Pozos Hpht Del Sur de Bolivia

IAPG Uso de Trépanos Impregnados con Turbina Para Mejorar ROP en Formaciones Duras y Abrasivas del Carbonífero - Pozos HPHT en el Sur de Bolivia

Ricardo Vásquez Repsol YPF Bolivia S.A. 1

Áreas de Operación Repsol YPF Situación Geográfica LOS PENOCOS CASCABEL

PATUJU YAPACANI

SARA-

BOOMERANG PALACIOS ENCONADA

SURUBI

Norte

VIBORA

OCEANO PACIFICO

BOLIVIA

COCHABAMBA

MAMORÉ

PALOMA SIRARI

SANTA CRUZ DE LA SIERRA LA PEÑA-TUNDY

GRIGOTÁ

CAMIRI

RIO GRANDE

Centro

CHARAGUA

CUMANDAIRENDA

ITATIQUI

GUAIRUY

ARGENTINA

SANTA CRUZ CHUQUISACA

CUEVO

HUACAYA

Sur

CAIPIPENDI TARIJA

CASTELLÓN

MARGARITA

CAMBARI

2

Descripción Litológica Descripción de Formaciones del Carbonífero FM. Taiguati La litología principal de esta formación es la diamictita, fracturada irregularmente y no calcárea. FM. Tarija Esta formación usualmente ha sido dividida en tres miembros menores basados en la variación litológica: •Miembro 1 de diamictita en el tope (aproximadamente un cuarto del espesor total de la formación), compuesta casi en 100 % de una típica diamictita medianamente gris, compuesta de granos de cuarzo, silicio, arcilla y también rocas de granito, riolita, cuarzo, etc. mezclados y con una dureza extrema por compactación. •A continuación viene el Miembro 2, arenoso, consistente de un grueso intervalo de arena con intercalaciones delgadas de limolitas arenosas. •Por ultimo esta el Miembro 3, principalmente limolítico en la base (aproximadamente un cuarto del espesor total de la formación), consistente de una limolita gris bastante tenue en el tope, debajo yace una capa gruesa de arenisca de grano fino a medio, dura cuando hay una presencia de cemento calcáreo y limpia y suelta cuando no hay cemento

Fm. Itacuamí Compuesta por arcillita levemente micromicacea con escasa presencia de cristales de pirita. Estudios superficiales hacen que sea considerada una excelente capa sello debido a su buena capacidad sellante.. Fm. Tupambi La parte superior de esta formación esta compuesta de arena, regularmente intercalada con diamictitas arenosas rojizas muy oscuras y limolitas. 3

Experiencias Anteriores

MGR-X1

MGR-X2

MGR-X3

MGR-4

El record fue un trépano de 12¼” IADC 637 que perforo 120 m en 70 horas a 1.7 mph y fue sacado 5-5-WT-A-E-1BT-PR. Se utilizo lodo 9.6 ppg WBM HT Polímero y BHA convencional

Todavía con trépanos de insertos (IADC 437, 447 & 515), el mejor fue un 12¼” IADC 515 con un record de 68 m a 1.5 mph y fue sacado 6-8-BT-M/G-E-I-OC-PR. Se uso lodos 14.5 ppg WBM Glydril y BHA convencional 30’–60’

Uso trepano de insertos (IADC 445X & M432), la mejor carrera fue de un 12¼” IADC 445X que perforo 68 m a 2 mph y salio 8-7-WT-A-E2/16”-RG-HR. Se utilizo lodo 10.8 ppg WBM (Bentonítico extendido) y BHA rígido con estabilizadores a 0’-30-60’

Aun con trépanos de insertos (IADC 435 & 515), la mejor carrera fue un 17½” IADC 515 que perforo 103 m a 1.2 mph y fue sacado 45-WT-A-E-I-BT-PR. Se uso lodo 9.6 ppg WBM Drilplex BHA con RSS (Vertitrack) 4

