Spanish Oilfield Review

Nuevas prácticas para mejorar los
resultados de las operaciones de disparos
Los avances registrados recientemente en herramientas y técnicas incrementan en
forma asombrosa la productividad e inyectividad de los pozos entubados. Estas
ventajas abordan un amplio rango de desafíos, desde la eliminación del daño de
formación en la región vecina al pozo y la remoción del daño producido por los
disparos (punzados), hasta la producción de arena y la ejecución de operaciones
seguras y eficaces en la localización del pozo.
Frederic Bruyere
Total E&P UK plc
Aberdeen, Escocia
Dave Clark
Gary Stirton
CNR International
Aberdeen, Escocia
Aming Kusumadjaja
Balikpapan, Indonesia
Dasa Manalu
Muhammad Sobirin
Total E&P Indonésie
Balikpapan, Indonesia
Andy Martin
Aberdeen, Escocia
Derek I. Robertson
BP
Aberdeen, Escocia
Alistair Stenhouse
Consultor
Aberdeen, Escocia
Por su colaboración en la preparación de este artículo, se
agradece a Dave Atwood, Brenden Grove, Juliane Heiland
y Ian Walton, Rosharon, Texas; Larry Behrmann, Kuala
Lumpur, Malasia; Alfredo Fayard, Houston, Texas; y John
Wreford, BP, Aberdeen, Escocia.
eFire, FIV (Válvula de Aislamiento de la Formación), HSD
(Alta Densidad de Disparos), IRIS (Sistema Inteligente de
Implementación Remota), OCD (Dispositivo de Confirmación
de la Orientación), OrientXact, PosiTrieve, PowerJet Omega,
PURE, S.A.F.E. (Equipo de Disparo Activado por Impacto) y
SPAN (Análisis de las Operaciones de Disparos de
Schlumberger) son marcas de Schlumberger.
18
Las operaciones de disparos constituyen un paso
crucial para establecer la conectividad entre
zonas del subsuelo y pozos que son terminados
con tubería de revestimiento de acero cementada. Mediante la comprensión de las complejas
interacciones que existen entre las cargas explosivas huecas (moldeadas), los sistemas de
transporte de cargas, un pozo y el yacimiento, y
a través de la aplicación de soluciones de disparos diseñadas para satisfacer necesidades
específicas, los ingenieros pueden mejorar el
desempeño de los pozos entubados, optimizar la
producción de yacimientos y maximizar la recuperación de las reservas de hidrocarburos.
Para lograr estos objetivos, los ingenieros
ahora incorporan parámetros de yacimientos y
condiciones determinadas del pozo en los diseños de los disparos adaptados con fines bien
estipulados. Los resultados son procesos y procedimientos comprobados que generan ingresos
adicionales para los operadores como con secuencia de los incrementos de producción
logrados. Las herramientas y técnicas introducidas recientemente ayudan a los operadores a
incrementar la productividad o inyectividad,
prevenir la producción de arena, así como mejorar la seguridad y eficiencia de las operaciones
de disparos.
Las cargas de penetración profunda pueden
atravesar el daño de formación, aumentar el
radio efectivo del pozo y reducir la necesidad de
ejecutar operaciones de disparos adicionales,
lavados ácidos u otras técnicas de limpieza de
los disparos. Los avances recientes en materia
de cargas explosivas huecas, fabricación de car-
gas y sistemas de pistolas (cañones), se han traducido en incrementos de penetración de los
disparos del 20 al 30%, incluso en comparación
con las cargas de penetración profunda introducidas a fines de la década de 1990 y comienzos
de la década de 2000. La ejecución de disparos
más profundos en una formación, más allá del
daño de la región vecina al pozo, causado por las
operaciones de perforación o terminación de
pozos, es uno de los factores clave para el mejoramiento de la producción de pozos entubados.
La oleada inicial (flujo instantáneo) pro ducida a través de los disparos, después de la
detonación de la carga hueca, es crucial para
minimizar el deterioro del flujo y reducir la conductividad, causados por el daño inducido por los
disparos. Los investigadores de Schlumberger
observaron que podían crearse túneles de disparos limpios, de gran diámetro y penetración
profunda, mediante el control de las diferencias
de presiones transitorias, o dinámicas, que tienen lugar en un pozo inmediatamente después
de la detonación de las pistolas.
Un proceso de diseño innovador y sistemas
especializados explotan los cambios rápidos producidos en la presión que se desarrollan entre
las pistolas, un pozo y un yacimiento, a los pocos
cientos de milisegundos de producida la detonación de las cargas. Esta técnica de bajo balance
dinámico utiliza diseños de disparos específicos,
cargas huecas especiales, y configuraciones de
pistolas adecuadas con fines estipulados, para
generar un gran bajo balance de presión transitoria a partir de un bajo balance o un sobre
balance modesto de presión estática.
Oilfield Review
Bajo balance dinámico
Sobre balance, lpc
2,500
2,000
1,500
1,000
500
Bajo balance, lpc
0
– 500
–1,000
–1,500
–2,000
–2,500
–0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Tiempo, segundos
0.7
0.8
0.9
1.0
2.6°
Esta técnica genera túneles de disparos
limpios, en forma consistente, y optimiza los
resultados obtenidos con los diseños más modernos de cargas de penetración extra-profunda y
los sistemas de disparos de avanzada. Para captar los datos de presiones transitorias en el
campo y verificar la diferencia de presión dinámica en condiciones de bajo balance, se utilizan
medidores de fondo de pozo, con velocidades de
muestreo de datos extremadamente rápidas. La
disponibilidad de información más detallada está
ayudando a los ingenieros a mejorar aún más las
operaciones de disparos y sus resultados.
En pozos horizontales y con alto ángulo, en
los que la presión de sobrecarga domina las
condiciones de esfuerzos locales, los disparos
verticales son habitualmente más estables. Bajo
estas condiciones, los disparos orientados con
un ángulo de más de 25° con respecto a la verti-
Invierno de 2006/2007
cal pueden incrementar el riesgo de colapso de
los mismos y el riesgo de producción de arena.
Un nuevo sistema de orientación para operaciones de disparos con tractor, tubería flexible o
tubería de producción (TCP), permite alinear
las cargas huecas en forma precisa y confiable
en un ángulo de 10° con respecto a una dirección especificada, normalmente la vertical. Este
sistema provee además la confirmación de la
orientación de los disparos posterior a las operaciones . Dichas capacidades ayudan a los
ingenieros de terminación de pozos a reducir el
riesgo de producción de arena, incluso en pozos
con variaciones extremas en sus trayectorias.
Otras innovaciones de los sistemas de disparos incrementan la seguridad y eficiencia en la
localización del pozo. Los cabezales de disparo
de fondo de pozo más recientes combinan tecnologías de pruebas de formación efectuadas a
través de la columna de perforación (DST) con
detonadores que no se ven afectados por las
radiofrecuencias (RF). Este sistema de disparo
electrónico incrementa la seguridad en la localización del pozo mediante la eliminación de los
explosivos primarios, el control directo del operador y la posibilidad de abortar la detonación
de las pistolas en cualquier momento.
Estos cabezales de disparo electrónicos
incrementan la eficiencia en el sitio del pozo y
reducen el tiempo de operación del equipo de
perforación requerido para las operaciones de
terminación de pozos, eliminando estudios de
recolección de parámetros y del período de
suspensión de radioemisiones durante las
19
operaciones de disparos. Los nuevos sistemas de
iniciación de las detonaciones permiten además
la detonación o la activación selectiva de dos sistemas de pistolas o herramientas durante una
sola carrera.
Los nuevos cabezales de disparo electrónicos
poseen además una velocidad de muestreo de
datos suficientemente alta como para captar los
eventos de presiones transitorias que no pueden
registrarse con los medidores estándar. Ese
rasgo está mejorando nuestra comprensión de
los componentes físicos del pozo durante las
operaciones de disparos en condiciones de bajo
balance dinámico.
Este artículo presenta diseños de disparos
basados en propiedades de yacimientos y parámetros de pozos específicos, avances en
sistemas de orientación e iniciación de las detonaciones, y mejoras recientes en las cargas
huecas de penetración profunda y en los
sistemas de pistolas. Además, describe las operaciones de disparos en condiciones de bajo
balance y las operaciones orientadas con TCP,
llevadas a cabo en el Mar del Norte y el sudeste
de Asia. Se concluye con un análisis de las capacidades de investigación y las instalaciones de
laboratorio, que resultan esenciales para el
desarrollo y evaluación de las técnicas, sistemas
y prácticas de disparos.
Maximización del desempeño del pozo
Para producir petróleo y gas, se deben disparar
todos los pozos con tubería de revestimiento de
acero cementada a lo largo de los intervalos productivos del subsuelo. El proceso de ejecución
de disparos conecta las formaciones subterráneas con un pozo, permitiendo el influjo de los
hidrocarburos o la inyección de fluidos en el
mismo (derecha).1
Los túneles de disparos limpios, con un nivel
mínimo de daño inducido por los disparos, son
esenciales para maximizar el desempeño de los
pozos. Desafortunadamente, los chorros de alta
energía producidos por la denotación de las cargas
explosivas generan daños por ondas de impacto y
crean partículas finas y escombros (detritos)
residuales como resultado de la fragmentación y
aflojamiento de los granos de formación.2
En la década de 1960, los ingenieros reconocieron los beneficios de efectuar los disparos
con un bajo balance estático inicial; una presión
de pozo que es inferior a la presión de la formación. Con la introducción y utilización más
generalizada de los sistemas TCP en la década
de 1970, las operaciones de disparos en condiciones de bajo balance se convirtieron en la
técnica más aceptada para prevenir la invasión
20
Carga hueca
Detonación de la carga
Cordón detonante
Casco
1 microsegundo
Revestimiento
cónico
Iniciador de la
detonación
Explosivo principal
7 microsegundos
Efectos de cavidad explosiva
Acabado
plano
15 microsegundos
Efecto de
cavidad sin
revestimiento
22 microsegundos
Efecto de
cavidad
revestida
Revestimiento metálico
Explosivo
Objetivo de acero
30 microsegundos
> Desempeño de las cargas huecas. Las cargas de disparos constan de cuatro componentes: el iniciador de la detonación, el explosivo principal, un revestimiento metálico o de metal en polvo y un
casco de acero; conectado a un cordón detonante (extremo superior izquierdo). La forma de la cavidad cónica maximiza la profundidad de penetración a través de la tubería de revestimiento de acero,
el cemento y las formaciones rocosas (extremo inferior izquierdo). Al detonar las cargas explosivas
huecas, el revestimiento colapsa y se forma un chorro de alta velocidad y alta presión de partículas
de metal fluidizado (derecha).
de fluidos en una formación con posterioridad a
los disparos, y para mitigar el daño de la zona
triturada alrededor de los túneles de los disparos y remover los escombros de las cavidades de
los disparos (próxima página).3
En las décadas de 1980 y 1990, los trabajos de
investigación realizados en torno a las operaciones de disparos se concentraron en la definición
de criterios de bajo balance y en la predicción de
la diferencia de presión requerida para generar
disparos limpios y efectivos.4 Sobre la base del
trabajo experimental llevado a cabo en el Centro
de Tecnología de Terminaciones de Yacimientos
(SRC) de Schlumberger en Rosharon, Texas, los
investigadores desarrollaron una ecuación de
bajo balance mínimo que se incluye en el pro-
grama de diseño y análisis de las operaciones de
disparos SPAN de Schlumberger.5
La aplicación de esta ecuación condujo al
desarrollo de la técnica de disparos en condiciones de bajo balance extremo (EUB), que aplica
diferencias de presión estática, entre dos y cuatro veces superiores a las utilizadas previamente
en las operaciones convencionales. La técnica
EUB está diseñada para generar una oleada
inicial (un influjo de fluido al pozo) desde la formación y limpiar los túneles de los disparos.6
No obstante, esta técnica posee limitaciones
y plantea inquietudes relacionadas con la seguridad de las operaciones con cable. Bajo altas
presiones diferenciales, las pistolas operadas
con cable, sin anclar, se pueden desplazar, o sal-
Oilfield Review
> Daño producido por los disparos y bajo balance de presión. Las ondas de impacto y la presión de los
disparos trituran los granos de roca y fracturan la cementación entre los granos, creando una zona
triturada de baja permeabilidad alrededor de los túneles de los disparos, cuyo espesor oscila entre
0.6 y 1.3 cm [0.25 y 0.5 pulgadas]. Este daño inducido, las arcillas con pérdida de adherencia y las partículas finas movilizadas, reducen las aperturas de las gargantas de poros y la permeabilidad local.
