Direct XCD - Schlumberger

Direct XCD
Barrena para tubería de
revestimiento de aleación
perforable
Barrena de PDC perforable para perforación con tubería de
revestimiento
La barrena de aleación perforable para
TD Direct*, Direct XCD* es una barrena
de PDC fabricada especialmente para
perforar pozos verticales o tangenciales
hasta la profundidad total (TD) en una sola
carrera. La barrena perfora con la tubería
de revestimiento estándar que se rota en
la superficie.
La estructura de corte de la barrena
Direct XCD puede proveerse con cortadores
de PDC de 13, 16 o 19 mm, disponibles en
calidad estándar o premium. El material
del sustituto de conexión es de acero, en
tanto que su cuerpo es de una aleación de
cobre y bronce. Esta aleación única permite
a la barrena Direct XCD ser rebajada con
cualquier barrena de PDC estándar, después
de perforar hasta la TD y la tubería de
revestimiento fue cementada en su lugar.
Luego del rebaje, la barrena de PDC que hizo
el rebaje puede seguir perforando el intervalo
siguiente, lo que elimina la necesidad de un
viaje sólo para el rebaje.
1
Después que la barrena Direct XCD perfora hasta la TD, actúa como zapata del revestidor (izquierda); luego de
la cementación, la Barrena de aleación puede ser rebajada eficientemente (derecha).
Mayor estabilidad del pozo y menores pérdidas de fluido
Durante la perforación, la rotación de la
tubería de revestimiento y el espacio anular
reducido resultante hacen que los recortes
de la perforación recubran la pared del pozo
y la refuercen. Esta acción se conoce como
efecto de frisado ya que sella los poros de
la formación para reducir las pérdidas de
fluidos y mejora la cementación, protegiendo
la integridad del pozo. Dado que los recortes
se adhieren a la pared del pozo, la cantidad de
recortes que vuelve a la superficie es menor.
Y luego del frisado, el tamaño de los recortes
que retornan a la superficie es más pequeño.
Tubería de
perforación
Espacio
anular
Tubería de
revestimiento
Efecto de
frisado
El efecto de frisado ha demostrado reducir el
NPT atribuido a problemas relacionados con el
pozo, tales como:
■■
■■
■■
■■
■■
■■
■■
lutitas inestables
pozos estrechos
obstrucciones del pozo
pérdidas de circulación
pozos de gran diámetro que produce
recortes difíciles de remover del
espacio anular
daño a las zonas de producción
atrapamiento de la tubería.
La perforación con la tubería de perforación convencional (izquierda) posibilita un espacio anular más grande,
en tanto que la perforación con tubería de revestimiento (derecha) minimiza el tamaño del espacio anular; la
rotación de la tubería de revestimiento cubre las paredes del pozo con los recortes, sellando los poros de la
formación para reducir las pérdidas de fluido y generando un pozo reforzado para una mejor cementación.
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Barrena de aleación perforable Direct XCD
Boquillas optimizadas
resistentes a la erosión
dirigen el flujo y la fuerza
hidráulica para maximizar la ROP.
Estructura de corte de
la barrena
Patines de calibración
helicoidales
puede proveerse con
cortadores de PDC de calidad
premium de 13, 16, o 19 mm en
cada aleta.
maximizan la estabilidad de la
barrena y reducen las vibraciones.
Revestimiento opcional de
carburo de tungsteno
aplicado al cuerpo y las aletas de la
barrena, que incrementa la resistencia a
la erosión en aplicaciones agresivas.
Amplios Canales de Flujo
3
La limpieza de recortes es maximizada
con amplios canales de flujo y un gran
área de desalojo de recortes.
Diseño del cuerpo
de la barrena
que permite el rebaje con
cualquier barrena de PDC.
Composición de cuerpo Bi-Metal
Cuerpo compuesto de una aleación perforable
que incluye un niple de acero de grado
estándar de la industria petrolera.
