Schlumberger

Caso de Estudio: Una Barrena SHARC de PDC y el Sistema Rotativo Direccional PowerDrive Archer Ahorran a un Operador USD 9,8 millones en el Área Marítima de Australia

El control direccional preciso reduce las desviaciones de la trayectoria del pozo y mejora la calidad del mismo

Challenge: Perforar un pozo con alta severidad de pata de perro con una barrena de PDC y un sistema de perforación rotativo direccional (RSS, por sus siglas en inglés), reducir la tendencia del conjunto de fondo (BHA, por sus siglas en inglés) a disminuir la inclinación a través del yacimiento de areniscas no consolidadas en el área marítima de Australia.

Solution: Utilizar el diseño de barrena IDEAS para modificar la barrena SHARC de PDC estándar optimizando la cantidad de aletas, la exposición de la estructura de corte y la configuración de boquillas, y combinarla con el sistema rotativo direccional PowerDrive Archer para lograr los objetivos del operador.

Result: La barrena SHARC y el sistema RSS PowerDrive Archer mantuvieron la inclinación a través de la zona de caída del ángulo y perforaron horizontalmente en un ambiente de alta ROP. Fue la primera vez que una barrena de PDC y un sistema RSS se combinan con estos resultados. El mayor control direccional redujo las desviaciones de la trayectoria del pozo y mejoró la calidad del mismo. Esto permitió un rápido despliegue de los cedazos (filtros), lo cual ahorró al operador USD 9,8 millones.

Sistema RSS de alto incremento angular con la barrena de PDC requerida

El operador está utilizando las técnicas de perforación horizontal de alcance extendido para desarrollar las reservas petrolíferas del Cretáceo inferior en el área marítima de Australia. Durante la fase inicial de la campaña de perforación, el operador debió construir una sección de 9½ pulgadas con un motor de desplazamiento positivo (PDM, por sus siglas en inglés) para lograr la severidad de pata de perro requerida y geonavegar en forma efectiva dentro del yacimiento. La perforación con motor PDM demostró ser costosa y lenta, y resultó en trayectorias de pozos malas y tortuosas, las cuales limitaron el alcance horizontal. El operador probó con dos sistemas rotativos direccionales y obtuvo resultados muy limitados. El principal problema fue la incapacidad del sistema RSS de severidad de pata de perro estándar para mantener la trayectoria del pozo al atravesar la zona de caída del ángulo en las areniscas petrolíferas no consolidadas. Esto requirió costosas desviaciones para corregir la trayectoria del pozo, un BHA con motor PDM convencional o ambas cosas, para poder llegar a la profundidad final (TD). En algunos casos, fue necesario realizar otra carrera para continuar perforando con un sistema RSS. Debido a las limitaciones de torque del equipo de perforación se utilizaron barrenas tricónicas con inserto de carburo de tungsteno (TCI, por sus siglas en inglés), pero una iniciativa de diseño de tres años resultó en nuevas longitudes perforadas con insertos de TCI y nuevos récords de ROP.

Estrategia de perforación: Fase III

Antes de iniciar el desarrollo de la fase III, un equipo de profesionales especialistas en construcción de pozos participó de una tormenta de ideas sobre las operaciones de perforación específicas para determinar áreas de posibles mejoras. El plan consistía en diseñar un sistema de perforación que proporcionara un control de trayectoria preciso y capacidad de perforar la zona de caída del ángulo sin desviaciones de la trayectoria del pozo ni carreras adicionales para cambiar el BHA. El equipo de trabajo concluyó que la capacidad de alto incremento angular del sistema rotativo direccional PowerDrive Archer podría resolver muchos de los problemas asociados con los sistemas de perforación que utilizan motores PDM. La capacidad de severidad de pata de perro del sistema PowerDrive Archer permitiría atravesar la zona de caída del ángulo y orientar la barrena a través de los obstáculos que resultaron difíciles de sortear con el sistema RSS estándar.

