90918984 Weatherford Perforacion Bajo Balance

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PERFORACION BAJO BALANCE

Perforación Bajo Balance



Las nuevas tecnologías

estan revolucionando la

perforación con fluidos

compresibles y los

sistemas de control y

recuperación superficial.

ExperienciaBajo Balance



Para una utilización exitosa de

estas nuevas tecnologías es

esencial contar con el apoyo

profesional de un grupo de

ingeniería.




Los ahorros potenciales de costos y el

incremento de la producción garantizan

la consideración de la perforación bajo

balance.




Beneficios

Perforación Bajo Balance

• Optimiza el desarrollo delreservorio.

• Minimiza los costos y riesgos.

• Incrementa la eficiencia de la perforación con mayores velocidades de penetración.

• Reduce el daño de formación.



Peso del fluido de

perforación Presión de formación

Terminologia

Se está perforando bajobalance cuando la cabeza hidrostática delfluido de perforación se diseña intencionalmentemenor que la presión de la formación que está siendo perforada

“La Perforación con Fluidos Compresibles” (PFC) se define como la técnica que empleagases para reducir la densidad del fluido de perforación.



• Proporcionar servicios integrados de perforación bajo balance guiados con tecnología.

• Presionar el desarrollo de nueva tecnología.

• Maximizar la eficiencia e integración en la localización proporcionando mutiplesproductos y servicios.

• Crear alianzas con socios estratégicos en la industria.

Las metas de Weatherford en Perforación

Bajo Balance incluyen:

Direccion



Qué servicios proporciona Weatherford?Qué servicios proporciona Weatherford?

Servicios

• Perforación con fluidos compresibles.

• Aditivos y Espuma especializados para perforación con fluidos compresibles.

• Software de Hidráulica para flujos multifase.

• Adquisición de datos.

• Ingeniería en aplicaciones técnicas de PFC.

• Compresión de Aire.

• Servicios de Nitrógeno.

• Equipo de perforación especial.

• Equipo de control y recuperación en superficie.

• Herramientas pozo abajo (motores, equipo de medición de presión, “deployment valves”, etc).

• Cabezas Rotatorias.



Taladro de pruebas y entrenamiento• OIME Modelo 950E.

• Profundidad máxima = 1,468 ft.

• 1,000 hp de potencia delmalacate.

• 450,000 lbs. en sistema de izaje.

• Llaves de potencia paratubería de perforación de 6-5/8”- 30”.

• Sistema de posicionamientoPush Master™.

• 16K “Power Tong” con “Power Scope”.

• Sistema Stabmaster™ “Stabberless2.



Taladro

Grupo deperforaciónbajo balance

Gases comprimidos

Gerencia de proyectoy planeación

Química de fluidos de perforación

Simulaciónhidráulica defluidos compresibles

Adquisición dedatos

Herramientas especiales

Sistemas deperforación con

percusión

Sistemas de recuperación

de producción

Servicios direccionales

Servicios



Modelamiento por Modelamiento por ComputadorComputador

Cabezas Cabezas RotatoriasRotatorias

Sistemas de Sistemas de OrientaciónOrientación

Adquisición de Adquisición de datos en datos en tiempo realtiempo real

Ingeniería y Ingeniería y química de química de perforación con perforación con fluidos fluidos compresiblescompresibles

Sistemas de Sistemas de manejo y de manejo y de separación en separación en superficiesuperficie

Suministro Suministro de Nitrógeno de Nitrógeno y aire y aire comprimidocomprimido



Muchas companías reconocidas confían en la esperiencia de Weatherford en la perforación bajo

balance.

Servicio

• Shell -- Laterales perforados con Trans-Foam en shale de baja presión.• PDVSA -- Ingeniería de proyecto, sistema cerrado bajo balance.• PEMEX -- Selección de candidatos para perforación bajo balance,

planeación de pozos, sistemas de control y recuperación de perforación en superficie.

• YPF -- Gerencia de proyecto, perforación con espuma, evaluación de la formación mientras se perfora.

• Baker Inteq -- Servicios de fluidos, ingeniería y entrenamiento para perforación costa afuera.

• MOBIL -- Sistema completo de perforación bajo balance, ingeniería, adquisición de datos, aire comprimido, servicio de nitrógeno, fluidos.

• PetroBras -- Ingeniería, diseño y manejo de fluidos para proyectos de perforación con cabeza de baja presión en Salvador, Bahia.



Logros

• Trans-foam, el único sistema patentado de espuma re ciclable en el mundo.

• Perforación con espuma hasta 1,500 metros de alcanc e horizontal.

• Perforación con espuma con un 70% de contaminación con aceite.

• Perforación con espuma hasta profundidades de 22,00 0 pies.

• Simulador de condiciones de fondo de pozo AMFM, efe ctivo en 55-100% de fracción de volumen de gas.

• Perforación horizontal con tubería flexible y espum a en yacimientos de crudo agotados.

• Experiencia mundial sin paralelo en aplicaciones té cnicas de perforación con fluidos compresibles.

• Equipos especialmente diseñados para recuperación y control en superficie, incluyendo las mejores cabezas rotatori as.



Daño de formación

Taponamiento de fracturas

Taponamiento de poros Daño de formación

• Reducción de la permeabilidad relativa.

• Taponamiento de las gargantas de poro por cortesfinos.

• Hinchamiento de arcillas reactivas al agua.

• Daño por contacto con fluidos externos.



QuímicaBajo Balance

• Surfactantes (Espumantes).

• Polímeros para el control de arcillas.