Diámetros de barrenas disponibles y nomenclatura
Tamaño de Barrenas Disponibles
Aplicación
Barrena Tamaño de Revestimiento, pulg × Tamaño de Barrena, pulg
Formaciones suaves
XCD319
<8,000 psi de esfuerzo XCD413
103/4 × 131/2
compresivo no confinado
5
XCD416
9
⁄
8 × 121/4
(UCS)
XCD419
9 5⁄8 × 121/4
Formaciones medias
8,000–14,000 psi (UCS)
XCD316
XCD416
9 5⁄8 × 121/4
XCD419
9 5⁄8 × 121/4
XCD516
XCD519
XCD616
Formaciones duras
>14,000 psi (UCS)
13 3⁄8 × 171/2
13 3⁄8 × 171/2
18 5⁄8 × 23
20 × 23
20 × 24
123/4 × 151/2
7 × 81/2
XCD516
13 3⁄8 × 171/2
103/4 × 131/2
16 × 181/4
13 3⁄8 × 16
9 5⁄8 × 11 5⁄8
XCD613
13 3⁄8 × 171/2
9 5⁄8 × 121/4
9 5⁄8 × 121/4
Nomenclatura
9 5⁄8 × 121/4 XCD 5 16
Tamaño de cortador, mm
Número de aletas
XCD — Direct XCD barrena de
aleación perforable
Tamaño de barrena, pulg
Tamaño de revestimiento, pulg
Características de la cara
P
Cortadores premium
S
Cortadores estándar
O
Paso para el rebaje optimizado
Características hidráulicas
H
Mayor número de toberas al estándar
L
Menor número de toberas al estándar
E
Toberas resistentes a la erosión
Características de las conexiones
B
Conexión en blanco
WP
Preparada para soldar
BTC Conexión API buttress
C
Conexión premium por solicitud
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Caso de estudio
La barrena de aleación perforable para tubería de revestimiento
Direct XCD perfora 5 pozos para alcanzar un yacimiento de la
cuenca Pérmica por debajo de la zona de inyección de CO2
La construcción ineficiente de los
pozos amenaza con exceder el
presupuesto del operador
Como parte de un esfuerzo para alcanzar
un yacimiento de la cuenca Pérmica, un
operador estaba utilizando un diseño de pozo
de tres sartas de revestimiento en el que la
profundidad de asentamiento se encontraba
por encima de la zona de inyección de CO2
a alta presión. Este enfoque resultó efectivo
y contrarrestó los problemas que había
experimentado el operador con un diseño de
dos sartas: surgencias de CO2, atascamiento
de la tubería, colapso o derrumbe del pozo,
operaciones de cementación deficientes y
NPT. No obstante, el costo elevado del diseño
de pozo de tres sartas lo convirtió en una
opción insostenible para el operador.
5
Implementación del diseño de pozo de
dos sartas perforando con tubería de
revestimiento
Para mantener la viabilidad económica
del proyecto, Schlumberger recomendó la
construcción de un pozo con dos sartas
de revestimiento utilizando la barrena para
revestidor de aleación perforable Direct XCD
de 77⁄8 pulgadas de Smith Bits. A la tubería de
revestimiento acoplada con roscas BTC de
5½ pulgadas del operador, se le agregaron
anillos de torque multi-lóbulos (MLT)
para proporcionar un enrosque positivo e
incrementar el torque. Además, se utilizaron
centralizadores hidroformados para ayudar
a estabilizar la sarta de revestimiento de
perforación y centrarla para la cementación.
Construcción de pozos de alta calidad a un costo razonable
La utilización de la barrena para revestidor Direct XCD para ejecutar
un diseño con dos sartas de revestimiento en cinco pozos, permitió
que el operador pasara por la tubería de revestimiento de 85⁄8
pulgadas colocada en forma convencional y perforara hasta la TD,
por debajo de la zona de inyección de CO2 a alta presión, con tubería
de revestimiento de producción de 5½ pulgadas. La tubería de
revestimiento de producción de 5½ pulgadas se cementó, y la barrena
Direct XCD se rebajó con una barrena de PDC estándar. Durante la
operación, no se experimentó incidente alguno de surgencia, tubería
atascada, colapso o derrumbe del pozo, o NPT prolongado.
