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Caso de Estudio: La barrena de perforación Spear permite un ahorro de USD 365 000 en un pozo de la lutita Haynesville

Una barrena optimizada perfora una curva y un tramo lateral en una sola carrera

Challenge: Perforar el tramo lateral y la sección curva de 6¾ pulgadas de un pozo de Haynesville Shale en una sola carrera, con buen control direccional y una alta velocidad de perforación (ROP).

Solution: Correr la barrena Spear de PDC con cuerpo de acero, optimizada para formaciones arcillosas y específica para la aplicación.

Result: Se ahorraron 124 horas de equipo de perforación y USD 365 000, mediante la perforación de ambos intervalos en una sola carrera con una ROP record en el tramo horizontal.

Necesidad de una barrera para lutitas con buen control direccional y alta ROP

Un operador que trabaja en la formación Haynesville Shale (Texas y Luisiana) deseaba reducir el número de días y viajes requeridos para perforar el intervalo de producción de 63/4 pulgadas, mediante la perforación de la sección curva y del tramo lateral en una sola carrera. Los diseños de barrenas previos estaban destinados a la curva o bien al lateral, siendo necesaria la ejecución de un viaje para cambiar la barrena y ajustar el ángulo de curvatura. Las barrenas diseñadas para la sección curva exhiben fuertes tendencias al incremento angular y un control predecible de la orientación de la herramienta, pero a menudo ofrecen una ROP baja en el lateral. Por el contrario, las barrenas para tramos laterales se fabrican para obtener ROPs rápidas y agresivas, pero aumentan el riesgo de generar tasas de incremento angular inadecuadas en las secciones curvas. La utilización de dos barrenas y de viajes extra implicaba un incremento de los costos de desarrollo de los campos petroleros.

Los ingenieros necesitaban diseñar una barrena de PDC que pudiera operar con un motor de desplazamiento positivo (PDM), con un ángulo de curvatura menor y lograr al mismo tiempo las tasas de incremento angular deseadas (8° a 14°/100 pies), así como garantizar un buen control direccional y proporcionar una ROP alta en el tramo lateral. La perforación de tramos laterales largos en las extensiones productivas de lutita plantea otros desafíos, tales como la acumulación de recortes en el fondo del pozo, lo que impide el acceso a la roca fresca y genera ROP bajas, hojas empacadas, taponamiento de las boquillas y fenómenos de atascamiento/deslizamiento.

Diseño de una barrena específica para la aplicación

Para diseñar una barrena que permitiera lograr el objetivo principal de perforar todo el intervalo de producción de 6¾ pulgadas en una sola carrera, se formó un equipo de trabajo de Smith Bits compuesto por ingenieros de campo, ingenieros de diseño y especialistas en hidráulica. El equipo de trabajo tenía acceso a diversas herramientas patentadas de modelado y bases de datos, a saber:

  • la plataforma integrada de diseño de barrenas IDEAS
  • el diseño del sistema de perforación diseñada i-DRILL para el modelado del BHA
  • el programa de simulación de la hidráulica de perforación y la limpieza del pozo YieldPoint RT  
  • el sistema de récords de perforación DRS, una recopilación de casi 3 millones de carreras de barrenas.

El operador proporcionó datos de BHA valiosos, propiedades del lodo, e información sobre operaciones en pozos vecinos para el enfoque del diseño. La colaboración estrecha entre los diversos grupos se tradujo en la nueva tecnología de barrrenas de PDC, la barrena SDi611 de 6¾ pulgadas Spear, que proporciona un equilibrio justo entre control direccional superior y ROP alta.

Ahorro de USD 365 000 con un solo pozo

La barrena de PDC con cuerpo de acero optimizada para formaciones arcillosas SDi611 de 6¾ pulgadas Spear, junto con un motor orientable de curvatura fija de 2°, perforó los 1 848 m [6 063 pies] de intervalos curvos y horizontales en una sola carrera y estableció un nuevo record de ROP de 15,1 m/h [49,7 pies/h] en los intervalos horizontales de la formación Haynesville. Si bien existen algunas carreras más rápidas en tramos laterales, ninguna otra barrena había perforado la totalidad de la sección curva y el tramo lateral con esa velocidad tan alta. El cuerpo de acero en forma de bala y muchas otras características del diseño contrarrestan efectivamente la acumulación de recortes frente a la barrena y los efectos adversos resultantes.

En base a comparaciones con dos pozos vecinos directos, el tiempo de perforación total se redujo en 124 horas. El mejoramiento del desempeño implicó para el operador un ahorro de USD 365 000 asociados con el tiempo de equipo de perforación y costos de las barrenas, y acortó el tiempo existente hasta la puesta en producción de los pozos, lo que permitió perforar más pozos en un período dado.


Download: La barrena de perforación Spear permite un ahorro de USD 365 000 en un pozo de la lutita Haynesville (0.70 MB PDF)

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