Las micrografías muestran la roca sin dañar (sección delgada, extremo superior izquierdo) versus el
daño de la zona triturada (sección delgada, extremo superior derecho). El daño de la zona triturada
limita la productividad e inyectividad de los disparos; los escombros residuales restringen adicionalmente la inyectividad. Después de las operaciones de disparos en condiciones de sobre balance o
en condiciones balanceadas, y antes del flujo de la producción, la roca triturada y los escombros
sueltos, de alta permeabilidad, a menudo taponan los túneles de los disparos (centro, a la izquierda
y a la derecha). Las operaciones de disparos en condiciones de bajo balance y la posterior oleada
inicial proveniente del yacimiento erosionan la zona triturada y remueven los escombros residuales
de los túneles de los disparos. Sin embargo, las operaciones convencionales pueden requerir diferencias de presión estática, extremadamente altas, para limpiar los túneles de los disparos en forma
efectiva (extremo inferior izquierdo y derecho).
tar, hacia la superficie durante los disparos, lo
que puede dañar el cable eléctrico o hacer que
las sartas de herramientas se atasquen.
En la mayoría de los casos, tanto las operaciones de disparos convencionales en condiciones
de bajo balance como las operaciones de disparos EUB, requieren operaciones con tubería
flexible y operaciones de bombeo, con el fin de
establecer las condiciones hidrostáticas iniciales mediante el desplazamiento de los fluidos
para descargar los fluidos del pozo. Además se
requiere una carrera con cable para colocar una
herramienta mecánica que ancla las pistolas, y
varias carreras con cable o con línea de acero
para desplegar y recuperar las sartas de pistolas,
y extraer el ancla. Para intervalos de terminación largos, estas operaciones combinadas
pueden insumir tres o más días.
Además, las técnicas de bajo balance y EUB a
veces arrojan resultados inconsistentes e índices
de productividad o inyectividad decepcionantes,
incluso en pozos adyacentes o similares. Por el
contrario, las operaciones de disparos con presiones iniciales balanceadas o incluso sobre
balanceadas, pueden arrojar resultados sorprendentemente buenos. Hasta hace poco, sólo se
enfocaban recursos mínimos en la determinación
del porqué de la gran variación de la efectividad
de los disparos en condiciones de bajo balance, o
en el grado de diferencia de presión que se logra
efectivamente durante los disparos.
La disponibilidad de medidores de presión con
velocidades de muestreo de datos extremadamente rápidas facilitó el trabajo de investigación,
tan necesario en esta área. Estos nuevos medidores de alta resolución pueden registrar variaciones
de presión del pozo durante el primer segundo
posterior a los disparos. A fines de la década de
1. Cosad C: “Choosing a Perforation Strategy,” Oilfield
Review 4, no. 4 (Octubre de 1992): 54–69.
Behrmann L, Brooks JE, Farrant S, Fayard A,
Venkitaraman A, Brown A, Michel C, Noordermeer A,
Smith P y Underdown D: “Técnicas de diseño de los
disparos para optimizar la productividad,” Oilfield Review
12, no. 1 (Verano de 2000): 54–79.
2. Behrmann LA, Pucknell JK, Bishop SR y Hsia T-Y:
“Measurement of Additional Skin Resulting from
Perforation Damage,” artículo de la SPE 22809,
presentado en la Conferencia y Exhibición Técnica
Anual de la SPE, Dallas, 6 al 9 de octubre de 1991.
Pucknell JK y Behrmann LA: “An Investigation of the
Damaged Zone Created by Perforating,” artículo de la
SPE 22811, presentado en la Conferencia y Exhibición
Técnica Anual de la SPE, Dallas, 6 al 9 de octubre de 1991.
Swift RP, Behrmann LA, Halleck PM y Krogh KE:
“Micro-Mechanical Modeling of Perforating Shock
Damage,” artículo de la SPE 39458, presentado en el
Simposio Internacional sobre Control del Daño de Formación,
Lafayette, Luisiana, EUA, 18 al 19 de febrero de 1998.
3. Chang FF, Kageson-Loe NM, Walton IC, Mathisen AM y
Svanes GS: “Perforating in Overbalance—Is It Really
Sinful?,” artículo de la SPE 82203, presentado en la
Conferencia Europea sobre el Daño de Formación,
La Haya, 13 al 14 de mayo de 2003.
Bartusiak R, Behrmann LA y Halleck PM: “Experimental
Investigation of Surge Flow Velocity and Volume Needed
to Obtain Perforation Cleanup,” artículo de la SPE 26896,
presentado en la Conferencia y Exhibición Regional de
Oriente de la SPE, Pittsburgh, Pensilvania, EUA, 2 al 4 de
noviembre de 1993; también en el Journal of Petroleum
Science and Engineering 17, no. 2 (Febrero de 1997): 19–28.
5. Behrmann LA: “Underbalance Criteria for Minimum
Perforation Damage,” artículo de la SPE 30081,
presentado en la Conferencia Europea sobre Daño de
Formación de la SPE, La Haya, 15 al 16 de mayo de 1995;
también en SPE Drilling & Completions 11, no. 3
(Septiembre de 1996): 173–177.
Behrmann LA y McDonald B: “Underbalance or Extreme
Overbalance,” artículo de la SPE 31083, presentado en el
Simposio Internacional sobre Control del Daño de
Formación, Lafayette, Luisiana, 14 al 15 de febrero de
1996; también en SPE Production & Facilities 14, no. 3
(Agosto de 1999): 187–196.
6. Behrmann et al, referencia 2.
Pucknell y Behrmann, referencia 2.
Mason JN, Dees JM y Kessler N: “Block Tests Model the
Near-Wellbore in a Perforated Sandstone,” artículo de la
SPE 28554, presentado en la Conferencia y Exhibición
Técnica Anual de la SPE, Nueva Orleáns, 25 al 28 de
septiembre de 1994.
Daño de la zona triturada
Roca sin dañar
Operaciones de disparos
en condiciones de balance
Tubería de revestimiento
Cemento
Daño de
formación
Escombros de los disparos
Tubería de revestimiento
Formación sin dañar
Operaciones de disparos con un
bajo balance de presión (3,000 lpc)
Cemento
Daño de la
formación
Invierno de 2006/2007
Zona de baja permeabilidad
y detritos de los disparos,
expulsados por la oleada inicial
de fluido de formación
4. Bell WT: “Perforating Underbalanced—Evolving
Techniques,” Journal of Petroleum Technology 36, no. 10
(Octubre de 1984): 1653–1662.
King GE, Anderson A y Bingham M: “A Field Study of
Underbalance Pressures Necessary to Obtain Clean
Perforations Using Tubing-Conveyed Perforating,”
artículo de la SPE 14321, presentado en la Conferencia y
Exhibición Técnica Anual de la SPE, Las Vegas, Nevada,
EUA, 22 al 25 de septiembre de 1985.
Crawford HR: “Underbalanced Perforating Design,”
artículo de la SPE 19749, presentado en la Conferencia y
Exhibición Técnica Anual de la SPE, San Antonio, Texas,
EUA, 8 al 11 de octubre de 1989.
Tariq SM: “New, Generalized Criteria for Determining the
Level of Underbalance for Obtaining Clean Perforations,”
artículo de la SPE 20636, presentado en la Conferencia y
Exhibición Técnica Anual de la SPE, Nueva Orleáns, 23 al
26 de septiembre de 1990.
Hsia T-Y y Behrmann LA: “Perforating Skin as a Function
of Rock Permeability and Underbalance,” artículo de la
SPE 22810, presentado en la Conferencia y Exhibición
Técnica Anual de la SPE, Dallas, 6 al 9 de octubre de 1991.
Behrmann LA, Pucknell JK y Bishop SR: “Effects of
Underbalance and Effective Stress on Perforation Damage
in Weak Sandstone: Initial Results,” artículo de la SPE
24770, presentado en la Conferencia y Exhibición Técnica
Anual de la SPE, Washington DC, 4 al 7 de octubre de 1992.
21
Operaciones de disparos en condiciones de bajo balance dinámico
2,500
2,000
2,000
Sobre balance, lpc
Sobre balance, lpc
Operaciones de disparos en condiciones de bajo balance estático
2,500
1,500
1,000
500
–500
–1,000
–1,500
–2,000
–2,500
–0.1
1,000
500
0
Bajo balance, lpc
Bajo balance, lpc
0
1,500
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Tiempo, segundos
0.7
0.8
0.9
1.0
-500
–1,000
–1,500
–2,000
–2,500
–0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Tiempo, segundos
0.7
0.8
0.9
1.0
Zona 1
Daño de la zona triturada
Zona 2
Zona 2
Zona 3
Zona 3
> Bajo balance estático versus dinámico. Aproximadamente un 95% de las operaciones de disparos convencionales no logran un grado adecuado de bajo
balance de presión u oleada inicial, después de creados los túneles de los disparos. La presión estática real de las operaciones de disparos con bajo balance,
a menudo no es suficientemente grande y no se aplica con la suficiente rapidez como para limpiar los túneles de los disparos; además, es probable que el
pozo vuelva rápidamente a una condición de balance o sobre balance (extremo superior izquierdo). Las operaciones de disparos en condiciones de bajo
balance dinámico generan una rápida caída de la presión alrededor de las pistolas (extremo superior derecho). Las micrografías muestran una sección
transversal delgada de daño visible, después de una prueba de disparos en condiciones de bajo balance estático (extremo inferior izquierdo). En la Zona
1, cuyo espesor es de unos 3 mm, los granos de formación y los límites de granos han sido triturados o fracturados (línea roja). En la Zona 2, cuyo espesor
es de unos 7 mm, el daño inducido por los disparos es menos extensivo y está mayormente confinado a los granos individuales facturados. La porosidad y
permeabilidad se encuentran esencialmente intactas (línea verde). En la Zona 3, más allá de la línea verde, el daño inducido por los disparos es insignificante; sólo se observan algunos granos fracturados. Se trata básicamente de roca inalterada. Durante las pruebas de operaciones de disparos PURE, la
aplicación rápida de grandes diferencias de presión en condiciones de bajo balance y oleada inicial instantánea, remueve todo el daño de la zona triturada
y la mayor parte del daño de la Zona 2 (línea verde); se observa una banda angosta de 2.5 mm de granos levemente fracturados (extremo inferior derecho).
La técnica PURE crea túneles de gran diámetro con daño mínimo a la permeabilidad, lo que se correlaciona con una matriz de roca esencialmente sin
daños, o inalterada, y una eficiencia de flujo en los núcleos extremadamente buena.
1990 y comienzos de la década de 2000, los investigadores del SRC realizaron pruebas de un solo
disparo utilizando medidores de alta resolución.7
Estos estudios descubrieron que durante
algunas centésimas de segundo después de la
detonación de la carga hueca, la presión del
pozo oscila como chorros de alta velocidad y las
ondas de impacto pasan a través de los líquidos
del pozo. Los resultados de las pruebas indicaron que la limpieza de los disparos no dependía
exclusivamente de las condiciones estáticas ini-
22
ciales del pozo, existentes antes de los disparos,
fueran éstas de bajo balance, balance o sobre
balance.
La diferencia de presión máxima generada
en un pozo durante los primeros 100 milisegundos (ms) posteriores a los disparos, incidió
directamente en las variaciones producidas en
la productividad de los núcleos disparados
durante las pruebas de flujo posteriores a las
operaciones de disparos. Las presiones más altas
en condiciones de bajo balance dinámico gene-
raron mejores eficiencias de flujo en los núcleos
disparados. Las evaluaciones de laboratorio posteriores confirmaron que la eliminación del
daño producido por los disparos y su limpieza se
relacionaban directamente con el bajo balance
dinámico máximo y con el tiempo de la oleada
inicial (arriba).
Colectivamente, estos resultados constituyeron la base para las operaciones de disparos en
condiciones de bajo balance dinámico, un nuevo
enfoque para la limpieza de los disparos.8 Este
Oilfield Review
sistema de disparos PURE para operaciones de
disparos limpios especifica condiciones de pozo
y configuraciones de pistolas singulares para
generar una caída instantánea de la presión,
alrededor de las pistolas, durante la detonación
de las cargas huecas.9
Las operaciones de disparos en condiciones
de bajo balance dinámico pueden llevarse a cabo
en forma independiente de las condiciones de
pozo iniciales para crear la caída de presión y la
rápida oleada inicial requeridas a fin de generar
un alto esfuerzo de corte (cizalladura) alrededor
de los túneles de los disparos, inmediatamente
después de la detonación de la carga. La ruptura
por cizalladura de la zona triturada, causada por
la significativa reducción de la presión del pozo
más que por la erosión de los túneles debida al
7. Behrmann LA, Li JL, Venkitaraman A y Li H: “Borehole
Dynamics During Underbalanced Perforating,” artículo
de la SPE 38139, presentado en la Conferencia Europea
sobre Control del Daño de Formación de la SPE, La Haya,
2 al 3 de junio de 1997.
Walton IC, Johnson AB, Behrmann LA y Atwood DC:
“Laboratory Experiments Provide New Insights into
Underbalanced Perforating,” artículo de la SPE 71642,
presentado en la Conferencia y Exhibición Técnica Anual
de la SPE, Nueva Orleáns, 30 de septiembre al 3 de
octubre de 2001.
