los diferentes equipos e instrumentos utilizados para este fin.

 Conocimiento de las características que nos brindan el sistema de suministro de energía, el sistema de izaje, circulación, rotatorio, de control y sistema de medición de parámetros de perforación.

Unidad 6: Introducción a la Construcción de Pozos Competencia específica a

Conocer las diferentes técnicas de perforación y aplicar la más conveniente para cada caso estudiado.

 Estudio de las diferentes técnicas de perforación; comentar las características y las principales diferencias entre ellas.

 Investigación de los materiales y herramientas utilizadas en la perforación.

 Conocimiento amplio de la funcionalidad y características de las barrenas, motor de fondo, obturantes de pérdidas de circulación, unidad de registros eléctricos, tuberías de revestimiento, barril de muestreo de núcleos y demás herramientas especiales.

Unidad 7: Elaboración del Programa de Perforación Competencia específica a

Proponer un listado programado de todas las actividades necesarias para

 Complementar la información adquirida en las unidades anteriores para poder llevar a cabo

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una perforación. una programación.

 Destacar los aspectos de seguridad necesarios en la perforación.

 Estudio de casos diferentes con diferentes condiciones en los cuales se halla llevado a cabo una perforación.

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11.- FUENTES DE INFORMACIÓN

 MC CRAY, Arthur W. y Cole, Frank W.

Tecnología de la perforación de pozos petroleros

México D.F.

Compañía Editorial Continental S.A., 1970

 Bourgoyne T. Adam et al.

Applied Drilling Engineering

Richardson Tx.

Society of Petroleum Engineers, 1991 Bibliografía complementaria:

Manuales de fabricantes y compañías de servicios petroleros. 12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS

 Métodos de determinación de la presión de formación.

 Determinación de diámetros de barrenas.

 Optimización de sistemas de tuberías.

 Medición de las propiedades de tuberías

 Criterios de diseño de tuberías.

 Determinación de la hidráulica de la perforación.

 Pruebas de laboratorio para cementos.

 Preparación de lechadas.