Pruebas en HCY-X1D ST Turbina

Primera corrida

Segunda y tercera corrida

9½” AKO 1°

12¼” IADC M842 SPC promedio = 116 Aletas = 12 Cortadores frente = (5) 13mm Cilindros GHI = (68) 13mm 3259-3371 m (112 m) Tupambi

12¼” IADC M842 SPC promedio = 190 Aletas = 18 Cortadores frente = (5) 13 mm Cilindros GHI = (85) 13 mm Corrida 1 3587-3931 m (344 m) Tupambi-Iquiri Corrida 2 4014-4241 m (227 m) Iquiri-Los Monos

5

Prueba 1 en HCY-X1D ST (12¼”) ROP promedio 90 min/m DIAM

BRAND

TYPE

IADC

SERIAL

12.1/4

Hughes

GX-C20DX

517

5107298

JETS

12.1/4

Hughes

HHS158G1G5U4

M842

7303005

12.1/4

Smith

GFS20BODVCPS

517-X

12.1/4

Smith

GS20HBDVCPS

517-X

12.1/4

Hughes

HHS158G1G5U4

M842

7303062

12.1/4

Smith

GF20BDVPS

517-X

MY-5378

12.1/4

Smith

K705TPBXC

M842

JX-2081

12.1/4

Smith

GF20BDVPS

517-X

MY-5377

16

16

16

12.1/4

Hughes

GX-C20DX

517

5106999

16

16

16

12.1/4

Hughes

HHS158G1G5U4

M842

7303062

12.1/4

Hughes

MX-CS20GDX

517

6038895

TFA

IN

0,78

2788

2830

42

39,90

1,05

1,20

2830

2974

144

167,25

0,86

0,78

2974

3013

39

41,35

0,94

0,78

3013

3058

45

49,44

0,91

1,20

3058

3209

151

173,30

0,87

0,78

3209

3259

50

65,91

0,76

3,00

3259

3371

112

55,00

2,04

16

0,78

3371

3407

36

51,44

0,70

16

0,78

3407

3452

45

57,70

0,78

1,20

3452

3515

63

82,20

0,77

0,78

3515

3587

72

69,37

1,0

16

16

16

16

MX-7375

16

16

16

16

MY-8633

16

16

16

16

16

16

16

16

16

16

16

16

OUT RUN HOURS ROP

Dull Grade ROP promedio 30 min/m

4-8-RO-T-X-I-WT-PR

ROP promedio 87 min/m 6

Conclusiones Prueba 1 HCY-X1D ST Beneficios • •

• •

La primera prueba fue exitosa, considerando el incremento de ROP de 0.94 (mejor ROP promedio de trepano impregnados anteriores) a 2.04 m/h. Fue mas fácil deslizar y efectuar las correcciones direccionales requeridas que en carreras anteriores y los direccionales pudieron comparar los resultados del trabajo planeado y el real en una misma carrera. El balance económico comparando carreras anteriores con trépanos tricónicos de insertos con motor de fondo se calcula en un beneficio neto de aproximadamente 176.000 U$. Las curvas de Profundidad y Costo vs. Tiempo mejoraron considerablemente.

Desventajas • •

El trepano elegido fue suave para la formación y el tramo de 112 m no fue suficientemente bueno para el propósito inicial, el desgaste mostró un anillado y el trepano no se pudo reutilizar La descripción litológica de la formación fue dificultosa debido a la salida de recortes quemados y estructuras / texturas modificadas por acción del excesivo calor inducido por la turbina y el trepano girando a altas RPM’s. Debido a que Geología estaba esperando un pase de formación (de Tupambi a Iquiri), esta fue la causa principal para volver a utilizar trépanos de insertos nuevamente luego de la primera prueba.