Behrmann LA, Hughes K, Johnson AB y Walton IC:
“New Underbalanced Perforating Technique Increases
Completion Efficiency and Eliminates Costly Acid
Stimulation,” artículo de la SPE 77364, presentado en la
Conferencia y Exhibición Técnica Anual de la SPE, San
Antonio, Texas, 29 de septiembre al 2 de octubre de 2002.
8. El proceso de disparos dinámicos en condiciones de
bajo balance es un proceso patentado de Schlumberger,
que se comercializa bajo la marca PURE, sistema de
disparos para la obtención de disparos limpios, de
Schlumberger.
9. Johnson AB, Brooks JE, Behrmann LA, Venkitaraman A,
Walton I, Vovers AP, Vaynshteyn V, Patel DR y Fruge MW:
“Reservoir Communication with a Wellbore,” Patente de
EUA No. 6,598,682 (29 de julio de 2003); también
Publicación Internacional No. WO 01/65060 (7 de
septiembre de 2001).
Brooks JE, Yang W, Grove BM, Walton IC y Behrmann
LA: “Components and Methods for Use With Explosives,”
Publicación de Solicitud de Patente de EUA No.
2003/0150646 (14 de agosto de 2003).
Johnson AB, Behrmann LA, Yang W y Cornelis FH:
“Controlling Transient Underbalance in a Wellbore,”
Publicación de Solicitud de Patente de EUA No.
2003/0089498 (15 de mayo de 2003).
Bakker E, Veeken K, Behrmann L, Milton P, Stirton G,
Salsman A, Walton I, Stutz L y Underdown D: “La nueva
dinámica de operaciones de disparos en condiciones de
bajo balance,” Oilfield Review 15, no. 4 (Primavera de 2004):
56–69.
10. Walton IC: “Optimum Underbalance for the Removal of
Perforation Damage,” artículo de la SPE 63108,
presentado en la Conferencia y Exhibición Técnica Anual
de la SPE, Dallas, 1 al 4 de octubre de 2000.
Subiaur ST, Graham CA y Walton IC: “Underbalanced
Pressure Criteria for Perforating Carbonates,” artículo de
la SPE 86542, presentado en el Simposio y Exhibición
Internacional sobre Control del Daño de Formación de la
SPE, Lafayette, Luisiana, 18 al 20 de febrero de 2004.
11. Stutz HL y Behrmann LA: “Dynamic Underbalanced
Perforating Eliminates Near Wellbore Acid Stimulation in
Low-Pressure Weber Formation,” artículo de la SPE
86543, presentado en el Simposio y Exhibición
Internacional sobre Control del Daño de Formación de la
SPE, Lafayette, Luisiana, 18 al 20 de febrero de 2004.
Invierno de 2006/2007
0 µs
100 µs
Carga PURE
Carga
convencional
100 ms
200 ms
300 ms
400 ms
> Bajo balance dinámico óptimo y eliminación del daño producido por los disparos. Además de las cargas
huecas convencionales (azul), los sistemas de disparos PURE pueden incluir cámaras PURE y cargas
PURE especiales (amarillo), intercaladas a lo largo de una sarta de pistolas (extremo izquierdo). Las
cargas PURE no penetran en la tubería de revestimiento del pozo sino que abren orificios extra en los
transportadores de cargas convencionales o en las cámaras PURE adicionales, para maximizar la
diferencia de presión transitoria y optimizar la limpieza de los disparos (centro a la izquierda y centro
a la derecha). Inmediatamente después de la detonación de la carga, los chorros de alta velocidad de
los disparos generan túneles en la formación (0 a 100 µs). Los diseños PURE manipulan las condiciones
de pozo y los parámetros de las pistolas para crear instantáneamente un bajo balance óptimo a lo largo
de un intervalo disparado (100 a 200 ms). La falla por tracción de la zona triturada alrededor de los
túneles de los disparos y la oleada inicial desde la formación eliminan el daño inducido y los escombros residuales (300 a 400 ms). La aplicación rápida de un alto diferencial de presión es la clave de las
operaciones de disparos PURE. Los núcleos de laboratorio disparados, examinados bajo condiciones
de esfuerzo hidráulico con una probeta de video a color, muestran un disparo relleno con material de
formación pulverizado y rodeado de granos de cuarzo fragmentados (extremo superior derecho); un
disparo sin fragmentación, pero con material pulverizado en la parte inferior del túnel (centro, a la
derecha); y un túnel limpio (extremo inferior derecho).
influjo de fluido desde la formación, parece
desempeñar un rol importante, quizás vital, en
la limpieza de los disparos.10
Para las aplicaciones de operaciones de disparos con cable PURE, con pistolas tipo ballesta,
o de cápsulas descartables, el pozo debe encontrarse próximo a las condiciones balanceadas o
con leve bajo balance, de manera que exista
cierto flujo positivo desde la formación después
de la detonación de la carga. Durante las operaciones con cable, con pistolas portadoras de
acero hueco y en aplicaciones TCP, la presión
hidrostática inicial puede encontrarse en condiciones de bajo balance o sobre balance. Si se
establece un sistema TCP de cámara cerrada,
con un empacador de fondo de pozo recuperable, se puede generar rápidamente un bajo
balance dinámico, evitándose que el pozo vuelva
a una condición de sobre balance cuando su presión y la presión de poros se igualan.
Los pozos disparados con el proceso PURE
han demostrado un desempeño significa tivamente mejor que los pozos comparables,
disparados en condiciones de bajo balance estático. En EUA, las operaciones de disparos en
condiciones de bajo balance dinámico eliminaron la necesidad de contar con operaciones de
limpieza de disparos secundarios con ácido en
ciertos yacimientos de baja permeabilidad o
compactos.11 Los pozos marinos de petróleo de
Noruega, disparados con la técnica PURE, poseían un índice de productividad (PI) promedio
entre tres y seis veces superior al de otros pozos
de los mismos campos disparados en condiciones de bajo balance estático inicial.
Los ingenieros diseñan específicamente las
sartas de pistolas PURE, el tipo y número de cargas huecas, y las condiciones hidrostáticas de
pozo iniciales para controlar la magnitud del bajo
balance de presión dinámica y la tasa de la oleada
inicial desde de la formación. Cuando los fluidos
del pozo de alta presión rellenan rápidamente los
transportadores de cargas inmediatamente después de las operaciones de disparos, se crean
condiciones de bajo balance casi instantáneo e
influjo alrededor de las pistolas (arriba).
23
Bajo balance dinámico después de los disparos: Pozo 1
8,000
Presurizar hasta 3,700 lpc para disparar
Cerrar la IRDV
para atrapar la presión
7,000
Matar el pozo
Presión, lpc
6,000
Presión hidrostática
5,000
Presión de la formación
4,000
3,000
Bajar las pistolas
en el pozo
2,000
1,000
Válvula Dual Remota
Inteligente (IRDV)
0
Tiempo
Tijera (Martillo de percusión)
Unión de seguridad
5,300
5,260
Empacador de fondo de pozo
PosiTrieve de 7 pulgadas
Presión, lpc
Pistolas disparadas
5,220
Incremento de la presión hasta
alcanzar la presión de la formación
5,180
5,140
Barrera cerámica de escombros,
con orificios
Sistemas de detonación
HDF/eFire primario y
HDF/HDF para contingencias
Pistolas de disparo
PURE de 33⁄8 pulgadas
Cuerpo de la pistola con
orificios y medidores de presión
> Operaciones de disparos y extracción de las
herramientas en el Mar del Norte. En los pozos
del Campo Ninian, se requería un sobre balance
estático de 3,500 lpc para generar un bajo balance dinámico efectivo durante las operaciones de
disparos con pistolas bajadas con la tubería de
producción. Con una presión de yacimiento
estimada de 4,500 lpc, era necesario que CNR
incrementara la presión hidrostática inicial en
estos pozos hasta alcanzar 8,000 lpc antes de
efectuar las operaciones de disparos. Para crear
una cámara cerrada, CNR utilizó una configuración DST. Desde abajo hacia arriba, este arreglo
constaba de un medidor de presión y un transportador, las pistolas operadas con la tubería de
producción de 33⁄8 pulgadas, un cabezal de disparo de retardo hidráulico (HDF), un empacador
de fondo de pozo PosiTrieve recuperable con una
sección de retención, y una herramienta con
Válvula Dual Remota Inteligente (IRDV), que podía
cerrarse antes de que las pistolas se dispararan
y fueran luego reabiertas por los pulsos de baja
presión provenientes de la superficie.
24
Bajo balance dinámico
5,100
5,060
Tiempo
> Operaciones de disparos en el Pozo 1 del Campo Ninian. Un medidor de fondo
de pozo estándar registró la presión del pozo durante la operación de disparo
en el Pozo 1. La velocidad de muestreo de datos de 5 segundos era demasiado lenta para captar la magnitud real del bajo balance de presión dinámica o
transitoria. No obstante, estos datos muestran la secuencia operacional,
incluyendo el despliegue de las pistolas; la colocación del empacador DST;
la activación del cabezal de disparo de retardo; el cierre de la válvula de
prueba; la detonación de las cargas; la creación de un bajo balance dinámico; el incremento de la presión para alcanzar la presión de la formación
nuevamente; y el control, o matado, del pozo (extremo superior). Una evaluación más detallada de los datos indica que la presión hidrostática del pozo
se redujo sustancialmente de 8,000 lpc a menos de 5,100 lpc [35.2 MPa] después de disparar las pistolas. La presión se incrementó luego rápidamente y
se igualó con la presión de la formación (extremo inferior). La presión del pozo
no retornó a una condición de sobre balance.
Las cargas huecas que no penetran en la
tubería de revestimiento del pozo pueden intercalarse a lo largo de una sarta de pistolas. Estas
cargas PURE abren agujeros adicionales en los
transportadores de cargas convencionales o en
las cámaras PURE para controlar la diferencia
de presión en condiciones de bajo balance y la
tasa de influjo a través de los disparos recién
creados.
En comparación con las operaciones de disparos convencionales en condiciones de bajo
balance, los diseños con bajo balance dinámico
incrementan la productividad e inyectividad del
pozo y mejoran la eficiencia operacional. Los
operadores han aplicado los diseños y técnicas
de las operaciones de disparos PURE para terminar o re-terminar más de 500 pozos de todo el
mundo, incluyendo un uso extensivo en Indonesia y el Mar del Norte.
Mejoramiento de la producción
en un campo maduro
Durante el año 2003, CNR International aplicó
las operaciones de disparos PURE en cinco pozos
del campo maduro Ninian.12 Localizado al noreste
de las Islas Shetland, en el sector británico del
Oilfield Review
Invierno de 2006/2007
Bajo balance dinámico después de los disparos: Pozo 2
6,160
Pistolas disparadas
6,040
5,920
Presión, lpc
Mar del Norte, este campo maduro produce
petróleo desde 1978. El yacimiento se encuentra
a una profundidad de aproximadamente 6,706 m
[22,000 pies], con zonas productivas múltiples en
intervalos brutos largos. CNR terminó estos
pozos con tuberías de revestimiento cortas
(liners) de acero cementadas.
Una operación de terminación típica estableció una presión hidrostática en el pozo, inferior
a la presión del yacimiento, detonó el sistema
TCP bajo estas condiciones de bajo balance estático y luego hizo producir los pozos para la
limpieza antes de recuperar las pistolas usadas.
Sin embargo, establecer un bajo balance estático óptimo antes de los disparos era difícil y a
menudo involucraba el cambio, o el desplazamiento, de los fluidos del pozo, lo que resultaba
lento, caro y, en ciertos casos, poco práctico. Las
operaciones de disparos serían más eficientes y
menos costosas si se eliminaba este paso.
En el Pozo 1, CNR necesitaba terminar
varias zonas a lo largo de un intervalo de 671 m
[2,200 pies]. Los ingenieros decidieron realizar
las operaciones de disparos utilizando el proceso
PURE con pistolas TCP y una sarta DST para
crear un sistema de cámara cerrada. El programa SPAN indicó que ejecutar las operaciones
de disparos con un bajo balance dinámico podría
mejorar la productividad del pozo en un 15% o
un porcentaje superior, en comparación con las
operaciones convencionales en condiciones de
sobre balance o bajo balance estático.
La clave residía en generar un bajo balance
dinámico rápido a lo largo de todo el intervalo
de terminación. El diseño de la pistola primaria
requería un sistema TCP de 33⁄8 pulgadas para
disparar 302 m [992 pies] de zona productiva
neta. A modo de contingencia, los ingenieros
prepararon un diseño para pistolas de 27⁄8 pulgadas, en caso de tener que correr una tubería de
revestimiento corta más pequeña.
CNR y Schlumberger estimaron que la presión de la formación era de 4,500 lpc [31 MPa].
Para este diseño, se requería una presión hidrostática de pozo de 8,000 lpc [55.2 MPa] para
generar un bajo balance dinámico de 3,500 lpc
[24.1 MPa]. Esto exigía aumentar la presión del
pozo antes de las operaciones de disparos. CNR
utilizó una herramienta DST y un empacador de
fondo de pozo con la válvula de prueba cerrada,
para formar una cámara sellada antes de efectuar los disparos y para crear rápidamente un
bajo balance dinámico (página anterior, a la
izquierda).
