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Caso de Estudio: Shell Brasil Logra una Alta Inclinación en una Formación Blanda

Un BHA con un sistema rotativo direccional y una barrena tricónica perfora una sección guía de 17½ pulgadas de un pozo de aguas profundas con una inclinación de 49,7° respecto de la vertical y una ROP promedio de 45 m/h

Challenge: Perforar una sección guía de 17½ pulgadas de un pozo de aguas profundas con una inclinación de 50° respecto de la vertical en una formación blanda, y al mismo tiempo maximizar la ROP y asegurar la alta calidad del pozo.

Solution: Incrementar el ángulo con un BHA que incorpora:

  • El sistema rotativo direccional PowerDrive Xceed para ambientes rigurosos y accidentados
  • Una barrena tricónica Smith Bits
  • La herramienta de resistividad de los portamechas (lastrabarrenas) de 8¼ pulgadas arcVISION825
  • El servicio de telemetría de alta velocidad durante la perforación TeleScope.

Result:

  • Se logró una inclinación de 49,7° en la TD de la sección con una severidad de la pata de perro (DLS) promedio de 2,4°/30 m y una ROP promedio de 45 m/h.
  • Se corrió una sarta de revestimiento de 133⁄8 pulgadas hasta el fondo del pozo.

Incrementar el ángulo en las secciones guía de los pozos

Shell Brasil había perforado pozos de aguas profundas que apuntaban como objetivo a los yacimientos ubicados a 1 000 m o menos por debajo de la línea de lodo. Para perforar las secciones prospectivas de los pozos en forma horizontal, se requería incrementar el ángulo en las secciones guía, lo que resultaba difícil porque las formaciones eran blandas y no consolidadas. Las secciones guía de los pozos iniciales eran perforadas con motores y barrenas tricónicas de 16 pulgadas. Estos BHAs se deslizaban las dos terceras partes del tiempo —lo cual limitaba la ROP promedio a aproximadamente 10 m/h— y sólo podían lograr inclinaciones comprendidas entre 21° y 36° en la TD de la sección.

En los pozos posteriores, las secciones guía fueron perforadas con BHAs provistos de un sistema rotativo direccional (RSS) PowerDrive Xceed de 9 pulgadas para ambientes accidentados y rigurosos, una barrena de un compuesto policristalino de diamante (PDC) de 12¼ pulgadas, y un rectificador de 17½ pulgadas. Estos BHAs eliminaron la necesidad de deslizamiento e incrementaron la ROP promedio hasta un valor de 35 m/h, además de posibilitar inclinaciones oscilantes entre 25° y 40° en la TD de la sección. Shell Brasil deseaba mejorar en forma posterior el desempeño de la perforación para lograr una inclinación de 50° en la TD de la sección, a la vez que se maximizaba la ROP y se aseguraba la ejecución de un pozo de alta calidad.

Utilizar una solución integrada

Schlumberger satisfizo los objetivos de Shell Brasil mediante la incorporación de las mejores prácticas y las lecciones aprendidas de las operaciones ejecutadas en todo el mundo con el sistema PowerDrive Xceed de 9 pulgadas y el aprovechamiento de las capacidades de DLS del sistema RSS en pozos grandes. El modelado extensivo y las simulaciones de la tendencia del BHA, la hidráulica, y el torque y el arrastre, junto con la tendencia direccional de la litología del área, fueron utilizados para seleccionar el conjunto más eficiente de parámetros de perforación, el tipo adecuado de barrena, y la potencia hidráulica por pulgada cuadrada (HSI) requerida. Como parte de la solución integrada, Smith Bits y M I SWACO efectuaron un análisis de riesgos y el modelado para ayudar a determinar el mejor perfil de estabilización del pozo, el diseño del BHA, la HSI de la barrena, y las estrategias de limpieza del pozo.

Además del sistema RSS PowerDrive Xceed, el BHA incluyó una barrena tricónica XR+VE3JPS de 17½ pulgadas, lo que mejoró la limpieza del pozo mediante la eliminación de la necesidad de contar con un rectificador. El BHA incluyó además una herramienta de resistividad de los portamechas de 8¼ pulgadas arcVISION825, y el servicio de telemetría de alta velocidad durante la perforación TeleScope. La herramienta arcVISION825 proporcionó mediciones de resistividad de arreglo compensada y mediciones de presión anular durante la perforación APWD, que fueron enviadas a la superficie en tiempo real con el servicio TeleScope, además de mediciones de vibraciones y de peso integrado sobre la barrena IWOB.

Lograr la inclinación planeada con una alta ROP

A pesar de la formación blanda y no consolidada, el sistema RSS de direccionamiento de la barrena PowerDrive Xceed logró una inclinación de 49,7° en la TD de la sección, con una DLS promedio de 2,4°/30 m. La ROP promedió los 45 m/h y en ocasiones alcanzó 80 m/h. El pozo de alta calidad permitió extraer la sarta de perforación y el BHA con un arrastre mínimo y correr la sarta de revestimiento de 133⁄8 pulgadas hasta el fondo. Este desempeño convirtió a este BHA PowerDrive Xceed en el servicio favorito para las próximas campañas, que involucraron once secciones guía de 17½ pulgadas, y para el desarrollo de un campo potencial que explotaría un yacimiento relativamente somero a unos 700 m por debajo de la línea de lodo.


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