Diseño de pozo de tres sartas de
la perforación convencional
3-string
3-string
Diseño de pozo de dos sartas
perforando con tubería de
revestimiento
CASING
CASING
DRILLING
DRILLING
113⁄4 pulg
85⁄8 pulg
85⁄8 pulg
Como resultado de la operación, se eliminó el costo de una sarta de
revestimiento adicional en cinco pozos y los registros de adherencia
del cemento confirmaron que la cementación había sido excelente
para el operador.
Zona de
inyección de CO2
51⁄2 pulg
51⁄2 pulg
El diseño de pozo de dos sartas de revestimiento permitió ahorrar el costo de
una sarta adicional y a la vez produjo pozos de alta calidad.
6
Caso de estudio
La barrena perforable Direct XCD rescata dos pozos en
Colorado y genera un ahorro de USD 8,6 millones
La aplicación en lutitas inestables
amenaza la operación
7
Un operador del Condado de Fremont, en
Colorado, estaba perforando una sección de
pozo de 95⁄8 pulgadas a través de una porción
de la formación Niobrara de la cuenca de
Denver-Julesburg, que se caracteriza por la
presencia de las lutitas inestables Pierre. Si
bien la profundidad planificada del pozo era
de 5,000 pies, a una profundidad de 3,800 pies
(1,159 mts) el BHA se atascó y se perdió.
Después de desviar la trayectoria del pozo
hasta 3,410 pies (1,040 mts), el departamento
de perforación intentó correr una tubería de
revestimiento de 95⁄8 pulgadas, pero no pudo
lograr que la sarta pasara más allá de 2,444 pies
(745 mts). El operador procedió a extraer la
sarta del pozo y efectuó un viaje de limpieza
con la sarta de perforación hasta 3,095 pies
(944 mts). Al reingresar en el pozo después de
la cementación, el operador sólo pudo llegar
hasta una profundidad de 2,800 pies (854 mts).
La perforación con tubería de
revestimiento previene el abandono
del pozo
Después de 68 días de perforación, el operador
consideró la posibilidad de abandonar el
pozo, pero decidió tratar de alcanzar la
TD planificada utilizando la barrena para
perforación con tubería de revestimiento
Direct XCD. Bajar rimando el agujero con la
tubería de revestimiento de regreso hasta
el fondo permitió que el operador perforara
el resto del intervalo hasta la TD, utilizando
una barrena Direct XCD de 81⁄2 pulgadas en
la tubería de revestimiento de 7 pulgadas.
Luego de asentar y cementar la tubería de
revestimiento, se rebajó la barrena Direct XCD.
La operación de perforación con tubería de
revestimiento requirió aproximadamente
10 días de equipo de perforación y posibilitó el
ahorro de USD 5,5 millones en el pozo, luego de
lo cual el operador continuó corriendo la sarta
de producción.
La barrena Direct XCD protege la
inversión en el primer pozo y reduce el
costo del segundo
Una vez terminado el pozo, el operador
trasladó el equipo de perforación a una
distancia de 20 pies para perforar un segundo
pozo. Mediante la utilización del mismo
diseño de perforación del primer pozo, el
operador corrió una barrena Direct XCD con
la tubería de revestimiento de 95⁄8 pulgadas
para perforar, en sólo siete días, desde
1,600 pies (488 mts) hasta la TD del intervalo,
situada a 4,900 pies (1,494 mts). Respecto de
la inversión de USD 5,5 millones efectuada
en el primer pozo, la inversión del segundo se
redujo en USD 3,1 millones.
La Barrena Direct XCD redujo sustancialmente el tiempo de construcción del pozo del operador en la lutita
inestable Pierre del campo de la cuenca de Denver-Julesburg mediante la perforación con revestimiento de
dos pozos, lo que generó un ahorro de USD 8,6 millones.
