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Caso de Estudio: Dos barrenas de PDC perforan más de 10 000 m de arena no consolidada y petróleo pesado en la Faja del Orinoco de Venezuela y permiten ahorrar USD 115 000

Barrenas de perforación con material de matriz de avanzada perforan 10 secciones intensamente abrasivas

Challenge: Reducir los costos de perforación, hallar una barrena capaz de perforar cuatro o más secciones laterales intensamente abrasivas.

Solution: Correr dos barrenas de PDC de 81/2 pulgadas con un material de matriz resistente al incremento de la abrasión y componentes hidráulicos optimizados.

Result: La primera barrena perforó cuatro laterales: con un total de 4 267 m y un ahorro de USD 38 500. La segunda barrena perforó seis laterales: con un total de 6 095 m y un ahorro de USD 77 000.

Barrena de gran durabilidad y excelente ROP, que puede pasar de una formación blanda a una formación dura

Localizada al sur de Monagas, en Venezuela, la Faja del Orinoco contiene yacimientos compuestos de arena no consolidada y petróleo pesado. Para el acceso a las zonas de producción de esta área, era necesario que PDVSA perforara secciones laterales en yacimientos con un espesor que oscila entre 7 y 30 m y una longitud variable entre 4 700 y 5 200 m. Y las inclinaciones en estas secciones pueden llegar a alcanzar 90°, lo cual genera una velocidad anular baja y permite la formación de capas de recortes. Más allá del fluido utilizado para remover estos recortes, los pozos deben ser rectificados al menos dos veces para eliminar los recortes de una de estas secciones.

Las secciones laterales se perforan con barrenas de PDC de 81/2 pulgadas y se terminan con tuberías de revestimiento cortas (liners) ranuradas. Y, si bien la UCS de la arenisca era inferior a 3 kpsi, los intervalos largos que debían ser perforados y rectificados con la barrena, la erosión producida por el flujo turbulento, el tamaño de los granos, su geometría y la distribución del flujo de la barrena estaban acortando la duración de las barrenas. Dado que el costo por metro era inaceptable, el operador consideró que para seguir siendo económicamente viable se necesitaba una barrena que pudiera tolerar las condiciones existentes en esta aplicación y perforar al menos 4 secciones.

Diseño de barrenas específicas para la aplicación

Para proveer una barrena económicamente efectiva para el operador, un equipo de diseño de Smith Bits investigó el análisis de desgaste de las herramientas del área operacional. Basado en esta información, el equipo llegó a la conclusión de que una barrena para esta aplicación podía optimizarse mediante la introducción de dos cambios significativos: primero, el equipo modificó la configuración hidráulica de la barrena, mediante la obturación de sus boquillas externas, en tanto que las boquillas centrales quedaron abiertas.

De este modo se redirigió el flujo del lodo lejos del cuerpo de la barrena y en dirección hacia la formación, lo que redujo la fuerza hidráulica erosiva que golpeaba las hojas de la barrena y comprometía su durabilidad. Y, para incrementar aún más la durabilidad, el segundo cambio consistió en la modificación del polvo de la matriz resistente a la abrasión de las hojas de la barrena. Para seleccionar una barrena específica para la aplicación, el equipo de trabajo utilizó la plataforma integrada de diseño de barrenas IDEAS. El modelo de barrena resultante indicó que se necesitaba una barrena de PDC con una estructura de corte más agresiva: la barrena MDi619LBPXX de 81/2 pulgadas.

Dos barrenas perforan más de 10 000 m y ahorran USD 115 000

La barrena de PDC optimizada demostró tener una durabilidad mucho mayor que las barrenas previas y, como beneficio adicional, la respuesta de direccionamiento también experimentó un mejoramiento. La primera barrena de PDC MDi619LBPXX de 81/2 pulgadas perforó cuatro secciones laterales con un total de 4 267 m y un ahorro de USD 38 500. La segunda barrena perforó seis secciones laterales, con un total de 6 095 m y un ahorro de USD 77 000.


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