Esta configuración DST aseguró que el pozo
no volviera a una condición de sobre balance
Incremento de la presión
hasta alcanzar la presión de la formación
5,800
5,680
5,560
5,440
5,320
Bajo balance dinámico
5,200
Tiempo
> Operaciones de disparos realizadas en el Pozo 2 del Campo Ninian. Una evaluación de los datos de los medidores de presión estándar de las operaciones
de disparos realizadas en el Pozo 2 del Campo Ninian indicó también una reducción sustancial de la presión, pasando de 8,000 lpc a menos de 5,320 lpc
[36.7 MPa], seguida de una rápida igualación con la presión del yacimiento.
La presión del pozo no retornó a las condiciones de sobre balance.
después de la detonación de las pistolas. CNR
disparó el primer pozo en agosto de 2003. Un
cabezal de disparo TCP convencional con
retardo proporcionó tiempo suficiente para
cerrar la válvula de prueba antes de que se dispararan las pistolas. Schlumberger utilizó un
medidor de fondo de pozo estándar con una velocidad de muestreo de datos de 5 segundos para
registrar la presión del pozo (página anterior, a
la derecha).
Con esta velocidad de muestreo, el medidor
no podía captar las respuestas detalladas de las
presiones transitorias durante las operaciones de
disparos PURE. Sin embargo, los datos de baja
resolución indicaron que la presión del pozo caía
drásticamente desde 8,000 lpc cuando detonaban
las pistolas y luego volvía a aumentar rápidamente para igualarse con la presión del
yacimiento, una indicación de que esta operación
había logrado un bajo balance dinámico efectivo.
Los medidores de superficie registraron una
presión estable de 850 lpc [5.9 MPa] después de
reabrirse la válvula de prueba. La caída de presión inicial, el rápido incremento de la presión, y
la alta presión de superficie, indicaron que los
disparos se limpiaban rápidamente y que su
grado de daño era escaso o nulo. Después de
observar el pozo varias horas, CNR desconectó el
empacador DST, hizo circular un fluido no
dañino para controlar el pozo y recuperó las pistolas TCP.
CNR instaló un equipo de terminación de pozos
permanente e hizo producir el pozo a un gasto
(tasa de flujo, velocidad de flujo, caudal, rata)
inicial de petróleo de 1,510 m3/d [9,500 bbl/d], sig-
nificativamente superior al gasto proyectado para
operaciones de disparos en condiciones de bajo
balance convencionales. Las pistolas recuperadas contenían grandes volúmenes de escombros
de los disparos y arena de formación, lo que
indicó la presencia de un bajo balance dinámico
rápido y efectivo que hizo que los transportadores de cargas usados se llenaran rápidamente;
esto ayudó a retener las piezas metálicas pequeñas y limaduras y otros escombros residuales de
los disparos dentro de las pistolas.
CNR disparó el Pozo 2 utilizando un proceso y
un sistema PURE similares. Este diseño requería
pistolas de 31⁄2 pulgadas, cargadas para disparar
tres zonas que comprendían aproximadamente
277 m [910 pies] de zona productiva a lo largo de
un intervalo bruto de 488 m [1,600 pies]. Este
pozo fue perforado como inyector, pero produjo
petróleo durante un corto tiempo antes de su
conversión a inyector de agua. La presión de
superficie inicial después de los disparos indicó
una presión de yacimiento de más de 6,100 lpc
[42.1 MPa], significativamente superior que en
el primer pozo (arriba).
CNR también disparó el Pozo 3 y el Pozo 4
utilizando una sarta DST de cámara cerrada para
atrapar la alta presión existente alrededor de las
pistolas, antes de proceder a las operaciones de
disparos. Los datos de los medidores estándar de
12. Martin AJ, Clark D y Stirton G: “Dynamic Underbalanced
Perforating on a Mature North Sea Field,” artículo de la
SPE 93638, presentado en la Conferencia Europea sobre
Daño de Formación de la SPE, Scheveningen, Países
Bajos, 25 al 27 de mayo de 2005.
25
Bajo balance dinámico después de los disparos: Pozo 4
Bajo balance dinámico después de los disparos: Pozo 3
6,400
4,900
Pistolas
disparadas
6,300
Presión, lpc
Presión, lpc
6,200
4,880
Incremento de la presión
hasta alcanzar la presión de la formación
Pistolas
disparadas
6,100
6,000
4,860
Incremento de la presión
hasta alcanzar la presión de la formación
4,840
4,820
Bajo balance dinámico
5,900
4,800
Bajo balance dinámico
4,780
5,800
Tiempo
Tiempo
> Operaciones de disparos realizadas en el Pozo 3 y en el Pozo 4 del Campo Ninian. Los datos de los medidores de presión estándar del Pozo 3 indicaron
que la presión se redujo de 6,340 lpc [43.7 MPa] a menos de 5,900 lpc [40.7 MPa] y luego se incrementó hasta alcanzar la presión de la formación (izquierda).
La presión del Pozo 4 cayó de 7,700 lpc [53.1 MPa] a 4,800 lpc [33.1 MPa] y luego se incrementó nuevamente hasta alcanzar la presión de la formación
(derecha). La presión del pozo no retornó a las condiciones de sobre balance en ninguno de los dos pozos.
datos de los medidores rápidos indicaron que se
producía un bajo balance dinámico de más de
5,000 lpc, a los 100 ms de la detonación de las
pistolas (abajo).
Los datos de los medidores rápidos confirmaron la magnitud y el tiempo del bajo balance
dinámico. Los medidores estándar, tales como
los utilizados en pozos previos, no pudieron
registrar los datos de presión con la suficiente
rapidez como para evaluar las operaciones
PURE en forma completa. La obtención rápida
de condiciones de presión alta con bajo balance
de presión y una oleada inicial casi instantánea,
aseguraron la eliminación del daño producido
por los disparos y los escombros. La limpieza de
estos dos pozos indicaron que se había logrado
un bajo balance dinámico (arriba).
Las operaciones de disparos en el Pozo 5
siguieron los mismos procedimientos que en los
cuatro pozos previos. Sin embargo, esta vez CNR
utilizó un diseño PURE y un sistema DST que
incluían un sistema de cabezal de disparo
electrónico eFire (véase “Mejoras en la eficiencia y seguridad operacionales,” página 28).
Las nuevas versiones del cabezal eFire registran la presión del pozo a un nivel de 1 kHz y
pueden captar los eventos de presiones transitorias durante los primeros milisegundos
posteriores a la detonación de las cargas huecas.
Después de las operaciones de disparos, los
10,000
Válvula del
probador cerrada
9,000
Presión de poros, lpc
Datos eFire a 200 ms, lpc
9,000
7,000
Presión, lpc
7,000
Comandos eFire
6,000
Incremento de la presión
–0.50
0.25
–0.25
0
Tiempo, segundos
0.50
5,000
4,000
Bajo balance dinámico de 5,000 lpc
2,000
Presión entrampada por debajo
de la válvula del probador
–0.75
6,000
3,000
Pistolas disparadas
5,000
Presión de poros, lpc
Datos eFire a 1 ms, lpc
8,000
Válvula del
probador abierta
8,000
Presión, lpc
Optimización de la producción
de gas condensado
Como en el Mar del Norte, las operaciones de
disparos en condiciones de bajo balance dinámico también han logrado un éxito significativo
en el Sudeste de Asia, donde Total E&P Indonésie opera el Campo Tunu. Ubicados en el límite
este del delta de Mahakam en Kalimantan Este,
Indonesia, los yacimientos de este campo comprenden areniscas ínter estratificadas, entre
Bajo balance dinámico después de los disparos: Pozo 5
Eventos de las operaciones de disparos: Pozo 5
10,000
4,000
–1.0
los túneles de los disparos es esencial para maximizar la producción de petróleo y la inyección
de agua y además para optimizar la productividad de los pozos de gas.
1,000
0.75
1.0
0
–1
0
1
2
Tiempo, segundos
3
4
5
> Operaciones de disparos realizadas en el Pozo 5 del Campo Ninian. Los datos de presión muestran la secuencia de eventos que tuvieron lugar durante las
operaciones de disparos realizadas en el Pozo 5 del Campo Ninian, incluyendo los pulsos de baja presión para activar el cabezal de disparo eFire, el cierre
de la válvula de prueba para atrapar la presión, el retardo de tiempo antes de disparar las pistolas, la detonación de las pistolas, la obtención de un bajo
balance dinámico, un incremento de presión después del bajo balance dinámico, la apertura de la válvula de prueba y un incremento para volver a alcanzar la presión de la formación (izquierda). Los datos de alta resolución registrados con el sistema eFire a una velocidad de muestreo de 1 kHz indican que
la presión se redujo de 7,000 lpc [48.2 MPa] a menos de 2,100 lpc [14.5 MPa] en 100 ms (derecha). La magnitud real del bajo balance dinámico no fue captada
por los medidores estándar utilizados en los cuatro pozos previos. Los datos eFire proporcionaron a CNR International evidencias concluyentes del grado
de bajo balance de presión extremo que puede lograrse durante las operaciones de disparos en condiciones de bajo balance dinámico PURE.
26
Oilfield Review
ASIA
K A L I M A N TA N
Campo
Tunu
INDONESIA
> Campo Tunu en Indonesia. El contrato de producción compartida de Mahakam, operado por Inpex y
Total E&P Indonésie, incluye los campos petroleros Bekapai y Handil y los campos de gas condensado Peciko, Sisi–Nubi, South Mahakam y Tunu. El Campo Tunu, situado a lo largo del límite este del
delta de Mahakam, es el principal proveedor de gas del sistema de ductos de Kalimantan Este. Los
operadores han perforado más de 370 pozos desde que el campo comenzó a producir en 1990.
2,300 y 4,500 m [7,546 y 14,764 pies] de profundidad. Desde 1990, más de 370 pozos han sido
perforados en el Campo Tunu (arriba).
En 1999, Total comenzó a terminar estos
pozos de gas condensado utilizando operaciones
de disparos en condiciones de bajo balance
extremo (EUB).13 Este enfoque requería operaciones de bombeo para descargar los fluidos del
pozo y una operación con cable para colocar un
ancla, además de múltiples carreras con línea de
acero para posicionar y recuperar las pistolas
atascadas y extraer el ancla.
En noviembre de 2004, Schlumberger recomendó la ejecución de operaciones de disparos
en condiciones de bajo balance dinámico utilizando pistolas operadas con cable para dos
pozos nuevos con tubería de revestimiento de
41⁄2 pulgadas. Los ingenieros utilizaron el software SPAN para dar cuenta de la geometría del
pozo, la densidad del fluido, la configuración de
las pistolas, el desempeño de las cargas huecas y
las propiedades del yacimiento.
Sobre la base de este análisis, Schlumberger
desarrolló un sistema de 27⁄8 pulgadas con cargas
huecas, de penetración profunda, específico
13. Behrmann et al, 2002, referencia 7.
14. Minto D, Falxa P, Manalu D, Simatupang M, Behrmann
LA, Kusumadjaja A: “Dynamic Underbalanced
Perforating System Increases Productivity and Reduces
Cost in East Kalimantan Gas Field: A Case Study,”
artículo de la SPE 97363, presentado en la Conferencia y
Exhibición de Tecnología de Perforación de Medio
Oriente de las SPE/IADC, Dubai, Emiratos Árabes
Unidos, 12 al 14 de septiembre de 2005.
15. Almaguer J, Manrique J, Wickramasuriya S, Habbtar A,
López-de-Cárdenas J, May D, McNally AC y Sulbarán A:
“Orientación de los disparos en la dirección correcta,”
Oilfield Review 14, no. 1 (Primavera de 2002): 18–33.
para esta aplicación. Los ingenieros diseñaron la
sarta de pistolas de manera tal que el número
total de orificios de estas cámaras generara el
bajo balance requerido para facilitar la limpieza
de los disparos. Total inició estas operaciones
con cable en noviembre de 2004.14
Los medidores de presión con una alta velocidad de muestreo de datos, que podían medir
los eventos de presión durante el primer
segundo posterior a la detonación, no estaban
disponibles para estos trabajos. Sin embargo, las
presiones de boca de pozo se incrementaron en
ambos pozos inmediatamente después de las
operaciones de disparos, a medida que los
fluidos del pozo comenzaron a retornar y descargarse. A los 30 minutos, comenzó a fluir gas a la
superficie.
El Pozo 1 y el Pozo 2 produjeron gas a un
régimen de 424,753 m 3 /d [15 MMpc/d] y
764,555 m3/d [27 MMpc/d], respectivamente,
con una presión de flujo en boca de pozo de
435 lpc [3 MPa]. Los datos de incremento de
presión adquiridos con un medidor de fondo de
pozo indicaron valores de daño mecánico de 1.1
para el Pozo 1 y cero para el Pozo 2. El Pozo 3
produjo 821,189 m3/d [29 MMpc/d] con un valor
de daño mecánico igual a cero. El Pozo 4 produjo
gas a un régimen de 991,090 m3/d [35 MMpc/d],
con un valor de daño mecánico de -2.25.
