Clasificación y Optimización de Trépanos de Perforación - Ing. Petrolera

DIPLOMADO EN PERFORACION PETROLERA
TREPANOS DE
PERFORACION Y SU
CLASIFICACION
Presentado por:
Msc. Ing. Gabriel Alejandro Pérez Ortiz
II/2020
DEFINICION
▪ Los trépanos
son elementos
de acero
diseñados para
poder atravesar
las formaciones
hasta llegar a la
zona de interés.
Herramienta de corte que se sitúa en el extremo inferior de la sarta
de perforación.
TIPOS DE BROCAS
BROCAS PDC
BROCAS TRICÓNICAS
Dientes de Acero
Económico
Formaciones blandas, medias, suaves
Insertos de Carburo de Tungsteno
Resistencia
Formaciones blandas hasta muy duras
Girar los conos
Rodillos
Soportar cargas ejercidas por el WOB
RPM, Diámetros Mayores
TIPOS
Journal
WOB, Diámetros Menores
Dirigir el fluido de perforación
Componentes
Una conexión roscada
Tres ejes para los cojinetes
Los depósitos de lubricante
Los orificios ( fluido de perforación)
Constituida por diamantes sintéticos ( dureza 7 )
Cortadores PDC
Duración
Resistencia
Excelente para formaciones arcillosas
Acero
Elasticidad
Mayor
Mas
Económicas
Carburo de
Tungsteno (niquelcobre)
Vida útil mayor
Resistencia
Erosión y
Abrasión
Une la broca con la sarta de perforación
Fabricación de acero de alto porcentaje de Aleación.
Proceso Tradicional
•Análisis de Información
•Evaluación de condición de desgaste
•Análisis de dureza de formación
Planteamiento
del Objetivo
•Tipo de Estructura de corte
•Parámetros de diseño
•Condiciones Hidráulicas
•Características Adicionales
Definición y
análisis de la
aplicación
Proceso de
Optimización
Evaluación del
trépano
Selección del
Trépano
•MENOR COSTO POR METRO DE LA SECCION
•Maximizar ROP
•Incrementar Cantidad de metros perforados
•Mejorar la condición de desgaste
Proceso Tradicional
Ventajas
▪ Es un proceso continuo de
trabajo en la aplicación
▪ Se hace un acercamiento a
la necesidad en la
aplicación
Limitaciones
▪ El proceso de selección y
optimización de un trépano
para una aplicación toma
un mayor tiempo
▪ No se tiene en cuenta la
perforabilidad en cada
formación y/o litología
▪ Proceso de evaluación es
ensayo y error
Proceso Actual
Planteamiento
del Objetivo
Definición y
análisis de la
aplicación
Proceso de
Optimización
Evaluación del
trépano
Selección del
Trépano
Proceso Actual
Ventajas
▪ Se disminuye el ensayo y
error en la selección del
trépano para una
aplicación.
▪ Con el uso de nuevas
herramientas y tecnologías,
la evaluación de la
estructura de corte se
realiza antes de la
perforación.
Limitaciones
▪ Es necesaria una mayor
cantidad y calidad de
información
▪ Mayor tiempo necesario
para el análisis de
información
Análisis de la
Información
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
Evaluación de
Trépanos Usados
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Análisis de Información
Caracterización de
Formación
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
Análisis de la
Información
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
# BITS:
Evaluación de
Trépanos Usados
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Caracterización de
Formación
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
11
1 .0
Evaluación de Trépanos
0 .9
0 .8
1
(45 %)
NO
(43 %)
1
(45 %)
TD
(36 %)
0 .7
A
(73 %)
0 .6
0 .5
IN
(73 %)
WT
(91 %)
3
(18 %)
WT
(14 %)
3
(18 %)
0 .4
0 .3
LT
(14 %)
2
(18 %)
2
(18 %)
5
( 9 %)
7
( 9 %)
4
( 9 %)
4
( 9 %)
BT
(9 %)
I (0… 8)
O ( 0… 8)
DC
S
(9 %)
0 .2
0 .1
0 .0
PR
(36 %)
C
(18 %)
L
2
(18 %)
1
(9 %)
G ( 1 /16 ")
CT
(14 %)
BT
(14 %)
ODC
LOG
(9 %)
DMF
(9 %)
BHA
(9 %)
RP
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
Análisis de la
Información
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
Evaluación de
Trépanos Usados
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Evaluación de Trépanos
Caracterización de
Formación
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
Caracterización de
Formación - DBOS™
Análisis de la
Información
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
Evaluación de
Trépanos Usados
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Caracterización de
Formación
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
Caracterización de
Formación
Análisis de la
Información
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
Evaluación de
Trépanos Usados
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Caracterización de
Formación
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
▪ La caracterización de formación se
realiza a partir de la selección de
zonas de similar perforabilidad
▪ La Zona 1, es un carbonato masivo,
con una compresibilidad de roca muy
consistente entre 12 y 15 kpsi.