8
Los anillos de torque multi-lóbulo
Incrementan la capacidad de torque y a la vez protegen las conexiones de las tuberías
de revestimiento
Los anillos de torque multi-lóbulo (MLT) proporcionan un hombro de torque en la rosca, para
incrementar la capacidad de torque al ser instalados en las conexiones estándar con roscas
API BTC, para las aplicaciones de la tecnología de perforación con tubería de revestimiento y
liner TDDirect*. El incremento de la capacidad de torque impide la sobrecarga de las roscas
y coples utilizados en las conexiones de las tuberías de revestimiento y de producción API en
aplicaciones de perforación y reparación de pozos, lo que reduce los costos de mantenimiento
y reposición de las conexiones de los tubulares.
70,000
58,020
Torque, pie.lbf
60,000
50,000
40,000

49,190


30,000
20,000
10,000
0
9
44,630
9,630
9,630
9,630



36
43.5
53.5
Peso de la tubería de revestimiento, lbm/pie
Capacidad de torque de las conexiones con anillos MLT
Capacidad de torque de las conexiones estándar
La capacidad de torque
normal o con hombro de
una conexión BTC de una
tubería de revestimiento de
9 5⁄8 pulgadas en acero de
calidad N-80 se incrementa
cuando se instalan anillos
MLT en las conexiones con
roscas API BTC estándar.
El anillo MLT provee un hombro de torque confiable
en la rosca para incrementar la capacidad de torque
a la vez que se protegen las roscas de conexión.
Centralizadores para tuberías de revestimiento hidroformados
Centralización del pozo para perforación con tubería de revestimiento y liner
El centralizador hidroformado para tubería de
revestimiento permite la centralización para la
cementación en pozos verticales y desviados.
Los centralizadores se colocan en el diámetro
externo de la sarta de revestimiento para generar
la separación entre la tubería de revestimiento y
las paredes del pozo durante las aplicaciones de
la tecnología TDDirect.
Fabricado con un proceso especial de
hidroformado, el centralizador posee un método
exclusivo de diseño y fijación. El resultado es
un tubular para perforación con tubería de
revestimiento que proporciona la resistencia
y la rigidez necesarias para tolerar las cargas
dinámicas del fondo de pozo y a la vez mantener
la separación con respecto a las paredes del pozo
bajo la acción de fuerzas laterales considerables
sin ser aplastado. Además, el diseño del
centralizador favorece el efecto de frisado, que
hace más resistentes a los pozos y genera una
adherencia efectiva del cemento que ayuda a
proteger la integridad de los mismos.
Centralizador sin
endurecimiento superficial
Centralizador con
endurecimiento superficial
El diseño de aletas helicoidales del centralizador para la tubería de revestimiento mejora la circulación,
la limpieza del pozo y la cementación.
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Direct XCD
Para más información sobre la barrena para revestidor Direct XCD,
consulte slb.com/DirectXCD.
Animación
Observe cómo la barrena para perforación con revestimiento Direct XCD
brinda más eficiencia en aplicaciones relacionadas con pozos verticales.
Casos de estudio
■■
■■
Mediante la utilización de una barrena para revestidor Direct XCD
en la formación Niobrara de Colorado, un operador ahorró USD 5,5
millones en un pozo y redujo en USD 3,1 millones el costo de otro.
Una barrena Direct XCD fue utilizada para alcanzar un yacimiento por
debajo de una zona de inyección de CO2 en la cuenca Pérmica y a la
vez permitió que el operador reemplazara un diseño de pozo de tres
sartas de revestimiento por un diseño de dos sartas de menor costo.
IDEAS
Plataforma integrada de
diseño de barrenas
slb.com/IDEAS
Nomenclatura
9 5⁄8 × 121/4 XCD 5 16
Barrena para perforación con
revestidor Direct XCD
slb.com/DirectXCD
*Marca de Schlumberger
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