La solución sería proporcionar todas las ventajas tradicionales asociadas con el uso del sistema RSS, que incluyen calidad de pozo mejorada, mejor limpieza de pozo y geonavegación más efectiva dentro del yacimiento. Sin embargo, el nuevo BHA necesitaría una barrera de PDC adaptada al sistema con las cantidades de aletas y configuración de cortadores apropiadas para garantizar una respuesta direccional óptima y estabilidad a la sarta de perforación. Otras modificaciones incluyeron el cambio a lodo a base de agua, una reducción en el tamaño del pozo a 8½ pulgadas y modificaciones en el equipo de perforación a fin de proporcionar el torque requerido para accionar en forma eficiente el BHA y la barrena SHARC de PDC de alta resistencia a la abrasión.

Evaluación de ingeniería

Dado que la mayoría de los pozos cercanos se perforaron con una barrena tricónica y un ensamble de motor PDM, sólo se encontraban disponibles para el análisis seis carreras de barrena de PDC con sistema RSS. Un análisis de desgaste identificó erosión en el cuerpo de la barrena, causada por la circulación de recortes y la vibración inducida por el deterioro de los cortadores. Todo nuevo diseño de barrena de PDC tendría que resolver estos problemas. Basarse en información limitada podría resultar complicado e inducir al operador a adoptar un método de prueba y error para desarrollar una barrena de PDC adecuada. Para evitar las pruebas en el campo, los diseñadores utilizaron la plataforma IDEAS para el diseño de barrenas con el objetivo de evaluar diferentes estructuras de cortadores de PDC en un ambiente virtual que se ajustara a la aplicación del operador y así poder determinar qué diseño base ofrecería la mejor combinación de respuesta direccional, potencial de alta ROP, y estabilidad para el perfil direccional y las formaciones a ser perforadas.

Se corrieron más de 200 simulaciones, después de las cuales se realizaron cambios iterativos a la barrena. Esto proveyó como resultado final el diseño SHARC MDSi716LKUBPXX de 8½ pulgadas. Las modificaciones específicas incluyeron:

  • característica de control de la profundidad de corte de los diamantes impregnados para reducir la vibración torsional y asegurar la máxima durabilidad de las aletas
  • configuración hidráulica modificada CFD para mitigar la recirculación de los recortes de perforación
  • cuerpo de barrena hecho de matriz de alta resistencia a la erosión
  • longitud de patín de calibre modificado con protección de diamante

Solución de herramienta integrada genera un escenario cien por ciento ventajoso

La aplicación de la barrena SHARC, diseñada con la plataforma IDEAS, en combinación con el sistema rotativo direccional PowerDrive Archer, lograron realizar con éxito la perforación direccional en dos pozos/cinco laterales y corrigieron consistentemente la inclinación incluso cuando perforaron las zonas de caídas extremas del ángulo donde la ROP llegó a 300 m/h. Ésta fue además la primera vez que se utilizó el sistema rotativo direccional PowerDrive Archer en aguas profundas para geonavegar horizontalmente en una zona de alta ROP, en lugar de ser utilizado sólo por su capacidad de perforar pozos de radio de curvatura corto. El mejor control direccional y las mejores capacidades de emplazamiento del pozo eliminaron la necesidad de corregir la trayectoria del pozo en la zona de caída del ángulo. El BHA perforó un pozo de alta calidad que redujo significativamente el tiempo requerido para correr los cedazos de control de arena en agujero descubierto. Este incremento en la eficiencia operacional ahorró al operador USD 9,8 millones.


Download: Una Barrena SHARC de PDC y el Sistema Rotativo Direccional PowerDrive Archer Ahorran a un Operador USD 9,8 millones en el Área Marítima de Australia (0.86 MB PDF)

Servicios y productos relacionados

 
 
 
Request More Information

Sepa más

Project evolution
PrevNextZoom1 of 1