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Caso de Estudio: La Barrena SHARC de PDC Supera en un 38% el Récord de Perforación de un Día en el Campo North de Qatar

Las barrenas de 12¼ pulgadas con cortadores ONYX diseñadas con la plataforma IDEAS establecen récords en una formación intensamente interestratificada

Challenge: Mejorar la ROP con un diseño de PDC estable, reducir el fenómeno de micro-empastamiento y perforar la sección de 121/4 pulgadas y más de 6 000 pies [1 829 m] en una sola carrera, con un avance diario de la perforación superior a 2 000 pies [610 m].

Solution: Utilizar la plataforma IDEAS para diseñar una nueva barrena de PDC resistente al impacto y la abrasión SHARC con cortadores ONYX, y emplear parámetros de superficie más efectivos para maximizar la vida útil de la barrena.

Result: La barrena de PDC MSi716LEBPX SHARC de 121/4 pulgadas con cortadores ONYX y un sistema rotativo direccional (RSS) con un motor de desplazamiento positivo (PDM) perforó direccionalmente 6 001 pies [1 829 m], estableciendo una ROP récord de campo de 139,4 pies/h [42,5 m/h]. Además, se estableció un récord de avance de la perforación durante 24 horas de 3 100 pies [945 m], un 29% mayor que el récord previo, y el promedio diario de avance de la perforación fue de 2 572 pies [784 m], un 38% mayor que el récord anterior.

Necesidad de cortadores de PDC especiales para resistir las formaciones intensamente interestratificadas

Un operador que perforaba secciones tangentes de 121/4 pulgadas, oscilantes entre 55 y 60 grados en el campo North de Qatar, experimentaba regularmente un severo daño por impacto en los cortadores de PDC, lo que reducía la vida útil de las barrenas. La perforación de las secciones hasta la TD generalmente comenzaba en la formación Hith para pasar luego a la formación Khail: la litología se compone principalmente de carbonatos, anhidritas, dolomías y calizas intensamente interestratificadas con una resistencia a la compresión no confinada comprendida entre 9 000 y 30 000 psi.

El operador deseaba mejorar la ROP mediante la estabilización del compuesto PDC, reducir el fenómeno de micro-empastamiento, y perforar la sección de 121/4 pulgadas hasta la TD con una sola barrena, con un avance diario de la perforación de más de 2 000 pies [610 m] y un intervalo total superior a 6 000 pies [1 829 m].

Para incrementar el desempeño de perforación del operador, se diseñó una nueva barrena y se analizaron los parámetros de perforación de superficie relacionados con el arreglo de perforación. El equipo de ingeniería utilizó varias herramientas de diseño y simulación en el rediseño de la barrena:

  • la plataforma integrada de diseño de barrenas IDEAS
  • el sistema de optimización de las barrenas de perforación DBOS
  • el análisis computacional de dinámica de fluidos CFD

Sistema de ingeniería dinámica IDEAS

Con la plataforma IDEAS, los diseñadores observaron cómo interactuaría una barrena con las diferentes formaciones, desde la formación Hith hasta la formación Khail. Luego, analizaron los resultados y efectuaron cambios de diseño iterativos con el fin de formular rápidamente un concepto de ingeniería para un diseño de barrena de PDC comprobado en el campo.

Análisis del sistema DBOS

El sistema de optimización de las barrenas de perforación DBOS utiliza datos de pozos vecinos para seleccionar una barrena de conos fijos o giratorios con la combinación correcta de estructura de corte, protección del calibre, configuración hidráulica y otras características críticas. Esta capacidad posibilitó que el equipo de rediseño de barrenas identificara la mejor barrena de perforación para la perforación del intervalo del operador. El sistema basado en software utiliza datos de pozos vecinos para seleccionar una barrena de conos fijos o giratorios con la combinación correcta de estructura de corte, protección del calibre, configuración hidráulica y otras características críticas.

El desarrollo posterior de la barrena incluyó un análisis de sensibilidad con el sistema rotativo direccional PowerDrive Xceed para ambientes accidentados y hostiles, alimentado con un sistema rotativo direccional motorizado PowerDrive vorteX para determinar los parámetros de operación óptimos. Los resultados del análisis de diseño y simulación llevaron al equipo de ingeniería a recomendar la barrena de perforación de PDC MSi716LEBPX SHARC de 121/4 pulgadas con cortadores de PDC ONYX para proporcionar una máxima durabilidad.

El nuevo diseño de barrena de perforación mejoró significativamente el desempeño de perforación

La barrena de PDC MSi716LEBPX SHARC de 121/4 pulgadas con cortadores ONYX recién diseñada, bajada con el sistema de perforación PowerDrive Xceed vorteX, perforó direccionalmente la sección de 6 001 pies [1 829 m] y 121/4 pulgadas con una ROP récord de campo de 139,4 pies/h [42,5 m/h]. El avance diario promedio de la perforación en la carrera fue de 2 572 pies [784 m], lo que estableció un nuevo récord que superó al récord anterior en un 38%. También se estableció un nuevo récord de pies perforados durante 24 horas, de 3 100 pies [945 m], que superó en un 29% al récord previo.


Download: La Barrena SHARC de PDC Supera en un 38% el Récord de Perforación de un Día en el Campo North de Qatar (0.85 MB PDF)

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