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Caso de Estudio: La barrena Spear ahorra USD 175 000 y 2,7 días de equipo de perforación en un pozo de la lutita Marcellus

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

Challenge: Perforar el tramo lateral y la sección curva de 77/8 pulgadas de un pozo de la lutita Marcellus en una sola carrera, con buen control direccional y una alta velocidad de penetración (ROP). Reducir el tiempo no productivo (NPT) causado por las fallas del motor y de las herramientas MWD.

Solution: Correr la innovadora barrena Spear de PDC, con cuerpo de acero, optimizada para las lutitas y específica para la aplicación.

Result: Se ahorraron 2,7 días de equipo de perforación y USD 175 000 mediante la perforación de ambos intervalos en una sola carrera. Se eliminaron las fallas del equipo de fondo de pozo mediante la reducción de las vibraciones.

Barrena para lutitas adecuada tanto para el tramo lateral como para la sección curva requeridas

EOG Resources deseaba reducir el número de días y viajes requeridos para perforar el tramo lateral y la sección curva de 77/8 pulgadas de los pozos de la lutita Marcellus, en Pensilvania, mediante la perforación de la sección curva y el tramo lateral en una sola carrera. Los diseños de barrenas previos estaban destinados a la sección curva o bien al lateral, por lo que era necesaria la ejecución de un viaje para cambiar la barrena y ajustar el ángulo de curvatura del motor al final de la sección curva. Las barrenas diseñadas para la sección curva exhiben fuertes tendencias al incremento angular y un control predecible de la orientación de la herramienta, pero ofrecen a menudo una ROP baja en el tramo lateral. Por el contrario, las barreras para tramos laterales se fabrican para obtener ROP 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 costos más elevados. Por otro lado, EOG deseaba reducir el tiempo no productivo (NPT) causado por las fallas de los motores y de las herramientas MWD.

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 permitir al mismo tiempo el movimiento de rotación y una ROP alta en el tramo lateral. Al mismo tiempo, la barrena debía ser capaz de lograr las tasas de incremento angular deseadas (8° a 16°/30 m [100 pies] así como garantizar un buen control direccional en la sección curva. La perforación de tramos laterales largos en las extensiones productivas de lutitas 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, cortadores empacados, taponamiento de las boquillas y fenómenos de atascamiento/deslizamiento.

Diseño de una barrena de PDC con cuerpo de acero, específica para la aplicación

Para diseñar y fabricar una barrena que permitiera lograr el objetivo principal de perforar todo el intervalo de producción de 77/8 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 sistema de optimización de las barrenas de perforación DBOS para el análisis de la resistencia de la roca
  • 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.

EOG 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 barrenas de PDC, la barrena SDi513 de 77/8 pulgadas Spear, que proporciona un equilibrio justo entre tasas de incremento angular altas, el control direccional superior y una ROP alta, lo que reduce significativamente los costos operativos.

Ahorro de USD 175 000 con un solo pozo

La barrena de PDC con cuerpo de acero optimizada para lutitas SDi513 de 77/8 pulgadas Spear, junto con un motor orientable de curvatura fija, perforó los 1 902 m [6 241 pies] de intervalos curvos y horizontales en una sola carrera. Así se eliminaron los costosos viajes necesarios para los ajustes del PDM y los cambios de las barrenas después de asentar la sección curva. La reducción de las vibraciones también resolvió el problema de las fallas del PDM y de las herramientas MWD. 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 los pozos vecinos promedio, el tiempo de perforación total se redujo en 2,7 días. El mejoramiento del desempeño implicó para EOG un ahorro de USD 175 000 asociados con el tiempo de equipo de perforación y costos de las barrenas, y acortó el tiempo necesario hasta la puesta en producción de los pozos, lo que permitió perforar más pozos en un período dado.


Download: La barrena Spear ahorra USD 175 000 y 2,7 días de equipo de perforación en un pozo de la lutita Marcellus (0.73 MB PDF)

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