El valor de daño mecánico promedio para los
35 pozos disparados entre los años 2000 y 2004
con la técnica de EUB estático convencional fue
de 4.73. Los datos de incremento de presión confiables de los primeros cuatro pozos del Campo
Tunu, disparados con la técnica PURE, exhibieron
un valor de daño mecánico de -0.29. Estos valores
de daño mecánico bajos arrojaron un incremento
acumulado de la producción de gas de más del
200% en esas cuatro terminaciones de pozos.
Las operaciones se realizaron en forma eficaz con significativos ahorros de costos, en
comparación con las operaciones EUB con vencionales y generando un incremento de la
productividad de los pozos. Las operaciones de
disparos y limpieza de cada pozo fueron finalizadas en un solo día. Total disparó seis pozos más
durante esta fase inicial de las operaciones de
disparos PURE, lo que se tradujo en un ahorro
acumulado de costos de aproximadamente 43%,
en comparación con las operaciones EUB previas (abajo).
Desde el año 2004, más de 40 pozos han sido
disparados en los campos Tunu, Tambora y
Peciko, utilizando diseños de bajo balance dinámico que lograron un incremento de la
productividad promedio superior al 150%. Hasta
la fecha, no existen evidencias de producción de
arena en estos pozos después de realizar las operaciones de disparos con la técnica PURE. En
ciertas aplicaciones, pueden requerirse además
disparos orientados con precisión para prevenir
la producción de arena.
Operaciones TCP orientadas
Los operadores de petróleo y gas reconocen que
los disparos orientados constituyen una técnica
efectiva para mitigar la producción de arena.15
Costos de la tubería flexible
Costos de los disparos
-43%
Bajo balance estático
Bajo balance dinámico
> Reducción de los costos de operación. Mediante
la utilización de la técnica de operaciones de disparos en condiciones de bajo balance dinámico
PURE en más de 40 pozos, Total redujo los costos
en más de un 40% en comparación con las operaciones EUB previas. Los gastos por concepto
de operaciones incluyen servicios de operaciones
de disparos y operaciones con tubería flexible
para desplazar, o descargar, los líquidos de pozos
y limpiar los pozos.
(continúa en la página 30)
Invierno de 2006/2007
27
Mejoras en la eficiencia y seguridad operacionales
Los servicios de explosivos y otras operaciones
de pozos ahora pueden iniciarse en forma
segura y eficaz utilizando cabezales de disparo
electrónico de avanzada. Schlumberger utiliza
los sistemas de cabezales de disparo electrónico eFire para detonar las pistolas de disparo,
asentar los empacadores o los tapones puente,
y activar los cortadores químicos, los perforadores mecánicos de la tubería de producción u
otras herramientas de fondo de pozo, tales
como los dispositivos de pruebas o de muestreo.
Estos sistemas programables combinan dos
tecnologías comprobadas: el Sistema de
Implementación Remota Inteligente IRIS y el
Equipo de Disparo Activado por Impacto
S.A.F.E. para iniciar las operaciones de disparos con cable.1 Las herramientas de pruebas
de formación efectuadas a través de la
columna de perforación (DST), con válvula
dual, utilizan el controlador inteligente IRIS
para abrir y cerrar una válvula de prueba, o de
flujo, y una válvula de circulación. Ambas tecnologías han sido utilizadas extensivamente
en condiciones de pozo rigurosas desde principios de la década de 1990.2
La operación de los sistemas eFire es similar a la de una herramienta DST. Una
computadora instalada en el controlador IRIS
detecta una secuencia única de señales provenientes de la superficie. Estos pulsos
codificados se reconocen e interpretan como
comandos para iniciar las operaciones de
pozos a través de un sistema S.A.F.E. para las
operaciones de disparos con cable.
El sistema S.A.F.E. emplea un iniciador de
lámina fusible (EFI), confiable y a prueba de
fallas, para iniciar una cadena de detonación.
Desarrollada para uso militar, la tecnología
EFI eliminó la necesidad de utilizar altos
explosivos primarios en los detonadores. Un
iniciador EFI es inmune a las frecuencias de
radio y a la tensión eléctrica errática proveniente de las operaciones de soldadura, los
sistemas de protección contra la corrosión, las
líneas de transmisión eléctrica y las radiocomunicaciones en la localización del pozo.
Los cabezales de disparo previos requerían
equipos extra y servicios y operaciones de
soporte en las localizaciones de pozos, tales
como los tanques de nitrógeno y los equipos de
28
bombeo. Estos sistemas operaban automáticamente según parámetros de presión o
temperatura preestablecidos, que a menudo
requerían que los operadores realizaran un
estudio de parámetros inicial para definir las
condiciones de pozo existentes.
Los cabezales de disparo convencionales se
basan en que las condiciones de pozo se mantengan estables durante todas las operaciones
y deben removerse de las profundidades de
operación o de las condiciones de presión predefinidas para abortar la detonación.
Alternativamente, estos sistemas podrían no
detonar debido a las condiciones cambiantes
del pozo, lo que demandaría un nuevo estudio
de parámetros. Más preocupante aún es el
hecho de que las herramientas de muestreo o
de pruebas de fondo de pozo y las pistolas, con
cabezales de disparo convencionales, también
podrían activarse en la profundidad equivocada de un pozo o detonar prematuramente.
Un sistema eFire supera estas desventajas y
limitaciones al proveer el control total de una
operación desde la superficie. El personal de
la localización del pozo puede armar, disparar
o abortar las operaciones en cualquier momento, eliminando la necesidad de realizar un
estudio de parámetros y permitiendo que se
efectúen más carreras de disparos en un día.
El cabezal de disparo detecta los cambios
producidos en la presión o en el flujo a través
de la tubería de producción o del espacio anular existente entre la tubería de producción y
la tubería de revestimiento, los cambios en la
tensión de la línea de acero o los cambios que
tienen lugar en la corriente eléctrica del
cable. Mediante la utilización de diferentes
sensores, Schlumberger desarrolló una familia
de cabezales de disparo electrónico para operaciones con sistemas bajados con la tubería
de producción, con tubería flexible, línea de
acero y cable (próxima página).3
Las señales de los comandos requieren diferencias de presión, flujo, tensión o corriente,
relativamente bajas. Este rasgo reduce la necesidad de contar con equipos o bombas de
superficie de soporte y disponer de fuentes de
nitrógeno u otros gases. Los tiempos de ejecución de comandos rápidos y la capacidad para
abortar la detonación en tiempo real proveen
un control más confiable de las operaciones
con explosivos, que pueden ejecutarse ahora en
forma segura, incluso en pozos de baja presión.
El controlador IRIS reconoce una secuencia
distintiva de cambios, como señales codificadas que forman una estructura de comandos
única para el controlador IRIS. Estos comandos especiales aseguran que los sistemas
eFire sean insensibles a las operaciones de la
localización del pozo, ya sean en la superficie
o el subsuelo, tales como los golpes con tijeras
(martillos de percusión) o el desplazamiento
de los equipos y las variaciones de presión aleatorias que se producen en el pozo en el que se
está operando o en los pozos adyacentes.
Para mejorar la seguridad, dos procesadores
separados verifican cada comando en forma
independiente. Los operadores de herramientas
realizan una prueba de configuración y funciones
utilizando una computadora portable, antes de
conectar el cabezal eFire al iniciador EFI o a
cualquier dispositivo explosivo.
Además de una estructura de comandos a
prueba de fallas, los cabezales eFire tienen que
ser habilitados mediante una presión hidrostática preestablecida, seguida de un comando de
armado, proveniente de la superficie, para que
el sistema acepte un comando de detonación.
El cabezal eFire convierte luego la potencia de
la batería en una tensión más alta, que activa
el iniciador EFI.
Durante el año 2002, BP identificó una serie
de pozos en el sur del Mar del Norte, que
podían ser re-disparados o vueltos a terminar.
1. Huber KB y Pease JM: “S.A.F.E. Perforating
Unaffected by Radio and Electric Power,” artículo de
la SPE 20635, presentado en la Conferencia y
Exhibición Técnica Anual de la SPE, Nueva Orleáns,
23 al 26 de septiembre de 1990.
2. Healy JC, Maratier JP y Fruge MW: “Testing Green
Canyon Wells with a Pressure-Pulse-Controlled DST
System,” artículo de la SPE 22720, presentado en la
Conferencia y Exhibición Técnica Anual de la SPE,
Dallas, 6 al 9 de octubre de 1991.
3. Taylor N, Guevara J y Sabine C: “A New Electronic
Firing Head for Slickline Explosive Services,” artículo
de la SPE 72325, presentado en la Conferencia sobre
Tecnología de Perforación de Medio Oriente de las
IADC/SPE, Bahrain, 22 al 24 de octubre de 2001.
King J, Beagrie B y Billingham M: “An Improved
Method of Slickline Perforating,” artículo de la SPE
81536, presentado en la 13ª Muestra y Conferencia del
Petróleo de Medio Oriente de la SPE, Bahrain, 9 al 12
de junio de 2003.
Oilfield Review
Esta área incluía 39 plataformas, estructuras
básicamente automatizadas, con infraestructura e instalaciones de superficie mínimas.
Muchos de estos pozos fueron disparados hace
más de 30 años, con sólo 1 disparo por pie
(dpp). Los ingenieros determinaron que el
agregado de disparos podría mejorar sustancialmente su productividad.
Las operaciones de disparos con línea de
acero, que requieren menos personal y simplifican los requerimientos tanto de control de
presión como de equipos, constituyeron el
método más eficaz desde el punto de vista de
sus costos para la ejecución de estas operaciones de intervención de pozos con fines de
remediación. Una sola unidad y una brigada
pueden realizar todo el trabajo requerido,
reduciendo el número de subidas de la grúa y
el riesgo asociado para el personal.
Los ingenieros de BP decidieron utilizar el
cabezal eFire operado con línea de acero para
las operaciones de disparos, después de realizar varias otras operaciones con el sistema,
incluyendo la colocación de un empacador y la
perforación de orificios por encima de un
tapón atascado dentro de una sarta de producción. Este enfoque mejoró la eficiencia
operacional y redujo significativamente los
costos mediante la eliminación de los lentos y
costosos estudios, o carreras de evaluación de
parámetros, previos a la operación, que
requieren los cabezales de disparo de retardo
de tiempo convencionales.
BP correlacionó las profundidades de los
disparos a través del marcado, o señalización,
de la línea de acero durante un viaje inicial de
adquisición de registros. Se corrió una herramienta de rayos gamma con almacenamiento
de datos en memoria y un localizador de los
collarines de la tubería de revestimiento en
un transportador vacío, que reproducía la longitud y el peso del sistema de pistolas real.
Las pistolas cargadas fueron bajadas luego
hasta la profundidad indicada y armadas. El
contador de profundidad se reinició sobre la
base del registro de correlación, se inició el
comando de disparo, y las pistolas se colocaron en la profundidad de disparo objetivo
antes de la detonación. Para recuperar las pistolas, se envió un comando de desarmado.
Inicialmente, BP verificó las correlaciones
de profundidad de la línea de acero bajando
un calibrador de 40 brazos a lo largo de los
Invierno de 2006/2007
Operado con
tubería flexible
Operado con la
tubería de
producción
Operado con
línea de acero
Operado con cable
Sensor
de corriente
Transductor
de presión
intervalos recién disparados o re-disparados.
Estos levantamientos indicaron que las pistolas operadas con línea de acero podían ser
detonadas en la profundidad prefijada, con
control en tiempo real. BP logró significativos
ahorros de tiempo y costos mediante la utilización del sistema eFire operado con línea de
acero, completando hasta tres carreras de disparos a profundidades de más de 3,048 m
[10,000 pies] en menos de 12 horas, con sartas de pistolas de 12 m [40 pies] de largo.
En comparación con las operaciones con
cable, la tecnología eFire para operaciones de
disparos con línea de acero demostró ser
extremadamente eficaz y generó un ahorro de
costos de más del 15% en la unidad de negocios de BP en el sur del Mar del Norte. El
incremento de producción resultante, de
aproximadamente 10%, representó un logro
significativo en esta área madura en la que los
campos han estado en producción durante
más de 35 años.
La tecnología eFire representa un cambio
drástico en las operaciones de intervención
de pozos. Por ejemplo, las operaciones de
disparos con línea de acero ahorran aproximadamente un día por pozo durante las
operaciones de abandono. Desde la introducción de esta tecnología en el año 2001, se han
llevado a cabo más de 500 operaciones de disparos en el Mar del Norte con los sistemas
operados con línea de acero eFire. Además,
aproximadamente un 50% de las operaciones
TCP del sector británico del Mar del Norte
ahora utilizan el sistema eFire, fundamentalmente debido a las mejoras en la eficiencia y
la seguridad en la localización del pozo.
