Ampliaciones en Cretácico bajo un escenario de Pérdida ...
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Ampliaciones en Cretácico bajo un escenario de Pérdida Total de Circulación Monterrey, Nuevo León 10 de junio de 2016 Siddhartha Banuet, Ismael Diaz (Pemex), Yonain Salge, Gustavo Salinas, Nestor Campos, Mario Diaz Berman, Myriam Sotelo, Cesar Karrer, Ricardo Murillo (Schlumberger).
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Ampliaciones en Cretácico bajo un escenario de Pérdida Total
de Circulación
Monterrey, Nuevo León 10 de junio de 2016
Siddhartha Banuet, Ismael Diaz (Pemex), Yonain Salge, Gustavo
Salinas, Nestor Campos, Mario Diaz Berman, Myriam Sotelo,
Cesar Karrer, Ricardo Murillo (Schlumberger).
INTRODUCCIÓN
Introducción La perforación en el campo Sihil siempre ha
representado
Un gran reto debido a la complejidad de su columna
geológica.
Para cumplir con las exigencias de la arquitectura del
pozo es necesario ampliar las secciones de 12 ¼” a 14
¾” de diámetro y 12 ¼” a 14 ½” para asegurar un
mínimo claro entre la tubería de revestimiento de 13 3/8”
y 11 7/8” respectivamente y el agujero ampliado.
Esta ampliación se debe de realizar en las formaciones Cretácico y Jurásico
(Brecha, KM, KI, JST y JSK) con la condición de pérdida total de circulación y
manifestación de gas.
El objetivo de esta presentación es mostrar la metodología empleada para
lograr una ampliación segura en Cretácico/ Jurásico, así como también la
tecnología implementada durante su desarrollo
METODOLOGÍA
• Ampliaciones requeridas en el estado mecánico:
- 12 ¼” x 14 ¾” Liner 13 3/8”
- 12 ¼” x 14 ½” Liner 11 7/8”
• Las ampliaciones en diámetros > 12 ¼” requieren alto gasto (>590
gpm) para obtener un efectivo acarreo de recortes hasta la zona de
pérdida.
• La demodulación de la telemetría en el lodo requiere una restricción
al flujo (Signal Booster).
• El diseño de la hidráulica de la sarta debe considerar estas
condiciones para asegurar limpieza del agujero y funcionamiento de
herramientas MWD y Sistema Rotatorio RSS.
• Experiencia previa de ampliaciones en zona de pérdida total en
pozos horizontales del campo Sihil (corridas limitadas por dinámica de
fondo y Choques y Vibraciones).
Antecedentes
Liner 7 5/8" @ 5110 [md],
TR 9 5/8" x 9 7/8" @ 4400 [md]
Liner 13 3/8" @ 2860 [md]
TR 16" @ 2400 [md]109-137.9 lb/pie
TR 20" @ 800 [md]
TR 30" @ 200 [md]
BL 11 7/8" @ 1100 [md]
BL 13 3 /8" @ 1150 [md]
BL 7 5 /8" @ 4370 [md]
Liner ranurado de 7 5/8" entre
empacadores reactivos al
aceite de 7 5/8" x 8 ½”
Barrena 8 1/2" @ 5110[md], 5000[mv]
TR 9 7/8" @ 166 [md]
A.M. y baches1.05 g/cc
Bent. 1.06 g/cc
E.I. 1.48 g/cc
BAMIL 1.03 g/cc
A.M. y baches BAMIL 1.03 g/cc
E.I. 1.03 g/cc
E.I. alta temperatura1.25-1.75 g/cc
TR 11 7/8" x 13 3/8" @ 3660 [md]
BL 9 5/8" @ 3585 [md]
Ampl. 12 ¼” x 14 ¾”
Ampl. 12 ¼” x 14 ½”
Retos de la sección de 12 ¼” x 14 ¾” y 12 ¼” x 14 ½”
Diseño Sarta
Limpieza del agujero
Control Direccional
Durabilidad de Ampliadores
Optimización de corridas
Registros LWD en Tiempo Real
Mitigación de Choques y
Vibraciones Ampliación a 14
¾” y 14 ½” Dinámica de
Fondo con dos elementos de
corte
Demodulación de telemetría en el lodo con perdida total
Estabilidad del agujero
Riesgo de atrapamiento
Desarrollo Metodología analítica inductiva para optimizar la vida útil de los ampliadores hidráulicos y
para estabilizar la sarta sin afectar la limpieza del agujero:
Paso Descripción
1 Definir Gasto mínimo para acarreo efectivo de recortes a la zona de pérdida
2 Asegurar caída de presión para obtener demodulación de herramienta MWD
3 Definir puntos de estrangulamiento del fluido para obtener la presión requerida sin
exceder los limites de trabajo de las herramientas
4 Simulación de la velocidad hidráulica en las toberas del ampliador e implementación de
nuevo diseño de toberas
5 Simulación y calibración del modelo de la dinámica de fondo utilizando un programa de