7

Prueba 2 en HCY-X1D ST (12¼”) ROP promedio 65 min/m

ROP promedio 30 min/m

DIAM

BRAND

12.1/4

Hughes

12.1/4

Hughes

12.1/4

Smith

12.1/4

TYPE

IADC

SERIAL

JETS

GX-C20DX

517

5107298

HHS158G1G5U4

M842

7303005

GFS20BODVCPS

517-X

MX-7375

16

16

16

Smith

GS20HBDVCPS

517-X

MY-8633

16

16

16

12.1/4

Hughes

HHS158G1G5U4

M842

7303062

12.1/4

Smith

GF20BDVPS

517-X

MY-5378

12.1/4

Smith

K705TPBXC

M842

JX-2081

12.1/4

Smith

GF20BDVPS

517-X

MY-5377

16

16

16

12.1/4

Hughes

GX-C20DX

517

5106999

16

16

16

12.1/4

Hughes

HHS158G1G5U4

M842

7303062

12.1/4

Hughes

MX-CS20GDX

517

6038895

12.1/4

Smith

K503TBPXC

M842

JX2026

12.1/4

Hughes

MXL-DS28DX

527

6040313

16

16

16 20

16

16

16 20

16

16

16 20

TFA

IN

0,78

2788

2830

42

39,90

1,05

1,20

2830

2974

144

167,25

0,86

16

0,78

2974

3013

39

41,35

0,94

16

0,78

3013

3058

45

49,44

0,91

1,20

3058

3209

151

173,30

0,87

0,78

3209

3259

50

65,91

0,76

3,00

3259

3371

112

55,00

2,04

16

0,78

3371

3407

36

51,44

0,70

16

0,78

3407

3452

45

57,70

0,78

1,20

3452

3515

63

82,20

0,77

0,78

3515

3587

72

69,37

1,04

3,02

3587

3931

344

187,00

1,84

0,92

3931

16

16

16

OUT RUN HOURS ROP

Dull Grade 2-2-WT-A-X-I-SS-BHA

Tope de formación Iquiri 3886 m

ROP promedio 65 min/m 8

Conclusiones Prueba 2 HCY-X1D ST Beneficios •

•

•

La segunda carrera fue la mejor, logro mejorar la ROP de 0.8 m/h (mejor ROP con trépanos de inserto luego de la primera prueba) a 1.8 m/h. El mayor éxito, sin embargo, fue la perforación de un tramo de 344 m, remplazando 5 carreras con trépanos tricónicos. Nuevamente, el control direccional fue mas fácil de ejecutar y los deslizamientos para ajustar el plan fueron realizados en varios intervalos, con óptimos resultados. El balance económico para la segunda prueba, muestra un ahorro de aproximadamente

1’038.594 U$ • • •

Nuevamente, las curvas de Profundidad y Costo vs. Tiempo mejoraron considerablemente. Se detectó el tope de la formación Iquiri en 3886 m sin mayores problemas para Geología. El trepano salio en muy buenas condiciones, por lo que puede ser reutilizado en futuros pozos (desgaste 2-2-WT-A-X-I-SS-BHA).

Desventajas • •

Nuevamente, en algunos tramos, se observaron muestras quemadas. Como este fue el problema principal de la primera prueba, se incluyo un GR en la herramienta MWD para ayudar a detectar topes formacionales.