Sensor de
presión
diferencial
Transductor
de presión
Batería
Módulo del
controlador
Módulo del
iniciador
Detonador EFI
> Sistemas de disparos electrónicos. Con su
estructura de comandos simple, los sistemas
eFire son compatibles con varios sistemas y
métodos de operación de herramientas, incluyendo los sistemas permanentes de terminación
y disparo (PCP), y los sistemas convencionales
operados con la tubería de producción o la
sarta de perforación con tubería flexible, línea
de acero y cable. El cabezal de disparo operado con la tubería de producción mide la presión
(izquierda). El cabezal operado con tubería
flexible mide los cambios de presión asociados
con las variaciones producidas en la tasa de
flujo (centro, a la izquierda). El sistema operado
con línea de acero incluye un sensor de esfuerzo, o un conversor de tensión, que traduce el
movimiento vertical del cable en pulsos de
presión, que son reconocidos por el controlador
IRIS (centro, a la derecha). El cabezal operado
con cable detecta los cambios producidos en
la corriente eléctrica (derecha). Los sistemas
eFire más modernos poseen además la capacidad de captar los datos de presión a altas
velocidades de muestreo durante las operaciones de disparos PURE.
29
En terminaciones de pozos con alto ángulo y horizontales, y bajo condiciones de esfuerzos locales
normales—la dirección del esfuerzo máximo es
vertical—el hecho de disparar a lo largo del lado
alto de un pozo mejora la estabilidad de los túneles de los disparos en una formación. Esta técnica
evita además que los escombros obturen los disparos en el lado bajo del pozo.
No obstante, la terminación de intervalos
extendidos en pozos inclinados a menudo
requiere sistemas operados con la tubería de
producción con cientos de secciones de pistolas
que deben permanecer estrechamente alineadas
para mantener la orientación de los disparos
casi vertical. Las cargas compresivas grandes
generan una leve rotación en sentido horario y
una desalineación gradual en cada sección de la
pistola, que se acumula a lo largo de las sartas
largas con conexiones convencionales.
Utilizando registros calibradores, los operadores del Mar del Norte observaron que los
intentos previos para efectuar disparos orientados se tradujeron en disparos con errores de
alineación de hasta 45° respecto de la orientación vertical deseada. En muchas de estas
terminaciones, los disparos alineados más de
25° respecto de la vertical en formaciones
pobremente consolidadas, plantean un mayor
riesgo de colapso y producción de arena.16
Los errores de alineación fueron mayores en
pozos con variaciones significativas, o patas de
perro, en su trayectoria. Los operadores necesitaban un sistema de orientación TCP que
mantuviera la alineación vertical de las cargas,
independientemente de los cambios producidos
en la trayectoria del pozo. En respuesta a una
solicitud de Hydro, Schlumberger diseñó, probó
y desplegó un nuevo sistema de orientación TCP
para los pozos del sector noruego del Mar del
Norte en un período de cinco meses (abajo).17
Además de los espaciadores contrapesados
para la orientación pasiva, este sistema de disparos orientados bajado con la tubería de
producción OrientXact combinaba adaptadores
innovadores de alineación y fijación con uniones
giratorias con cojinetes de rodillos especiales,
de baja fricción y alta carga, que redujeron las
alineaciones incorrectas promedio entre las pistolas a aproximadamente 0.17°.
Los adaptadores de alineación y fijación
OrientXact son fabricados con tolerancias extremadamente estrechas para eliminar la
desalineación rotacional causada por el juego y
los espacios libres existentes entre las piezas y los
Pistola de disparos orientados de 4.5 pulgadas,
escasos escombros, 4 disparos por pie (dpp), 10° y 350°
Adaptador de alineación y fijación
Columna de perforación
(sarta cerrada)
Cabezal de disparo
de retardo hidráulico
(HDF) dual
Medidores de presión
Unión giratoria de baja fricción
componentes de las herramientas. El nuevo diseño
de unión giratoria proporcionaba baja fricción de
torsión bajo cargas de compresión o tracción de
hasta 55,000 lbf [244,652 N], con una curvatura
simultánea de 10° cada 30.5 m [100 pies].
La curvatura también generaba esfuerzos de
torsión que hacían girar la sarta de pistolas,
desviándola de la orientación vertical. Los
transportadores de cargas y los espaciadores
contrapesados fueron fabricados para curvarse
en forma uniforme, independientemente de los
cambios en la trayectoria del pozo. Este diseño
eliminó la tendencia de los componentes de las
pistolas a hacer girar las cargas huecas, desviándolas de la vertical, cuando la sarta se flexiona.
Después de la detonación de las pistolas, los
espaciadores contrapesados mantienen las cargas
usadas y los orificios de salida del transportador
apuntan hacia el lado alto del pozo, minimizando
así la posibilidad de que los escombros contenidos en el transportador se precipiten durante la
recuperación de las pistolas usadas.
El sistema OrientXact incluye un Dispositivo
de Confirmación de Orientación OCD que registra la orientación de los disparos durante la
detonación de la carga, con una precisión de
0.5°. Dos unidades OCD por sección de la pistola
Tubería de revestimiento
Peso para la orientación corta (liner) de 7 pulgadas
Espaciador
Nariz inferior
Transferencia
balística sellada
Dispositivo de confirmación de orientación
> Sistema de disparos orientados bajado con la tubería de producción. El sistema OrientXact alinea las pistolas TCP con cargas cuya fase está comprendida
entre 10° y 350° para disparar en la dirección vertical (extremo superior derecho). Los adaptadores de alineación y fijación, con dispositivos ranurados de
ajuste de interferencia y llaves fabricadas con tolerancias extremadamente estrechas, conectan cada sección de la pistola para eliminar los errores de
alineación rotacionales y acumulados, propios de las conexiones roscadas convencionales (extremo superior izquierdo). Las uniones giratorias de baja
fricción con una gran capacidad de carga, tanto en la tensión como en la compresión, soportan las secciones individuales de las pistolas y los pesos para
la orientación pasiva (extremo inferior izquierdo). Un Dispositivo de Confirmación de Orientación OCD, localizado en los extremos de cada sección soportada por una unión giratoria, verifica la orientación de los disparos con precisión de 0.5° (extremo inferior derecho).
30
Oilfield Review
confirman las direcciones de los disparos después de disparadas y recuperadas las pistolas.
Un arreglo de péndulo dentro de la unidad OCD
contiene un collar de rotación libre, un orificio
de cordón detonante, un tubo para la bala, una
bala y una escala angular.
La energía explosiva emitida desde el cordón
detonante fuerza la bala a través del tubo del
tambor haciéndola pasar hacia la pared interna
del dispositivo OCD, donde registra la alineación
de la pistola respecto de una orientación vertical, o 0°, en la escala. Los operadores leen estas
escalas después de que las pistolas son recuperadas para determinar la orientación de los
disparos para esa sección de las pistolas.
El sistema OrientXact utiliza pistolas con 4 a
6 disparos por pie (dpp) y un ángulo de fase de
20°, entre las cargas que se disparan a ambos
lados de la vertical, para maximizar la densidad,
el espaciamiento y la estabilidad de los disparos.
Los sistemas OrientXact han sido utilizados para
disparar dentro de un ángulo de 10° respecto de
la vertical, independientemente de la trayectoria del pozo, incluso con más de 488 m [1,600
pies] entre las uniones giratorias OrientXact.18
Este sistema de orientación de avanzada dispara en forma sistemática a lo largo del lado alto
o del lado bajo de los pozos inclinados para evitar la producción de arena. Cuando el ángulo
existente entre un pozo y la dirección del
esfuerzo máximo, habitualmente vertical, es
mayor de 75°, esta técnica de disparos orientados ayuda a prevenir la producción de arena.
Hasta la fecha, Hydro y Statoil han utilizado
este sistema para disparar más de 50 pozos en el
sector noruego del Mar del Norte. El sistema
OrientXact está disponible para pistolas TCP de
27⁄8 pulgadas, 33⁄8 pulgadas y 41⁄2 pulgadas. BP utilizó un sistema OrientXact de 27⁄8 pulgadas para
disparar los pozos del Campo Andrew en el sector británico del Mar del Norte.
Prevención de la producción de arena
BP comenzó a desarrollar el Campo Andrew del
Mar del Norte en 1996. La producción de agua
desde algunos pozos de este yacimiento del sector británico comenzó a incrementarse durante
1998, y la producción del campo declinó a partir
del pico alcanzado en el año 2000. BP detectó
primero la presencia de arena en dos pozos
durante el año 2001, tres años después de la
irrupción del agua. Los pozos horizontales del
Campo Andrew fueron terminados con tuberías
de revestimiento cortas cementadas para facilitar las futuras operaciones de intervención,
nueva terminación y control de agua.
La producción de arena parecía estar relacionada con el agotamiento de la presión y la
Invierno de 2006/2007
Herramienta de servicio
Tubería de producción
Tubería de revestimiento
de producción
Empacador permanente
Válvula de Aislamiento
de la Formación FIV
Tubería de revestimiento
corta (liner) cementada
Pistolas
Se engancha la
herramienta
de comando
Se cierra la válvula,
se extraen las pistolas
Se reabre la válvula
con pulsos de presión
aplicados desde
la superficie
Herramienta de comando
> Procedimientos de disparos en el Mar del Norte. BP habitualmente dispara las terminaciones de los
pozos horizontales del Campo Andrew sin controlar, o matar, los pozos. Este enfoque maximiza la producción y es más eficaz en términos de costos que otras técnicas. BP instala una Válvula de Aislamiento
de la Formación FIV en la tubería de producción, por debajo de un empacador permanente, para que
actúe como lubricador de fondo de pozo durante el despliegue de las pistolas y provea control de pozos
después de los disparos. Luego de instalar el equipo de terminación de fondo de pozo, la tubería de
producción permanente y el cabezal de pozo de superficie permanente, BP despliega las pistolas TCP
con una unidad hidráulica para entubar bajo presión y dispara los pozos en condiciones de bajo balance. Una herramienta de comando, situada en el extremo de la sarta TCP, cierra la herramienta FIV
a medida que se recuperan las pistolas usadas. Una prueba de influjo confirma que la válvula se ha
cerrado y que las pistolas usadas pueden ser extraídas del pozo en forma segura. Los pulsos de presión aplicados desde la superficie reabren la herramienta FIV para iniciar la producción sin realizar
ninguna operación de intervención asistida con el equipo de perforación.
estabilidad de los disparos. BP disparó esos pozos
utilizando los sistemas TCP y operaciones de disparos en condiciones de bajo balance, lo que
minimizó el daño producido por los disparos y se
tradujo rutinariamente en la obtención de producción desde más del 90% de la sección horizontal.
La tubería de producción incluyó una Válvula de
Aislamiento de la Formación FIV, debajo de un
empacador permanente, para proporcionar el control de pozos durante el despliegue de las pistolas
y después de los disparos (arriba).19
Inicialmente, BP utilizó pistolas TCP de 33⁄8 pulgadas con 4 dpp y fases de 60° para disparar las
arenas consolidadas. El incremento de la densidad de los disparos redujo la tasa de flujo a
través de cada orificio y mitigó la posibilidad de
influjo de arena y falla de la formación inducida
por el flujo.
En un intento por minimizar la producción
de arena, BP disparó algunos de los intervalos
menos consolidados con pistolas TCP orientadas, utilizando pesos pasivos y uniones giratorias
convencionales con cargas cuya fase estaba comprendida entre 25° y 335°. Sin embargo, la
precisión de la orientación fue incierta, y no se
pudo verificar la alineación real de los disparos a
ambos lados de la vertical.
Los modelos de predicción de la producción
de arena de Schlumberger indicaron que con un
ángulo de aproximadamente 32° respecto de la
vertical, los disparos podrían colapsar e iniciar
el influjo de arena.20 El inicio de la producción
de arena desde los pozos del Campo Andrew
16. Sulbarán AL, Carbonell RS y López-de-Cárdenas JE:
“Oriented Perforating for Sand Prevention,” artículo de
la SPE 57954, presentado en la Conferencia Europea
sobre Daño de Formación de la SPE, La Haya, 31 de
mayo al 1º de junio de 1999.
17. Benavides SP, Myers WD, Van Sickle EW y Vargervik K:
“Advances in Horizontal Oriented Perforating,” artículo
de la SPE 81051, presentado en la Conferencia de
Ingeniería Petrolera de América Latina y el Caribe de la
SPE, Puerto España, Trinidad y Tobago, Indias
Occidentales, 27 al 30 de abril de 2003.
Stenhaug M, Erichsen L, Doornbosch FHC y Parrott RA:
“A Step Change in Perforating Technology Improves
Productivity of Horizontal Wells in the North Sea,”
artículo de la SPE 84910, presentado en la Conferencia
Internacional sobre Recuperación Mejorada de Petróleo
en el Pacífico Asiático de la SPE, Kuala Lumpur, 20 al 21
de octubre de 2003.
