El WOB (Weight on Bit) o Peso Sobre la Broca es la fuerza vertical que se aplica sobre la broca de perforación para que sus elementos cortantes penetren la formación rocosa. Esta fuerza proviene principalmente del peso de los lastrabarrenas (drill collars) ubicados en el BHA, controlada por el perforador mediante el freno del malacate que sostiene parte del peso de la sarta.
Principio de Funcionamiento
En un pozo vertical, el WOB se controla de manera relativamente simple: el perforador libera el freno del malacate para permitir que el peso de los lastrabarrenas actúe sobre la broca. El peso de la sarta de perforación (drill pipe) por encima de los lastrabarrenas se mantiene en tensión para evitar pandeo.
En pozos direccionales y horizontales, la situación es más compleja. La fricción entre la sarta y las paredes del pozo consume parte del peso disponible, haciendo que el WOB efectivo en la broca sea menor que el WOB medido en superficie. Esta diferencia se acentúa a medida que aumentan la inclinación y la longitud de la sección horizontal.
Rango Operativo
El WOB óptimo varía según múltiples factores:
- Tipo de broca: Las brocas PDC generalmente operan con menor WOB que las tricónicas, ya que su mecanismo de corte por cizallamiento requiere menos fuerza que el mecanismo de trituración.
- Formación: Las formaciones blandas (arenas, arcillas) requieren menos WOB que las formaciones duras (calizas, dolomitas, granito).
- Diámetro del hueco: A mayor diámetro, se requiere proporcionalmente más WOB para mantener la presión por unidad de área sobre los cortadores.
- Tamaño de la broca: Los fabricantes proporcionan rangos recomendados de WOB para cada modelo.
Los valores típicos oscilan entre 5,000 y 60,000 libras (2 a 27 toneladas), dependiendo de las condiciones mencionadas.
Efectos del WOB Inadecuado
WOB insuficiente:
- Baja tasa de penetración
- Patinaje de la broca (bit bounce) que daña los cortadores
- Tiempo de perforación excesivo y mayores costos
WOB excesivo:
- Pandeo de la sarta (buckling) que puede causar fatiga y fallas
- Desgaste acelerado de la broca y los estabilizadores
- Problemas de desviación del pozo — el BHA tiende a "caminar" en direcciones no deseadas
- Atascamiento del motor de fondo
- Vibraciones destructivas (stick-slip)
Medición del WOB
El WOB se mide en superficie utilizando el indicador de peso del gancho (hookload). Se calcula como la diferencia entre el peso de la sarta en el aire (o el peso estático con la broca fuera de fondo) y el peso registrado mientras se perfora. Los sensores MWD modernos también pueden medir el WOB directamente en el fondo del pozo, proporcionando una lectura más precisa que elimina los efectos de fricción.
Cómo lo Maneja Netora
Netora Drilling Intelligence registra el WOB como parte de los parámetros de perforación en cada actividad del reporte diario. La plataforma permite analizar la relación WOB-ROP por intervalo de formación, identificando los parámetros óptimos para cada zona geológica. Los gráficos de tendencia histórica facilitan la detección de cambios en la perforabilidad de la formación y el desgaste progresivo de la broca.