Perforacion rotativa.pdf

Foto: Petrobras

Los sistemas rotativos direccionales arribaron a la escena de perforación a fines de la década de 1990 recibiendo una ovación inmediata. Un pozo de alcance extendido, perforado durante 1997 en el campo Wytch Farm del Reino Unido, fue el primer pozo desviado con una extensión de más de 10Km perforado con esta nueva tecnología. Hasta entonces, los ingenieros se aproximaban a la operación de los sistemas rotativos direccionales utilizando motores direccionales en el modo de perforación rotativa, toda vez que fuera posible.

C

Á

M

A

R

A

B

O

L

I

V

I

A

N

A

Los perforadores detectaron claramente el potencial para que una herramienta de perforación direccional, de rotación continua, eliminara la perforación por deslizamiento, mejorara la limpieza del pozo, aumentara la velocidad de penetración (ROP) y redujera el riesgo de aprisionamiento por diferencial, como parte de una amplia gama de beneficios adicionales. Por ejemplo, ahora es posible utilizar un trepano bicentrico o ensanchadores concéntricos para ensanchar los pozos durante la perforación con un sistema rotativo direccional, ahorrando el tiempo del equipo de perforación por las operaciones de perforación y ensanchado del hueco llevadas a cabo en forma separada. Estos sistemas utilizan los elementos internos de la herramienta, en vez de loelementos externos, para referenciar su posición dentro del pozo y preservar así la calidad del mismo. En efecto, los sistemas más avanzados simplemente aplican una fuerza lateral consistente, en forma similar a los estabilizadores tradicionales que rotan con la columna de perforación orientando el trepano en la dirección deseada. Esta última metodología provee una severidad de hasta 8°/30m en las formaciones más blandas. Los sistemas rotativos direccionales avanzados deben enfrentarse con trayectorias más que complicadas. Estos sistemas ahora se construyen para desempeñarse en los ambientes más adversos, como ser: temperaturas de pozo hasta 150°C, en formaciones altamente abrasivas, con cualquier tipo de fluido y en ambientes de alto impacto. Estos avances introducidos en los equipos, se suman a

D

E

H

I

D

R

O

C

A

R

B

U

R

O

S

los dispositivos electrónicos más resistentes y durables que mejoran la confiabilidad y reducen los riesgos. La introducción de la tecnología rotativa direccional eliminó varias de las desventajas de los métodos de perforación direccional previos. Debido a que un sistema rotativo direccional per fora direccionalmente con rotación continua, desde la superficie, no existe la necesidad de deslizar la herramienta, a diferencia de las perforaciones realizadas con motores de fondo. Las principales ventajas de este sistema respecto a los demás son las siguientes: *Se tiene mejor transferencia de peso al trepano, lo que aumenta la velocidad de penetración. *Mejora la limpieza del pozo porque mantiene en mayor movimiento el fluido y los recortes de perforación, permitiendo que fluyan fuera del pozo en vez de acumularse formando un colchón de recortes, lo cual puede llevar a un aprisionamiento mecánico. *Reduce el riesgo por aprisionamiento diferencial ya que la columna de perforación se mantiene en continuo movimiento. *Mejora el control direccional en tres dimensiones. *Mejora la colección de datos con los registros eléctricos debido a una mejor calidad de pozo, reduce el riesgo en las bajadas de revestimiento al no tener “microdoglegs”(microquiebres) asociados. Esta amplia variedad de ventajas ha convertido a los sistemas rotativos direccionales en una parte esencial de muchos programas de perforación.

Comparación de la calidad del pozo,

Sistema de perforación direccional rotativo 74

- PETROLEO & GAS - JULIO / AGOSTO / SEPTIEMBRE 2007

utilizando un motor de fondo y el sistema rotativo direccional PowerDrive. El motor de fondo tiende a producir un pozo irregular, agrandado o en espiral (izquierda). El pozo perforado con PowerDrive (derecha) es uniforme y está en calibre

PETROLEO & GAS - JULIO / AGOSTO / SEPTIEMBRE 2007 -

75

C

Á

M

A

R

A

B

O

L

I

V

I

A

N

A

D

E

H

I

D

R

O

C

A

R

B

U

R

O

S

C

Á

M

A

R

A

B

O

L

I

V

I

A

N

A

Point-the-bit, introduce una compensación a la trayectoria del trepano. Análogo a la perforación con el motor de fondo en modo de deslizamiento.

PowerDrive Un aspecto clave de esta herramienta es la rotación continua del sistema direccional completo a la misma velocidad del trepano. Para mejorar la orientación hacia un objetivo específico se cuenta con una respuesta inmediata de la herramienta a las órdenes impartidas desde la superficie por el operador (por cambios de presión de bombas). Las mediciones de la inclinación y dirección cerca del trepano dan cuenta de la eficacia de las ordenes relacionadas con la orientación, mejorando más aún el control direccional. Por último, al igual que otros sistemas, el PowerDrive enfrenta una variedad de desafíos de perforación, desde la utilización de su control direccional para perforar pozos verticales en forma precisa hasta el comienzo de la desviación

Push the bit. El flujo de lodo impulsa tres patines externos en forma secuencial (arriba) a través de una válvula de tres vías de disco rotativo. Lospatines ejercen presión contra el hueco en el punto adecuado en cada rotación para alcanzar la trayectoria deseada. Las ilustraciones inferiores muestran la herramienta con los patines retraídos (izquierda) y extendidos (derecha)

El objetivo de esta tecnología Schlumberger al proveer un servicio de perforación direccional es: perforar desde el zapato hasta la profundidad final en la menor cantidad de carreras posibles con una máxima velocidad de penetración.

Este sistema representa un paso de cambio frente a la confiabilidad y eficiencia, facilitando la perforación de carreras largas y reduciendo el tiempo de perforación. Existen dos tecnologías de perforación rotativa:

Basado en este objetivo se desarrolla la familia de equipos PowerDrive.

Push-the-bit, fuerza aplicada al trepano de perforación para incrementar la acción del lado de corte.

76

- PETROLEO & GAS - JULIO / AGOSTO / SEPTIEMBRE 2007

D

E

H

I

D

R

O

C

A

R

B

U

R

O

S

del pozo y la perforación de secciones tangenciales de pozos. En Bolivia se realizaron corridas con esta herramienta para: Repsol YPF, Petrobras, Chaco y Pluspetrol con resultados positivos en construcción de curvas, sección tangencial, control de verticalidad, además cabe mencionar que la calidad de hueco que se obtiene redunda en calidad de registros y cemento.

Principales características y beneficios específicos del PowerDrive: *Único sistema donde todos los componentes rotan. *Mediciones de inclinación y dirección cerca del trepano. *Opera hasta temperaturas de 150°C. *Opción de medición de GR (Rayos Gamma) cerca del trepano. *Opción automática para mantener la inclinación del pozo en secciones tangenciales y horizontales. *Reprogramación durante la perforación mediante el envío de comandos, con variaciones del galonaje. *Electrónica confiable basada en las herramientas de MWD (Mediciones Mientras se Perfora - Power Pulse).