Bersås K, Stenhaug M, Doornbosch F, Langseth B,
Fimreite H y Parrott B: “Disparos sobre el objetivo,”
Oilfield Review 16, no. 1 (Verano de 2004): 30–39.
18. Bersås et al, referencia 17.
19. Kusaka K, Patel D, Gomersall S, Mason J y Doughty P:
“Underbalance Perforation in Long Horizontal Wells in
the Andrew Field,” artículo OTC 8532, presentado la
Conferencia de Tecnología Marina, Houston, 5 al 8 de
mayo de 1997.
Mason J y Gomersall S: “Andrew/Cyrus Horizontal Well
Completions,” artículo de la SPE 38183, presentado en la
Conferencia Europea sobre Daño de Formación, La
Haya, 2 al 3 de junio 1997.
20. Venkitaraman A, Li H, Leonard AJ y Bowden PR:
“Experimental Investigation of Sanding Propensity for
the Andrew Completion,” artículo de la SPE 50387,
presentado en la Conferencia Internacional sobre
Tecnología de Pozos Horizontales de la SPE, Calgary, 1
al 4 de noviembre de 1998.
31
0°
Fases de 25° y 335°
Precisión
desconocida
0°
Fases de 25° y 335°
Pistola HSD
de 33⁄8 pulgadas
Fase de 60°
Tubería de
revestimiento
corta de
51⁄2 pulgadas
Pistola HSD
de 33⁄8 pulgadas
Pistola HSD
de 33⁄8 pulgadas
Tubería de
revestimiento
corta (liner) de
51⁄2 pulgadas
Tubería de
revestimiento
corta de
51⁄2 pulgadas
Agujero
descubierto de
61⁄4 pulgadas
Agujero
descubierto de
61⁄4 pulgadas
Agujero
descubierto de
61⁄4 pulgadas
> Estrategias de disparos. BP disparó los pozos A-2 a A-6 inclusive, utilizando pistolas de Alta Densidad de Disparo HSD de 33⁄8 pulgadas con 4 dpp. Los
intervalos de areniscas más débiles, o menos consolidados, se dispararon utilizando pistolas orientadas convencionales con cargas cuya fase estaba
comprendida entre 25° y 335° (izquierda) para alinear los disparos a ambos lados de la vertical y disparar a lo largo del lado alto de un pozo. Sin embargo,
no se conoció la precisión de la orientación (centro). BP disparó los intervalos más consolidados en los pozos A-7 a A-14 inclusive, utilizando pistolas TCP
estándar, que comprendían todas las fases, con cargas con ángulos de fase de 60° (derecha).
pudo haber sido el resultado de la alineación
incorrecta de los disparos con fases de 60° o de
la incapacidad para lograr orientaciones de disparos casi verticales, en forma sistemática,
utilizando fases de 25° y 335° con un sistema de
orientación TCP convencional (arriba).
BP decidió que se necesitaba un nuevo
diseño de pistolas para minimizar los errores de
orientación.21 Los ingenieros optaron por las pistolas TCP con cargas cuya fase estaba
comprendida entre 10° y 350° para ayudar a alinear los disparos más cerca de la vertical, con el
fin de incrementar la estabilidad. Con un espaciamiento óptimo, los disparos casi verticales
mejorarían el influjo total, reducirían la tasa de
flujo a través de cada orificio y maximizarían la
distancia existente entre los túneles de los disparos en la formación para incrementar la
estabilidad (próxima página, a la izquierda).
Este sistema incluía pesos para la orientación pasiva y uniones giratorias para alinear las
cargas y un sistema OCD, en cada sección de la
pistola, para registrar la dirección de los disparos. Se utilizaron cargas huecas especiales de
penetración profunda para reducir la caída de
presión en la región vecina al pozo durante la
producción y minimizar los esfuerzos de la formación sobre los túneles de los disparos.
BP inicialmente proyectó terminar el nuevo
Pozo A-15 con una tubería de revestimiento corta
de 51⁄2 pulgadas, de manera que Schlumberger
construyó pistolas de 33⁄8 pulgadas con 5 dpp, utilizando fases de 10° y 350°. Las condiciones de
perforación dificultosas provocaron variaciones
significativas en la trayectoria del pozo, que
obligaron a BP a correr una tubería de revestimiento corta de 4 1⁄2 pulgadas y utilizar un
sistema de disparos más pequeño.
32
En abril de 2002, BP disparó el Pozo A-15 mediante el despliegue de más de 1,000 m [3,281 pies]
de pistolas TCP orientadas de 27⁄8 pulgadas, con
6 dpp, utilizando fases de 10° y 350°. Sin embargo, el desempeño de este sistema de pistolas
fue inferior al esperado. Los dispositivos OCD
registraron un error de alineación promedio de
26° respecto de la vertical (abajo).
La confirmación de la orientación de los disparos permitió a los ingenieros evaluar el riesgo
del influjo de arena y ayudó a BP a tomar decisio-
Fases de 10° y 350°
Error de 26°
26°
nes de producción. Esta información proporcionó
un punto de referencia para evaluar desarrollos
futuros en herramientas y técnicas. El gran error
de alineación observado en el Pozo A-15 generó
inquietud en cuanto a que los disparos en los
intervalos más débiles podían fallar y producir
arena al reducirse la presión del yacimiento.
Para lograr orientaciones de disparos casi
verticales precisas, Hydro y Schlumberger
habían desarrollado en forma conjunta la tecnología OrientXact. Las nuevas uniones giratorias
Fases de 10° y 350°
Error de 12°
12°
Pistola HSD
de 33⁄8 pulgadas
Pistola HSD de
27⁄8 pulgadas
Tubería de
revestimiento
corta de
41⁄2 pulgadas
> Pistolas TCP orientadas convencionales. BP disparó el Pozo A-15 del Campo Andrew utilizando
más de 1,000 m de pistolas orientadas convencionales de 27⁄8 pulgadas. Estas pistolas fueron desplegadas y recuperadas a través de la herramienta
FIV. Los datos de orientación de los sistemas OCD
incluidos en esta sarta de pistolas indicaron un
error de alineación promedio de los disparos de
26° respecto de la vertical. Los modelos de producción de arena predijeron que con esta orientación, los disparos en areniscas pobremente
consolidadas podrían convertirse en una fuente
de producción de arena.
Tubería de
revestimiento
corta de
51⁄2 pulgadas
Agujero
descubierto
de 61⁄4pulgadas
> Sistema de disparos orientados precisos, bajado
con tubería flexible. Los sistemas OCD del sistema
de disparos utilizado en el Pozo A-8 verificaron que
las uniones giratorias OrientXact mejoradas, colocadas entre las secciones de las pistolas, podían
aumentar la precisión de la orientación incluso con
un método alternativo de operación con tubería
flexible. El error de alineación promedio de los
disparos en este pozo fue de 12°; un mejoramiento
de 14° con respecto al Pozo A-15. Los modelos de
predicción de la producción de arena indicaron
que los disparos, en esta orientación casi vertical,
impedirían el influjo de arena durante varios años.
Oilfield Review
Túneles de los disparos
en la formación
Fases de 10° y 350°
Error de 11°
7.5°
11°
Fases de 10° y 350°
Error de 7.5°
Pistola HSD
de 33⁄8 pulgadas
Pistola HSD
de 33⁄8 pulgadas
Tubería de
revestimiento
corta de
51⁄2 pulgadas
Tubería de
revestimiento
corta de
51⁄2 pulgadas
Agujero
descubierto
de 61⁄4 pulgadas
Agujero
descubierto
de 61⁄4 pulgadas
> Disparos orientados con precisión, utilizando tubería flexible asistida con tractor. Debido a la profundidad y al intervalo de terminación largo, BP disparó el Pozo A-7 del Campo Andrew utilizando una
combinación de operación con tubería flexible y dos tractores de fondo de pozo. Esta operación
requirió dos carreras de disparos. Ambas carreras resultaron exitosas, con un error de orientación
de 11° en la primera carrera (izquierda), y un error de 7.5° en la segunda, según lo verificado con los
sistemas OCD (derecha).
0°
Fases de
10° y 350°
> Optimización de la densidad de los disparos y
los ángulos de fase. BP optó por utilizar una nueva
estrategia de disparos para el Pozo A-15 del Campo
Andrew con el fin de maximizar la distancia entre
los disparos y reducir la tasa de flujo a través de
cada disparo (extremo superior). Los ingenieros
diseñaron inicialmente un sistema TCP orientado
de 33⁄8 pulgadas, con cargas cuya fase estaba
comprendida entre 10° y 350° y 5 dpp (extremo
inferior). Mediante la reducción del ángulo existente entre los disparos de 50° a 20°, se esperaba que este diseño alineara los túneles más
cerca de la vertical que las pistolas previas con
ángulos de fase de 25° y 335° y evitara el colapso
de los túneles. Las condiciones de perforación
dificultosas requirieron que BP corriera una tubería de revestimiento corta de 41⁄2 pulgadas, en
lugar de la tubería de revestimiento de 51⁄2 pulgadas, y que optara por pistolas TCP más pequeñas
de 27⁄8 pulgadas con 6 dpp.
OrientXact redujeron la fricción en un 90% y
pudieron tolerar las grandes cargas generadas
por las sartas de pistolas largas tanto en la tensión como en la compresión. Además, el
mejoramiento de las conexiones con tolerancias
de fabricación estrechas redujo aún más los
errores de alineación entre las secciones de las
pistolas.
Invierno de 2006/2007
BP aplicó las uniones giratorias OrientXact
por primera vez en dos pozos del Campo
Andrew, para disparar zonas de petróleo pasadas por alto, identificadas con sísmica 4D y
registros adquiridos en pozo entubado. BP proyectó agregar disparos en el extremo superior, o
talón, de las secciones horizontales del Pozo A-8
y el Pozo A-7 utilizando pistolas TCP de 33⁄8 pulgadas con el nuevo diseño de uniones giratorias
y cargas de Alta Densidad de Disparo HSD, cuya
fase está comprendida entre 10° y 350° respecto
de la vertical.
Schlumberger desplegó, disparó y recuperó
este sistema TCP en el Pozo A-8 con tubería flexible y un sistema de despliegue en superficie.
Después de recuperar las pistolas, los dispositivos OCD confirmaron un error de alineación
promedio de 12°; 14° menos que en el Pozo A-15
(página anterior, extremo inferior derecho).
BP y Schlumberger proyectaron que los disparos con esta orientación no producirían arena
durante varios años, incluso en los intervalos de
areniscas más débiles. En base al éxito del Pozo
A-8, BP planeó utilizar la misma técnica en el
Pozo A-7. No obstante, los modelos de diseño
predijeron que la tubería flexible sola no podría
alcanzar la profundidad de los disparos debido
al fenómeno de flexión helicoidal.
Estas complicaciones y la existencia de un
intervalo de disparo más largo requirieron que
BP efectuara dos carreras de disparos. BP optó
por una combinación de tubería flexible y dos
tractores de fondo de pozo para bajar las pistolas. El error de alineación promedio de las
pistolas fue de 11° en su primera carrera; en la
segunda carrera, el error de alineación fue de
menos de 8° (arriba).
Fases de 10° y 350°
Error de 4.6°
4.6°
Pistola HSD
de 33⁄8 pulgadas
Tubería de
revestimiento
corta de
51⁄2 pulgadas
Agujero
descubierto
de 61⁄4 pulgadas
> Optimización de los sistemas de disparos
orientados bajados con la tubería de producción.
El Pozo A-16 constituyó la primera oportunidad
para probar el diseño de las uniones giratorias
OrientXact en una aplicación TCP en un pozo
nuevo del Campo Andrew. La trayectoria de este
pozo no exhibía patas de perro severas, de
manera que BP esperaba que la precisión de la
orientación fuera alta. Los dispositivos OCD de
este sistema TCP de 33⁄8 pulgadas, que fue
desplegado a través de una herramienta FIV,
indicaron un error de alineación de menos de 5°.
Posteriormente, BP disparó el nuevo Pozo A-16,
utilizando un sistema TCP de 33⁄8 pulgadas con
uniones giratorias OrientXact nuevas y cargas huecas cuya fase estaba comprendida entre 10° y 350°.
Se esperaba que la precisión de la orientación
fuera alta porque el pozo no poseía variaciones
extremas en su trayectoria. El error de alineación
promedio fue de menos de 5° (arriba).
21. Martin AJ, Robertson D, Wreford J y Lindsay A:
“High-Accuracy Oriented Perforating Extends Sand-Free
Production Life of Andrew Field,” artículo de la SPE
93639, presentado en la Conferencia del Área Marina de
Europa de la SPE, Aberdeen, 6 al 9 de septiembre de 2005.
33
34
configuraciones complejas de equipos de fondo de
pozo, como las del Campo Otter del Mar del Norte.
Terminaciones submarinas
con sistemas TCP orientados
Total E&P UK plc necesitaba un método preciso y
eficaz en términos de costos para orientar los disparos en un pozo horizontal del Mar del Norte.