▪ La Zona 2, es un intervalo con
predominación de lutitas entre 3 y
6kpsi, con alta porosidad.
▪ La Zona 3, es el reservorio objetivo,
arenisca con compresibilidades hasta
30 kpsi.
Caracterización de
Formación
Análisis de la
Información
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
Evaluación de
Trépanos Usados
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Caracterización de
Formación
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
Análisis de la
Información
Caracterización de
Formación
Evaluación de
Trépanos Usados
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
(Tipicamente de 4 a 8 pozos)
4
4
.
3
4
K
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9
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2
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Mapeo de Pozos
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IDEAS™ Analysis
Request - IAR
Análisis de la
Información
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
Evaluación de
Trépanos Usados
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Caracterización de
Formación
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
▪Información necesaria
▪ Estructuras de corte a
Analizar
▪ Tipo de Formación
▪ Sand/Shale/Chalk
▪ Dureza de Formación
▪ DBOS
▪ Parámetros Operacionales
▪ W.O.B.
▪ R.P.M.
▪ Mud Weight
▪ Depth of hole
▪ Perfil del Pozo
▪ Vertical, directional
▪ Información del BHA
Análisis dinámico del
trépano (interacción trépano
+ BHA con la formación)
▪ Vibración Lateral
▪ Vibración Axial
▪ Vibración Torsional
IDEAS™ Analysis
Request - IAR
Análisis de la
Información
Evaluación de
Trépanos Usados
• Parámetros
Operacionales (WOB,
RPM)
•Desempeño (Metros
Perforados, Horas, ROP)
•Problemas
Operacionales
•Condición de Desgaste
•Estructura de Corte
•IADC
•Características
adicionales (features)
Direccional
PerfilTendencia
del Fondo
del Pozo
Trayectoria del Centro del Trépano
Vibración Lateral
UY : negative as left UZ : negative as high
UY : positive as
side
right
UZ : positive as low side
Vibración Axial
Vibración Torsional
Caracterización de
Formación
•DBOS™
•Abrasividad, Impacto
•Mapeo de Parámetros
Análisis Dinámico de
Estructuras de Corte
•IAR
•Vibraciones: Lateral, Axial,
Torsional
Sección 8 ¾” – El Medanito - YPF
Optimización
Hidráulica
Desempeño trépanos 8 3/4" MSi516UPX en El Medanito YPF 2010
Pozo / Serial
1288
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1343
JD5391A
JD4096A
JD4491A
JD4096A
JD4491A
JD4491A
JD4491
JD3161A
39.5
53.25
60
44.25
39.75
50
40
1318
1342
1373
1339
30
Horas
38
JD3161A
JD1973
JD1973
39
50.5
20
10
0-1-CT-S-X-IN-ER-TD
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
1-1-BT-S-X-IN-NO-TD
1-0-LT-N-X-IN-NO-TD
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
