04 20 20Seleccion 20de 20Barrenas

Guía para la
Selección de Barrenas
CONTENIDO
1. Introducción
2. Conceptos generales
3. Metodología para la selección del tipo de barrena: tricónica o de cortadores fijos
3.1. Selección de la barrena tricónica óptima usando información de registros geofísicos.
3.2. Selección de la barrena de cortadores fijos óptima.
4. Determinación de la vida útil de la barrena
5. Recomendaciones
6. NomenclaturaReferencias
Apéndice A. Cálculo de UCS mediante el Modelo de Smorodinov

Apéndice B. Clasificación IADC para barrenas de cortadores fijos.

La selección de barrenas es parte importante dentro del proceso de planeación de la perforación de un pozo,
ya que de ello depende en buena parte la optimización del ritmo de penetración. Esta guía proporciona los
elementos de criterio necesarios para laselección de barrenas basado en propiedades mecánicas de la
formación y condiciones de operación de la barrena. Se propone el método de Energía Mecánica Específica
como criterio de apoyo para la selección.

Guía para la Selección de Barrenas

1. Introducción
La selección de barrenas es una parte importante
dentro del proceso de planeación de la perforación
de un pozo, ya que de ello depende, en buenaparte, la optimización del ritmo de penetración, el
cual está influenciado por diversos parámetros,
tales como: esfuerzos efectivos de la roca,
características de la barrena, condiciones de
operación (peso sobre barrena, velocidad de
rotación e hidráulica), ensamble de fondo,
propiedades físico-químicas de la roca, fluidos de
perforación y desviación del pozo, entre otros.
El alcance de esta guíase concentra en el análisis
de la eficiencia de la barrena en función de
propiedades mecánicas de la roca y algunos
parámetros de operación como el peso sobre
barrena, velocidad rotatoria, ritmo de penetración, y
torque. Los fenómenos fisicoquímicos originados
por la interacción del fluido de perforación con la
formación en la cara de la barrena, las propiedades
del lodo de perforación, elensamble de fondo y la
optimización de la hidráulica no son considerados.
Esta metodología es recomendable para etapas de
perforación intermedias y profundas, en donde se
dispone de la información de registros requerida.
Tradicionalmente, la selección de barrenas se
efectúa con base en la información de registros de
barrenas usadas en pozos de correlación. Se
selecciona la barrena más económicautilizando el
criterio de costo por metro. Este criterio de
selección requiere de una buena base de datos de
registros de barrenas usadas en pozos vecinos y
de la experiencia del personal involucrado en la
selección de la barrena, y les otorga poco valor a
las características mecánicas de la roca como
criterio para su selección. Su efectividad está
limitada a la repetición de las mismas condiciones
deoperación y bajo el supuesto de que los datos
existentes representan parámetros óptimos de
operación, lo cual no necesariamente es cierto.
Como resultado, la selección de barrena finaliza en
un proceso de ensayo y error.
Algunos de los criterios y metodologías
reconocidos en la literatura para la selección de
barrenas son los siguientes1: factor de barrena,
perforabilidad de la formación, energíamecánica

específica, índice de perforación, y costo por
metro. Algunos son estadísticos, basados en
registros de barrenas, mientras que otros son
analíticos, basados en principios matemáticos
asociados con las propiedades mecánicas de las
formaciones.
El propósito de esta guía es proporcionar los
elementos de criterio al personal para seleccionar
barrenas con base en las propiedades mecánicas
de laformación y las condiciones de operación,
tomando como criterio de comparación el
tradicional método de costo por metro basado en
estadística y experiencia.
2. Conceptos generales
Las barrenas son clasificadas de acuerdo con su
mecanismo de ataque a la roca en dos tipos:
tricónicas y de cortadores fijos. El mecanismo
principal de ataque de las barrenas tricónicas, ya
sea de dientes maquinados o...