9

Prueba 3 en HCY-X1D ST (12¼”) ROP promedio 70 min/m DIAM BRAND

TYPE

IADC SERIAL TFA RUN HOURS ROP

I

O

D

L

B

G

O

R

12¼

Hughes

MX-CS20GDX

517

6038895

0,78

72

69,37

1,0

3

5

WT

A

E

1

BT/TR

HR

12¼

Smith

K503TBPXC

M842

JX2026

3,00

344

187,00

1,8

2

2

WT

A

X

I

SS

BHA

12¼

Hughes

MXL-DS28DX

527

6040313

0,92

46

51,80

0,9

2

3

WT

A

E

1

FC/RG

HP

12¼

Hughes

MX-CS28DX

527

6027733

3,14

5,5

14,50

0,4

1

1

WT

A

E

I

TR

PR

12¼

Hughes

MX-CS28DX

527

6027733

1,17

31,5

40,12

0,8

2

3

WT

A

E

1

TR/RG

HR

12¼

Smith

K503TBPXC

M842

JX2026

3,00

227

161,90

1,40

5

5

WT

A

X

I

SS

PJ

12¼

Hughes

HCM507ZX

M423

7302877

1,20

58

27,21

2,1

0

0

NO

A

X

I

NO

HP

ROP promedio 35 min/m

Dull Grade 5-5-WT-A-X-I-SS-PN

Tope formación Los Monos 4219 m ROP promedio 50 min/m

10

Conclusiones Prueba 3 HCY-X1D ST Beneficios • • • •

Se logro mejorar la ROP de 0.78 m/h (promedio de 3 trépanos de inserto luego de la segunda prueba) a 1.4 m/h logrando perforar un tramo de 227 m. Se cumplieron a cabalidad los objetivos propuestos, alcanzando el tope de la formación Los Monos @ 4219 m, sin mayores problemas para Geología. Nuevamente, el control direccional fue mas fácil de ejecutar y los deslizamientos para ajustar el plan fueron realizados en varios intervalos, con óptimos resultados. El balance económico para la segunda prueba, muestra un ahorro de aproximadamente

400.000 U$ •

Se tuvieron perdidas de lodo importantes durante la perforación, las mismas que se pudieron controlar con baches de material sellante.

Desventajas • •

Nuevamente, en algunos tramos, se observaron muestras quemadas. El trepano tuvo que ser sacado a superficie luego de detectar una perdida de lodo y en el intento por sellarla, se preparo y envió un bache con 80 lpb de material sellante, lo que ocasiono taponamiento en la sarta de perforación.

11

Análisis Económico de Pruebas en 12¼” HCY-X1D ST HUACAYA -X1(D) 12.1/4" -BASE TUPAMBI + IQUIRI TURBINE + IMPREGNATED Drill DEPTH IN (m) DEPTH OUT (m) FOOTAGE (m) ROP: (m/hr) TRIP TIME (hr/trip) TRIP FACTOR (hr/mt) REAMING (hrs/m)

3587 3931 344 1,84 30 0,09 0,131

45,00

Days

187,0

7,79

30,0 45,0

1,25 1,88

TOTAL TIME (Days) Personnel Turbine Operator (2) MWD operator (2) Directional operator (2) Caseta (1)

MUD MOTOR + TRICONES

10,91

2 2 2 1

Operation day 11 11 11 11

$/day 2000 1000 1400 50 4450

$ 22.000 11.000 15.400 550 48.950

Drill DEPTH IN (m) DEPTH OUT (m) FOOTAGE (m) ROP: (m/hr) TRIP TIME (hr/ trips) TRIP FACTOR (hr/mt) REAMING (hrs/mt) consi 60m/run

3587 3931 344 0,89 180 0,52 0,12

40,13

11,00 4000 10,91 2400

180,0 40,1

7,50 1,67

Personnel Directional Operator (2) MWD operator (2) Caseta (1)

2 2 1

Operation day 26 26 26

$/day 1400 1000 50

$ 36.400 26.000 1.300

2450

63.700

Operation

16.000 4.000 5.780 2.400

$/day 176.000 4.000 63.088 2.400

No Stand By rates considered

Tools 8.1/2" DHM DHM Redress Power Pulse 8.1/2" Redress

1 2 1 2

25,28 3000 25,28 2400

5.160 6.000 5.780 4.800

130.430 6.000 146.102 4.800

No Stand By rates considered

21.780 Total Personnel + Tools OTHER COST Bit Cost (Impregnated) 1 Drilling Cost ($US/day) Total Drilling Metric Cost ($US/mt) Total Drilling Cost ($US)

16,10

25,28

$/day 1 1 1 1

386,5168539

TOTAL TIME (Days)

