07 nueva tecnología en perforación direccional.pdf
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Nueva Tecnología en Perforación Direccional
Ignacio Gorgone
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Contenido
l Sistema de Perforación Dirigible Rotatacional, RSSl Herramientas de Gyro durante la perforación, GWDl Presión Anular Mientras se Perfora – APWDl Transmisión en Tiempo Reall Perforación Sin Sorpresas, NDS
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Limitantes de la perforación direccional con motores de fondo
l Baja tasa de penetración
l Inadecuada limpieza del pozo
l Pega diferencial
l Micro-severidades (tortuosidad)
l Dificultad para deslizar, transmitir peso a la barrena y mantener la orientación
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Evolución de los Sistemas Rotatorios Navegables
Fijo o variable
Rotación continua
Posición variable
Arriba
Abajo
DerechaIzquierda
Ajustes en 3D en modo rotatorio
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Fundamento del “PowerDrive”
• Herramienta dirigible en 3D que hace cambios en la inclinación y en el azimuth mientras está rotando en forma continua
• No se requiere perforar en modo deslizante u orientado para construir la trayectoria direccional..!!
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Sistemas RSS “POWER DRIVE” de Schlumberger
l PowerDrive Xtra (Herramienta Principal)l PowerDrive X5l PowerDrive Vortexl PowerDrive Xceedl Power V
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Lugares donde se ha utilizado el “PowerDrive”
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Principio de operación del “PowerDrive”
Aleta extendidaAleta extendida Aleta recogidaAleta recogida
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Unidad de Desviación “Bias Unit”
l Tiene tres (3) aletas movidas por pistones hidráulicos
l Las aletas aplican fuerza lateral a la barrena mientras giran a la velocidad de ésta
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Unidad de control
l Permite el control de la desviación
l Actúa bajo el concepto básico de una plataforma montada sobre rodamientos dentro de un collar que se mantiene estática con relación al lado alto del pozo
l Tiene dos gneradores AC y dos turbinas que rotan en sentido contrario para producir la estabilización
l Dado que la Unidad de Control se mantiene estática, el sistema puede también tomar registros de inclinación y azimuth de la barrena mientras está rotando
l Provisión de datos direccionales
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Impeller
Impeller Torquer-Generator
(counter-clockwise)
Mule ShoeTorquer-Generator (clockwise)ROP or Antenna
Unidad de control
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Unidad de Desviación – BIAS –Unidad actuadora de las aletas por desvío del flujo
Aleta ExtendidaAleta Extendida Aleta recogidaAleta recogida
Recorrido aproximado de 18 – 20mm, (3/4”)Cortadores PDC alineados en paralelo a la cara de la aleta
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Válvula de Control y Estator
2. La válvula de control está libre para rotar independientemente (por medio del ensamblaje de rodamientos en el interior del cuerpo del estrangulador) y va acoplada a la Unidad de Control por medio de la pata de mula
1. El estator está unido al ensamblaje de araña que se fija al interior de la Unidad de Desvío “Bias” y por tanto rota con las mismas RPM que la sarta
3. Para maniobrar, la válvula de control se orienta en la dirección deseada de la cara de la herramienta, TF y después se mantiene estacionaria relativa al espacio
4. La respuesta es el flujo hacia cada aleta en forma secuencial a medida que la unidad de Desvío así como el Estator rotan al pasar la apertura de la válvula de control
FUERZA SOBRE LA ALETA
DIRECCIÓN DE NAVEGACIÓN
TBT1.6
ESTATOR
VÁLVULA DE CONTROL
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Ensamblaje de la Válvula de Control
Control ShaftDisk Valve
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Transmisión de comandos a la herramienta
l Para cambiar el ajuste de la herramienta, se envían señales por telemetría (“downlinking”). La herramienta reconoce cambios en la tasa de flujo (no cambios de presión).
l Ello implica reducciones en la tasa de flujo cuatro veces por un período corto entre el 20 y el 30% hasta más o menos 350 gpm en forma programada y cada una con duración aproximada de un minuto.
l Configurable en el campo (sin tener qué sacar la herramienta)l Robusta y probada hasta 11.000 mts.