elementos finitos para predecir las condiciones de perforación
6 Incorporación a la sarta de perforación de un estabilizador hidráulico ajustable para
disminuir los choques y vibraciones
7 Optimizar el proceso en base a los resultados obtenidos (Método Analítico Inductivo)
Desarrollo Esta metodología se realizó en el pozo Cantarell 3011,
en las secciones de 12 ¼” x 14 ¾” y 12 ¼” x 14 ½”, con
los siguientes resultados:
• Gasto mayor a 590 gpm para optimizar limpieza
• Caída de presión adicional en el sistema de
aproximadamente 1,500 a 2,000 psi, para
demodulación de la señal de la herramienta MWD en
superficie
• Puntos de estrangulamiento definidos en la barrena
con +/-700 psi para el sistema rotatorio y por encima
del sistema rotatorio para garantizar la apertura del
ampliador, obteniendo valores mayores a 750 psi
• La estrangulación máxima del flujo por encima del
sistema rotatorio no puede generar mas de 2,000 psi
para no exceder el limite de presión del ampliador
(3,000 psi)
Desarrollo
• Para la sección de 12 ¼” x 14 ¾” se usó barrena
piloto de insertos IADC 517, debido al alto
desempeño mostrado en Brecha (BTPKS) y
Cretácico Medio.
• Cortadores de 13mm con resistencia al impacto en
los bloques de los ampliadores
•Simulaciones de estabilidad de la sarta y rango de
ampliación que muestran rango de operación
óptimo
• Simulaciones de dinámica de fondo que muestran
que la incorporación de un estabilizador hidráulico
ajustable reduce los choques y vibraciones
+
Sartas de Perforación
201 md
36” TR de 30”
TR de 20”
806.5 md
TR de 16” 2403 md
26”
18 1/2”
2860 md
14 ¾”
Desarrollo
• Para la sección de 12 ¼” x 14 ¼” se usó barrena
de insertos IADC 517, debido al alto desempeño
mostrado en Cretácico Medio e Inferior y barrena
PDC MSi713 para perforar de JST hasta falla Sihil.
• Cortadores de 13mm con resistencia al impacto en
los bloques de los ampliadores.
•Simulaciones de estabilidad de la sarta y rango de
ampliación que muestran rango de operación
óptimo.
• Simulaciones de dinámica de fondo que muestran
que la incorporación de un estabilizador hidráulico
reduce los choques y vibraciones
+
Sartas de Perforación
201 md
36” TR de 30”
TR de 20”
806.5 md
TR de 16” 2403 md
26”
18 1/2”
3676 md
14 ½”
2824 md Liner de 13 3/8”
RESULTADOS
Resultados sección 12 ¼” x 14 ¾”
• Durante la ejecución de la etapa de 12 ¼” x 14 ¾” se realizaron dos corridas: la
primera sin estabilizador hidráulico ajustable y la segunda con estabilizador hidráulico
ajustable, donde se observó relativa disminución de choques
Resultados sección 12 ¼” x 14 ¾”
• Se observó aumento de ROP en 30% en la segunda corrida en la cual se incluyó el
estabilizador hidráulico ajustable
Evaluación del Desgate Barrena y
Ampliador 12 ¼ x 14 ¾ in Corrida 1 y 2
Resultados sección 12 ¼” x 14 ½”
• Durante la ejecución de la etapa de 12 ¼” x 14 ½” se realizó la corrida mas larga de
perforación y ampliación de forma simultanea de 474m, con un máximo de 94 m/día
con un ROP promedio de 6.18 m/hr
RECORD MUNDIAL DE AMPLIACIÓN C/PÉRDIDA TOTAL
Evaluación del Desgate Barrena y
Ampliador 12 ¼ x 14 ½ in Corrida 1 y 2
Evaluación del Desgate Barrena y
Ampliador 12 ¼ x 14 ½ in Corrida 3
DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
• Las ampliaciones en Brecha de Cretácico Superior con pérdida total de circulación son
factibles.
• Para alcanzar la caída de presión requerida para asegurar demodulación es necesario
usar el nuevo diseño de toberas extendidas.
• El uso del estabilizador hidráulico ajustable en la segunda corrida de la sección 12 ¼” x
14 ¾” permitió un aumento de ROP en mas del 30% y disminuyó relativamente los
choques y vibraciones, así como el desgaste en el ampliador.
• Derivado a los resultados obtenidos en las etapa de 12 ¼” x 14 ¾” y 12 ¼” x 14 ½” se
estima la vida útil mínima del ampliador en aproximadamente 300m bajo estas
condiciones.