Operation Tools 9.1/2" Turbina Turbine Redress Power Pulse 8.1/2" Redress

Days

140.000 60.000

245.488 294.438 Total Personnel + Tools 140.000 660.000 3.181,5 1.094.438

OTHER COST Bit Cost (Tricone) Drilling Cost ($US/day) Total Drilling Metric Cost ($US/mt) Total Drilling Cost ($US)

10.940

6

37.000 60.000

287.331 351.031 222.000 1.560.000 6.200,7 2.133.031

12

Prueba 4 en HCY-X1D ST (6”)

DIAM MARCA

TIPO

6

Hughes

HH172

6

INTEQ

C-201

6

Hughes

DP409XZ

6

Hughes

HH372G1G5G8U4

6

Hughes

6

Smith

ROP promedio 75 min/m

IADC SERIAL TFA RUN HOURS ROP M842

I

O

D

L

B

G

O

R

7300828

1,10

12

16,10

0,7

3

3

WT

A

X

I

NO

CP

314408

0,30

2,2

10,34

0,2

1

1

WT

A

X

I

NO

PR

M333

7012546

0,56

32,8

39,80

0,8

2

8

WT

A

X

I

CT

TQ

M842

7107813

0,82

17,5

28,70

0,6

8

8

WT

A

X

I

NO

PR

STX-1

117

5113769

0,75

KGR50ABCETPX

M842

JT6643

1,20

85,5

58,90

1,5

1

3

WT

N

X

I

LT

TD

Dull Grade 1-3-WT-N-X-I-LT-TD

ROP promedio 100 min/m

Tope formación Icla 4737 m ROP promedio 40 min/m

13

Conclusiones Prueba 4 HCY-X1D ST Beneficios • • • • • • •

La carrera con trepano impregnado y turbina fue la mejor de la fase, logro mejorar la ROP de 0.8 m/h (mejor ROP con trépanos impregnados y motor de fondo) a 1.5 m/h. El tramo perforado fue de 85.5 m y tuvo que ser detenido al llegar a profundidad final del pozo. Se remplazando 3 carreras con trépanos impregnados y motor de fondo. El control direccional no tuvo problemas al estar ya dentro del objetivo (Huamampampa), sin embargo, la turbina incluía un AKO de 0.75° por si había necesidad de efectuar correcciones. El balance económico comparando el uso de motor de fondo, muestra un ahorro de aproximadamente 170.000 U$ Nuevamente, las curvas de Profundidad y Costo vs. Tiempo mejoraron considerablemente. Se detectó el tope de la formación Icla en 4737 m sin mayores problemas para Geología. El trepano salio en muy buenas condiciones, por lo que puede ser reutilizado en futuros pozos (desgaste 1-3-WT-N-X-I-LT-TD).

Desventajas •

No se tuvo ningún problema en especial en esta carrera.

14

Análisis Económico de Pruebas en 6” HCY-X1D ST HUACAYA -X1D (ST) 6" - HUAMAMPAMPA TURBINE + IMPREGNATED (SMITH) Drill DEPTH IN (m) DEPTH OUT (m) FOOTAGE (m) ROP: (m/hr) TRIP TIME (hr) TRIP FACTOR (hr/mt) REAMING (hrs/m)

4715 4800 85,5 1,5 30 0,35 0,211

18,00

2 2 2 1

Operation day 5 5 5 5

Days

Drill

57,0

2,38

30,0 18,0

1,25 0,75

DEPTH IN (m) DEPTH OUT (m) FOOTAGE (m) ROP: (m/hr) TRIP TIME (hr) TRIP FACTOR (hr/mt) REAMING (hrs/mt) consi 60m/run

4,38

TOTAL TIME (Days)

TOTAL TIME (Days) Personnel Turbine Operator (2) MWD operator (2) Directional operator (2) Caseta (1)

MUD MOTOR + IMPREGNATED (HUGHES)

$/day 2000 1000 1400 50 4450

$ 10.000 5.000 7.000 250 22.250

Personnel Directional Operator (2) MWD operator (2) Caseta (1)