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Mapa de Comandos
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Configuración típica de una sarta con “PowerDrive”
LWD Nuclear MWD LWD Resist. Estabilizador
PowerDrive13-15m
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Calidad del agujero
l Perfil Suave
l Agujero en calibre
l Sin espiral
l Se reduce la posibilidad de acumulación de recortes
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PowerDrive Xtra SeriesTodas las series usan la
misma electrónica Tamaños de “Bias” Reed Hycalog RS bit range 18 ¼” to 5 ¾”
14 ¾”- 12” Hole
Sizes
9 7/8”-7 7/8”
Hole Sizes
PD900
22”-18 ¼”-17 ½- 16”
Hole Sizes
6 5/8 ”- 5 3/4”
Hole Sizes
PD1100
PD475
PD675
PD825
10 5/8”
Hole Sizes
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Ejemplos de trabajos en México
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Jujo 502 y Jujo 542
Record mundial: Pozo de mayor TVD (4458 m) perforado con PD900
CAMPO JUJO0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
70000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320
DIAS
PR
OF
UN
DID
AD
Jujo 502
Jujo 521
Jujo 600
Jujo 2B
Jujo 523
Jujo 121
Jujo 532
Jujo 522
Jujo 504
Jujo 542
CAMPO JUJO0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
70000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320
DIAS
PR
OF
UN
DID
AD
Jujo 502
Jujo 521
Jujo 600
Jujo 2B
Jujo 523
Jujo 121
Jujo 532
Jujo 522
Jujo 504
Jujo 542
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KU 49
KU 49 *(DES)(M)EQ.9092 PA'TONALA' (PERF. CENTRAL, S.A.)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
35000 10 20 30 40 50 60 70 80 90
DIAS
PR
OF
UN
DID
AD
l 14 días ahorrados
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Cuitlahuac 427
Desplazamiento vs Profundidad
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 20 40
Desplazamiento (m)
Pro
fun
dia
d m
edid
a (m
)
Cuitlahuac 427
Cuitlahuac 422
Desempeño - Comparación con otros pozos
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Cuit 427
Cuit 561
Cuit 422
Cuit 623
Cuit 523
Cuit 479
Tasa de penetración (m/h)
Tasa de penetración sección superior Tasa de penetración sección inferior
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Arcos 275
Desempeño - Comparación con otros pozos
0 5 10 15 20 25 30
Arcos 524
Arcos 517
Arcos 114
Arcos 518
Arcos 37
Arcos 87
Arcos 109
Arcos 117
Arcos 519
Arcos 124
Arcos 90
Arcos 56
Arcos 118
Arcos 113
Arcos 275
Tasa de penetración [m/h]
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Ku-25
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Schlumberger RSS
l PowerDrive Xtra ( Main Tool )l PowerDrive X5l PowerDrive Vortexl PowerDrive Xceedl Power V
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Métodos de Navegación con el RSS
l Push-the-bit (Empuja la barrena)– Fuerza lateral es aplicada hacia la barrena par
incrementar la acción de corte
l Point-the-bit (Apunta hacia la Barrena)– Introduce una excentricidad a la trayectoria de la
barrena en forma análoga a al efecto de la carcaza curva en el motor de lodos.
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PowerDrive X5
l GR en la herramiental 150ºC de Temperatural Más resistencia a Choque y Vibracionesl Comercializada a final de Febrero del 2004l 5 “Bias Units” (6 ¾”) en NGC, 12 “Control Units” en
NGC & Tailandial Distribución de 45 “Control Units” para finales de
febrero del 2004.
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Diferencias en el PD675
PowerDrive X5Phase Angle Shift 188 º (1-7)
139 º(ENP008 and up)
PowerDrive Xtra BUPhase Angle Shift 105 º
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PowerDrive -Vortex
Top Sub/Flex Power Section
Bearings
~60 ft (PDX900)
PD Control Unit
PD Bias UnitJunk Basket
Bit
Straight Housing
125
60
8.3 – 14
220
5
600-1200
12-1/4 to 14-3/4
11.00§Tool max O.D. (in)
§Hole Size (in)
§Flow Rate (GPM)
§DLS/BUR (deg/100 ft.)
§Operating Speed at Bit (RPM)
§Mud Weight (lbm/gal)
§Temp. (degC)
§PD + Motor length (ft)
§ Straight Motor with 7:8 GT HN234 Power Section
§ New Generation Motor Bearings
§ New Generation Motor Transmission
§ Tailored Stabilization Options
§ Rubber & Junk Basket
§ Short Hop Will not Work on Power Drive
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PowerDrive -Xceed
l 3 sections – Power Generation, Sensors/Control, Steeringl High reliability through:
– Proven MWD sensor and 150oC rating– Designed to operate in abrasive environments– Sensor package 12 ft from bit
l RT continuous TF, Inc. & Azi allows improved controll Capability to kick-off from vertical
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Conclusiones
• El uso de PowerDrive para la perforación permite:– Mejorar la eficiencia en general de la perforación y ésto se
traduce en menores costos– Reducir los incidentes de pérdida de herramientas en los
pozos– Permite que diseños más complicados de pozos sean
perforados en forma segura– Mayores desplazamientos y menores riesgos en pozos de
largo alcance• La práctica demostró que el PowerDrive es un remplazo
efectivo de las herramientas de perforación convencionales
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GWDGyro Durante la Perforacion
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GWD
GWD: Combina la precisión de las herramientas de Gyro y la tecnología de MWD’s para crear un servicio que puede producir registros a medida que se perfora sin interferencia magnética.
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GWD - Beneficios
SEGURIDAD:• No necesita Wireline • No necesita Slick Line• Menor disponibilidad de personal• Menor cantidad de equipo• Riego de pega es reducido
UBICACION DE POZOS:• Mejora la infromación haci el DD ayudando a ubicar
los pozos de una manera acertada • Sensor de Gyro mas cerca de la barrena
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GWD – BHA Tipico
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Otros Servicios
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Presión Anular en Tiempo Real (APWD*)
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Presion Anular en Tiempo Real (APWD*)
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Presion Anular en Tiempo Real (APWD*)
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Transmision en Tiempo RealInterAct
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Conexión de InterACT - InternetInternet
SCC
LDAP
Data
InterACTDataSedalia
TransAct
InterACTProxy Server
Cliente
Internet
iDirect (RTR)
Cliente
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InterACT entrega en Tiempo Real …InterACT en Tiempo Real para D&M
l consolas de perforación
l trayectoria de los pozos
l diagramas del Toolface (Cara de la herramienta)
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InterACT entrega en Tiempo Real …Datos en Tiempo Real de los Registros de Wireline y Datos digitales.
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Perforación Sin Sorpresas (NDS*=No Drilling Surprises)
DrillMAP Plan
Auditoria de Datos
RiskTRACKRastro de Riesgos
Información Pozos Vecinos
Análisis de Sísmica
WellTRAKComparación
Comparacion entre Plan y Real
Bien?Si, Continuar
No, Diagnóstico
y Tratamiento
RiskTRACKBase de Datos
Captura de Conocimiento
s
Revisión del Plan
Ventana de Presiones de Poro
3D Visualización
DrillCASTPronostico
Fase Mientras se Perfora
Modelo Mecánico de
Tierra
Planificación