1-2-BT-S-X-IN-ER-TD
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
2-1-BT-N-X-IN-WT-TD
1-2-BT-S-X-IN-WT-TD
2-0-BT-A-X-IN-DEL-TD
0
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
Profundidad (m)
JD1973
EM-748 EM-140 EM-142 EM-754 EM-755 EM-668 EM-780 EM-762 EM-782 EM-777 EM-790 EM-788
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
GM44
GM44
GM44
GM44
GM44
GM47
GM47
GM47
GM44
GM44
GM47
GM44
H 103
Condición de Desgaste / Tipo de Cortador / Tipo de Matrix
Hours
Depth In
Metrage
Hours
Hours
60
50
50
40
53.25
30
20
38
42.09
40
30
10
20
0
Min
Ave
Max
44.25
32.5
37.81
10
0
Min
GM44
Ave
GM47 - HAB
Max
Desempeño trépanos 8 3/4" MSi516UPX en El Medanito YPF 2010
EM679
EM744
EM793
JD5391
JD5390A
JD2677A
EM779
43 43.75 42.25 42.5 47.5
60
50
40
1298 1301 1317 1277 1295 1344 1303 1350 1355 1280 1336 1275 1263 1329 1354
30
20
Horas
46.5
EM766
JD5390A
JD1675A
53.5 55.75 53.25 55.25 51
EM781
JD4491A
EM757
JD5390
EM759
JD5390
EM756
JD1675A
JD1973A
53
EM727
JD1675A
JD1973A
49.5
JD1675A
JD1675A
44.75 44.5
EM761
10
1-2-BT-S-X-IN-NO-TD
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
0-1-WT-S-X-IN-NO-TD
1-2-WT-S-X-IN-ER-TD
1-1-CT-A-X-IN-DEL-TD
0-0-NO-A-X-IN-LT-TD
2-3-LT-S-X-IN-BT-TD
3-2-DEL-N-X-IN-CT-TD
0-0-NO-A-X-IN-NO-TD
0-1-BT-S-X-IN-ER-TD
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
2-2-BT-A-X-IN-WT-TD
1-3-BT-S-X-IN-ER-TD
0
0-0-NO-A-X-IN-ER-TD
Profundidad (m)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
EM- EM- EM751 753d 670
JD1973A
Pozo / Serial
EM750
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
H 108
GM44 GM44 GM44 GM44 GM44 GM44 GM44 GM44 GM47 GM47 GM47 GM47 GM47 GM44 GM47
Condición de Desgaste / Tipo de Cortador / Tipo de Matrix
Hours
Depth In
Metrage
Hours
Hours
60
50
60
40
30
20
42.5
55.75
50.22
50
40
10
30
0
20
Min
Ave
Max
42.25
45.67
Min
Ave
51
10
0
GM44
GM47 - HAB
Max
Preguntas?
MUCHAS GRACIAS
28
CONTROL ACADEMICO 1
▪ 1. MENCIONE LOS PARAMETROS DE LA HIDRAULICA DE
PERFORACION.
▪ 2. SI SE ENCUENTRA PERFORANDO UNA FORMACION
ABRASIVA QUE PREFIERE ¿MAYOR WOB O MAYOR
ROP? JUSTIFIQUE SU RESPUESTA.
▪ 3. DIFERENCIA ENTRE EL PROCESO TRADICIONAL Y
ACTUAL DE SELECCIÓN DE TREPANOS.
▪ 4. MENCIONES LOS PARAMETROS OPERATIVOS PARA
LA PERFORACION DE TREPANOS EN POZOS
VERTICALES.
▪ 5. INDIQUE LA CARACTERISTICA PRINCIPAL DE LA
TECNOLOGIA POINT THE BIT Y PUSH THE BIT.
29
SOLUCION CONTROL 1
▪ 1. TFA Y HSI
▪ 2. WOB DEBIDO A QUE SE DEBERAN EJERCER GOLPES
DE TIJERA PARA EVITAR EL EMBOTAMIENTO DEL BIT.
▪ 3. EL TRADICIONAL SE AJUSTA A LAS CONDICIONES
DEL POZOS, EL ACTUAL NECESITA MAYORES DATOS Y
CON UNA MAYOR CALIDAD.
▪ 4. PRESION, CAUDAL, TORQUE, ROP, WOB.
▪ 5. PESO SOBRE LA BROCA Y DEBAJO LA BROCA, EL
PRIMERO CON EL BHA Y EL SEGUNDO CON LA
HIDRAULICA.