4714,5 4800 85,5 0,8 90 1,05 0,22

19,00

2 2 1

Operation day 9 9 9

5,00 4000 4,38 75,0 4,0 4,38 4,38 4,38

4,45

90,0 19,0

3,75 0,79

$/day 1400 1000 50

$ 12.600 9.000 450

2450

22.050

Operation $/day

1 1 1 1 1 1 1 1

106,875

8,99

Operation Tools 4.3/4" Turbina Oper. Turbine Redress Slim Pulse 4.1/2" Oper. Slim Pulse Redress Slim Pulse Stby GR Oper. Float Sub Oper. Monel 4,3/4" Oper.

Days

18.500 4.000 4.560 16,66 1800 575 50 120

$/day 92.500 4.000 19.950 1.250 7.200 2.515,6 218,8 525,0

Tools 4.3/4" DHM DHM Redress Slim Pulse 4.1/2" Slim Pulse Redress Slim Pulse Stby GR Oper. Float Sub Oper. Monel 4,3/4" Oper.

1 1 1 1 1 1 1 1

8,99 125,875 8,99 125,875 4,0 8,99 8,99 8,99

4.560 20 4.560 16,66 1800 575 50 120

41.016 2.518 41.016 2.097 7.200 5.172,0 449,7 1.079,4

No existe Stby p/Turbina 128.159 150.409 Total Personnel + Tools

Total Personnel + Tools OTHER COST Bit Cost (Impregnated) 1 Drilling Cost ($US/day) Total Drilling Metric Cost ($US/mt) Total Drilling Cost ($US)

59.000 60.000

59.000 300.000 5.958,0 509.409

OTHER COST Bit Cost (Tricone) Drilling Cost ($US/day) Total Drilling Metric Cost ($US/mt) Total Drilling Cost ($US)

100.548 122.598 $/mr 188

16.074 60.000

16.074 540.000 7.937,7 678.672

15

Resultados Finales en HCY-X1D ST Grafica de Tiempo & Costo vs, Profundidad 0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

DÍAS 300 325

350

375

400

425

450

475

500

525

550

575

600

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

PROFUNDIDAD (m)

2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800

Trepano impregnado y turbina Pérdida de circulacion

4000 4200 4400

Time Prognosis Side Track (Days)

4600

DFS (days)

4800 5000 5200 5400 5600

Cambia Lodo Corona 6" Problem TD

Real Cost Est. Acum. Cost ($) Trepano impregnado y turbina

65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

COSTO ACUMULADO (MM $us)

2000

625

16

Conclusiones Finales: Beneficios •

•

•

•

La utilización de trépanos impregnados y turbinas en las fases de 12¼” y 6” permitió un ahorro de ± 1’800.000 U$ si comparamos el rendimiento que se tenia anteriormente utilizando la combinación de trépanos tricónicos de insertos y motores de fondo. El trabajo direccional es mas fácil de realizar debido a que se superan las dificultades para deslizar y efectuar las correcciones direccionales requeridas, además que al ser mas largos los tramos perforados, se puede comparar los resultados del trabajo planeado y el real en una misma carrera. La experiencia obtenida anima a pensar que esta tecnología podría expandirse a diámetros mayores (17½”) y permitir su uso en pozos en los que las formaciones duras y abrasivas se presentan someras. Se esta trabajando también en alternativas de utilización en tramos de formaciones duras y abrasivas que necesitan ser ampliados, analizando oportunidades de realizar este trabajo mas eficientemente.

Desventajas •

•

La descripción litológica de la formación puede llegar a ser dificultosa debido a la salida de recortes quemados y estructuras / texturas modificadas por acción del excesivo calor inducido por la turbina y el trepano girando a altas RPM’s, por lo que se deben incluir herramientas de LWD en el BHA, especialmente cuando se espera una transición de formaciones. No existen muchas compañías que cuenten con las herramientas requeridas, por lo que la competencia es casi nula o focalizada entre muy pocas.

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