Esta operación de terminación de pozo particular
llevada a cabo en el Campo Otter, situado al
noreste de las Islas Shetland, correspondía a uno
de tres pozos submarinos provistos de sistemas de
levantamiento artificial con bombas eléctricas
sumergibles (ESP). Total había identificado una
zona pasada por alto que podía mezclarse con la
producción proveniente de los disparos existentes.
Sin embargo, el intervalo objetivo se encontraba detrás de la tubería de revestimiento de
7 5⁄8 pulgadas, lo que planteaba varios desafíos
relacionados con las operaciones de disparos. Las
pistolas debían pasar a través de la derivación del
sistema ESP y de un perfil de asentamiento de
6.8 cm [2.66 pulgadas] y alinear los disparos verticalmente en dirección al lado bajo del pozo, para
mitigar el influjo de arena y maximizar la penetración de los disparos dentro de la tubería de
revestimiento de 75⁄8 pulgadas (próxima página).
Además, el diseño de las pistolas tenía que
minimizar los escombros residuales para evitar la
obturación de los disparos y el daño de los dos sistemas ESP. Durante la primera fase de este
proyecto, los ingenieros evaluaron el riesgo de
producción de arena. Total realizó estudios de
sensibilidad para determinar si los disparos
orientados evitarían la producción de arena de los
2.6°
Fases de 10° y 350°
Error de 2.6°
Pistola
OrientXact
de 27⁄8pulgadas
Tubería de
revestimiento
corta de
51⁄2 pulgadas
Agujero
descubierto
de 61⁄4 pulgadas
> Sistemas de disparos orientados precisos, bajados con la tubería de producción. Los sistemas
OCD, de la sarta TCP OrientXact de 27⁄8 pulgadas
utilizada para disparar el Pozo A-17 del Campo
Andrew, verificaron que todos los disparos se
encontraban alineados dentro de un ángulo de
aproximadamente 2.6° respecto de la vertical. BP
atribuyó este grado de precisión de la orientación
a los adaptadores de alineación y fijación
OrientXact, que minimizaron el error de alineación
entre las secciones de las pistolas y de las uniones giratorias OrientXact, de baja fricción y alta
carga, que mantuvieron la orientación de las
cargas casi vertical antes y después de los disparos. Ésta fue la primera vez que BP utilizó un
sistema OrientXact completo en el Campo Andrew.
intervalos de formación débiles. El software de
predicción de la producción de arena confirmó
que los disparos alineados dentro de un ángulo de
10° respecto de la vertical, en las zonas productivas más débiles, permanecerían estables incluso
en condiciones de agotamiento total.
10,000
1,000
Arena acumulada, kg
No obstante, durante la limpieza, el Pozo A-16
retornó una cantidad sustancial de escombros a
la superficie, provocando un cierre de procesamiento. Como resultado, BP y Schlumberger
concentraron esfuerzos de ingeniería adicionales
en la reducción de los escombros para las operaciones de disparos futuras. Una solución potencial
era el sistema OrientXact de 41⁄2 pulgadas, desarrollado para Hydro. Este sistema utilizaba cargas
huecas con bajo volumen de escombros que no
producen fragmentos pequeños, y donde los fragmentos grandes quedan dentro de la pistola.
BP acordó desarrollar esta tecnología para un
sistema de pistolas más pequeñas a utilizar en el
siguiente pozo nuevo. El Pozo A-17 se enfrentaría
a las mismas condiciones de perforación dificultosas que el Pozo A-15, de modo que BP decidió
desarrollar un sistema OrientXact de 27⁄8 pulgadas, similar a las pistolas de 4 1⁄2 pulgadas
desarrolladas para Hydro. Este diseño incluía sistemas OCD, cargas con bajo volumen de
escombros cuya fase estaba comprendida entre
10° y 350°, y conexiones que redujeron el error
de alineación entre las secciones de las pistolas.
En abril de 2004, BP disparó el nuevo Pozo
A-17 utilizando este nuevo sistema TCP OrientXact de 27⁄8 pulgadas, operado por debajo de la
tubería de producción de 27⁄8 y 31⁄2 pulgadas. Después que los operadores dispararan y
recuperaran las pistolas, los sistemas OCD confirmaron que los disparos se encontraban
desplazados unos 2.6° de la vertical (derecha).
El grado de precisión alcanzado fue notable,
pero el sistema OrientXact también retuvo la
mayor parte de los escombros residuales de las
cargas dentro de los tubos de las pistolas. BP
recuperó sólo un pequeño volumen de escombros en la superficie; básicamente herrumbre de
las paredes de la tubería de revestimiento y de
más de 1,200 m [3,937 pies] de pistolas.
La maximización de la producción y la eficiencia operacional era importante, pero la
prevención de la producción de arena constituía
la razón fundamental para la aplicación del sistema de disparos orientados en este campo. BP y
Schlumberger lograron este objetivo en los pozos
A-7, A-8, A-16 y A-17. El monitoreo continuo de
los sólidos desde mayo de 2003 ha indicado un
nivel de producción de arena extremadamente
bajo de las terminaciones existentes con los nuevos disparos orientados y de los pozos nuevos,
tales como el Pozo A-18, disparados con el sistema OrientXact (derecha).
Además de los sistemas de prevención de la
producción de arena y de fracturas orientadas, los
ingenieros utilizan los sistemas de orientación
para lograr sus objetivos, incluyendo los nuevos
disparos y las nuevas terminaciones de pozos con
100
10
Azul: Fase de 60° sin orientar
Gris: Terminación no disparada
Naranja: Disparos orientados convencionales
Verde: Disparos orientados OrientXact
1
A-3
A-6
A-14
A-13
0.1
A-4
A-10
A-12
A-15
A-7
A-8
A-16
A-17
A-18
0.01
3/20/03
6/28/03
10/6/03
1/14/04 4/23/04
8/1/04
11/9/04
2/17/05
5/28/05
9/5/05
12/14/05
Fecha
> Producción de arena en el Campo Andrew. BP necesitaba sistemas de disparos orientados precisos
para extender la vida productiva de los campos en proceso de maduración del Mar del Norte. Salvo por
algunos picos ocasionales, asociados con la presencia de flujo inestable durante los cierres de procesamiento, los monitores de fijación instantánea, instalados en la tubería de producción en la superficie,
indicaron índices de producción de arena más bajos para los pozos A-7, A-8, A-16, A-17 y A-18 del
Campo Andrew, que fueron terminados con sistemas de disparos orientados más precisos (verde).
Oilfield Review
Nueva dinámica y direcciones
Los diseños eficientes y efectivos de los disparos
Preventor de reventones
deben abordar una serie de factores, incluyendo
NORUEGA
el desempeño de las cargas huecas, las caracCabezal de producción
terísticas de la formación—resistencia,
submarino
Islas Shetland
permeabilidad y porosidad de la roca—la densidad de los disparos y las presiones transitorias
Válvula de seguridad
en los pozos, antes, durante, y después de la
Islas Orkney
de fondo de pozo
detonación de las pistolas. Las técnicas y herramientas de disparos, incluyendo los avances
Derivación de
ESP
tales como las cargas PowerJet Omega, el pro3.06 pulgadas
ESCOCIA
ceso PURE y los sistemas OrientXact,
con válvulas
ESP
a charnela
contribuyen significativamente al éxito de los
tratamientos de estimulación de pozos y a los
Terminación inferior
Terminación con filtro (cedazo) de arena
Perfil de
asentamiento
métodos de manejo de la producción de arena.
de 2.66 pulgadas
Arenisca A
Las cargas de penetración profunda pueden
Arenisca D
Tubería de
sortear los fenómenos de invasión; las cargas para
revestimiento de
103⁄4 pulgadas
orificios grandes utilizadas en los tratamientos de
empaque de grava o de estimulación por fractura1
Tubería de revestimiento miento maximizan el área de flujo de los disparos;
Filtros de 4 ⁄2 pulgadas
de 75⁄8 pulgadas
la orientación y el espaciamiento óptimo de las
cargas permiten evitar o mitigar la producción de
> Orientación de los disparos verticales hacia abajo. Total E&P UK plc opera el Campo Otter, al noreste
arena y otros factores que restringen la producde las Islas Shetland, en el Mar del Norte. El Pozo T2/P1 era una de las tres terminaciones de pozos
ción. Los métodos y técnicas de disparos
submarinos horizontales, provistos en cada caso de un sistema de bombeo eléctrico sumergible (ESP)
dual para las operaciones de levantamiento artificial. Para acceder al petróleo pasado por alto en la
innovadores, tales como el proceso de disparos en
Arenisca A, detrás de la tubería de revestimiento de 75⁄8 pulgadas, en el tope o el talón de la sección
condiciones de bajo balance PURE, aseguran
horizontal, sin extraer el equipo de terminación de pozos existente, Total necesitaba un sistema de
túneles de disparos limpios y efectivos. Mediante
pistolas orientadas que pudiera pasar a través de la derivación del sistema ESP y de un perfil de
la limpieza efectiva de todos los disparos, las opeasentamiento de 2.66 pulgadas.
raciones de disparos en condiciones de bajo
La segunda fase involucró el diseño de un sis- requeriría que las cargas detonaran a lo largo balance dinámico maximizan la productividad e
tema de pistolas pequeño con cargas, con un del pozo, a través de sus fluidos. Schlumberger inyectividad de los pozos.
La investigación y el análisis de laboratorio
ángulo de fase cero. Schlumberger construyó y diseñó el sistema de pistolas para que rotara y
probó un sistema OrientXact de 21⁄4 pulgadas, con disparara hacia abajo, lo que sacrificó la lim- son elementos adicionales en el desarrollo de
bajo volumen de escombros y alta precisión, que pieza por la profundidad de penetración de los nuevas técnicas y sistemas de disparos. Sólo si
podía pasar por la derivación del sistema ESP y disparos, pero permitió que Total disparara este consideran todos los factores relevantes, los opepozo submarino sin extraer el equipo de termi- radores logran terminaciones disparadas óptimas.
por una restricción de 6 cm [2.4 pulgadas].
Los esfuerzos de investigación y desarrollo de
Los ingenieros optaron por las cargas huecas nación permanente.
Total desplegó con éxito el sistema de 21⁄4 pul- Schlumberger y las capacidades de fabricación de
para disparos de penetración profunda PowerJet
Omega de 2 pulgadas para maximizar la penetra- gadas con un tractor con cable de 21⁄8 pulgadas última generación del SRC continúan encarando
ción en las areniscas débiles Otter y eliminar los durante dos carreras de disparos con sartas de el desempeño de las cargas huecas y los sistemas
escombros que pudieran dañar el sistema ESP pistolas de 12.2 m [40 pies]. La unión giratoria y de pistolas. Los investigadores están buscando
dual. Estas cargas de penetración extra-pro- los pesos OrientXact de baja fricción hicieron soluciones de disparos para una amplia gama de
funda, que logran una penetración de 60.5 cm girar las cargas en el lado bajo del pozo. Los dis- aplicaciones de petróleo y gas, incluyendo los
[23.8 pulgadas] en un objetivo según la Sección 1 positivos de orientación OCD verificaron que yacimientos carbonatados y la producción de
del API, incluyen además un casco para un volu- todos los disparos se alinearan hacia abajo, den- metano en capas de carbón.
Las soluciones de disparos modernas condumen escaso de escombros, que se conserva tro de un ángulo de 2° respecto de la vertical.
intacto dentro del transportador después de los Los disparos adicionales aportaron un volumen cen efectivamente a índices de productividad e
disparos.
sustancial de producción incremental del inyectividad más altos mediante diversos tipos
de operaciones de terminación de pozos—pozos
Normalmente, los disparos se orientan a lo Campo Otter.
largo del lado alto de un pozo para optimizar la
La producción de petróleo se incrementó, de petróleo, gas, o gas condensado, nuevos o
estabilidad y la limpieza de los disparos, y evitar pasando de aproximadamente 1,271 a 2,384 m3/d viejos—durante todas las etapas de la vida prosu taponamiento. Sin embargo, disparar un sis- [8,000 a 15,000 bbl/d], sin ninguna indicación de ductiva de un pozo o un campo, desde el
tema de pistolas pequeño dentro de la tubería producción de arena. La operación entera fue desarrollo inicial hasta la meseta de producción.
de revestimiento de 75⁄8 pulgadas reduciría la realizada en 36 horas, con escombros residuales En última instancia, esto se traducirá en reducprofundidad de penetración de los disparos en la mínimos, sin tiempo inactivo y sin incidentes. ciones de costos, ingresos adicionales e
formación si las cargas huecas se orientaban Esta operación exitosa ayudó a Total a evitar la incrementos de las ganancias para las compa—MET
hacia arriba. La atracción gravitatoria haría que ejecución de una operación de reparación de un ñías operadoras.
las pistolas se posicionaran en el lado bajo y pozo submarino, cara y dificultosa.
Campo Otter
Invierno de 2006/2007
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