• Aditivos para el control de la corrosión.

• Química para la entrada de agua.

• Química para entrada de gases especiales.



La espuma ofrece la mayor capacidad de levantamientode recortes de todos losfluidos de perforación.

Incremento en la capacidad de levantamiento de

cortes.

Reducción en los requerimientos de velocidad.

Fluidos Compresiblesde Perforación

Aire o Gas Niebla Fluido aired ao Espuma



• Calidad (100) 100% Gas.

• Medio de transporte menos eficiente.

• Velocidades de 3,000 pies/min.

• La velocidad requiere cambios en la sección horizontal.

• El aire seco es raramente seco.

Gas y Aire Seco



•Calidad ( 96 - 99.9 % ).

•30% mas aire requerido“NO”.

•Fase de agua contínua.

•Se asemeja físicamente a una niebla.

•Mejor definición: Espuma decalidad ultra alta.

•Caídas de fluidoconsideradas cortes con velocidad de asentamiento.



Espuma

• Calidad ( 55-99.5%).

• Medio mas eficiente (velocidad).

• Menor velocidad de asentamiento.

• Mas versátil.

• Rango de calidad efectivo masamplio.

• Presente hasta una calidad de 99.5%.



Fluido

GAS

Surfactantes (Espuma)

• Seleción cuidadosa.

• Proporcionatransporte a cortes grandes.

• Velocidad anular baja.

• Tolerancia de Hidrocarburos.

• Tolerancia a la sal.

• BHP Vs Fricción.



120o

FASE

GASEOSA

DRENAJE EN LA

LAMINILLA

ELASTICIDAD DE LA

PELICULA

DENSIDAD TOTAL

SELECCION DEL

SURFACTANTE



BULK FLUID

ESPUMA

GAS

120o

FASEGASEOSA

Región de película

Delgada

(Fase liquida)

Interfase(Fase de superficie 2-D)

Laminilla

Surfactantes(Espuma)

• Seleción cuidadosa.

• Proporcionatransporte decortes grandes.

• Velocidadanular baja.

• Tolerancia de hidrocarburos.

• Tolerancia a la sal.

• BHP vs Fricción.

Borde de la burbuja



Fluido Aireado

• Calidad (0-55) 0-55% de Gas.

• Medio extremadamenteinconsistente en rangos de calidadalta.

• El fluido y el gas tienen factores de fricción muy diferentes.

• El añadir gas a un lodo estándar no es la solución.

• Benificios con químicos especiales para el arraste.



Trans-Foam®

• La única espuma reciclabe en el mundo.

• La espuma con mayor tolerancia al aceite disponible.

• Reduce los costos de químicos.

• Reduce el consumo de agua.

• Proporciona una reducción sustancial de desechos.



Trans-Foam®

• Primer pozo, Basilacata, Italia, Texaco, 1992.

– 1,500 pies de agujero de 26” .– 4,500 pies de agujero de 17.5”.– Se establecieron registros de perforación para el

área.

• Pozo mas reciente, Venezuela, PDVSA, 1999.

– Lago de Maracaibo, Venezuela. – Locación costa afuera -- Contención crítica.– Altamente útil en laterales de 300 metros.– Influjo de crudo.– Diez días de circulación con solo un consumo de

500 barriles de agua.



Separador

Temblorinas, Sistema de circulación con pH bajo

Sistema de controlde pH

Solución recuperada listapara ser reusada

Equipo decompresión

Montaje típico paraTrans-Foam®



Polímero para el control de arcillas

• Evita el gran problema de la hidratación de arcillas.

• Compatibilidad con espumantes.

• Incremento de la estabilidad del pozo.



Corrosión

• Siempre debe considerarse.

• Se acelera con la presencia de CO2 o H2S.

• Puede verse aumentada por incrementos en la presión y la temperatura.

• Erosión por corrosión en pozos laterales.

• De fácil manejo con los químicos apropiados.



Fuente: US DOE, Oil & Gas Journal Sept. 23, 1996

0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0%

35.0%

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Porcentaje de todos los pozos

02000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Número

de pozos

Procentaje de todos los pozosNúmero de pozos

Actividad de Perforación BajoBalance. Actividad en E.U. - 1994 - 2005



Inyección de GasFluidos compresibles

• Aire, Nitrógeno o Gas natural.

• Inyección a través de la sarta de perforación.

• Inyección a través de tubería parásita.

• Inyección a través de Scab Liner o tubería concéntrica.



Inyección de Aire-Nitrógeno(Sarta de Perforación)

• Aplicación mas simple.

• Menores costos.

• Es difícil controlar la presión de fondo de pozo durante los viajes.

• Uso de “Steering Tool” o EMWD.



Tubería Parásita

• Mas costos de instalación.

• El control de la densidadequivalente de circulación(ECD) está limitado por la profundidad de la tubería.

• Buen control de la presiónde fondo de pozo durantelos viajes.

• Permite el pulso de lodo.



Scab Liner

• Instalación mascostosa.

• El control de la ECD esta limitada por la profundidad del “liner”.

• Control de la presión de fondo de pozo durantelos viajes.

• Permite el pulso de lodo.



Weatherford construye una

línea completa de equipo

de compresión diseñada

para optimizar su

funcionamiento.

Equipo de Compresión



Weatherford mantiene un completo control durante todas las etapas de construcción del equipo de compresión.

Equipo deCompresión




La calidadcomienza en la etapa de diseño y continúa durante todo el proceso de construcción.



Las facilidadesexistentes en nuestrostalleres, ayudan a mantener elcontrol de calidad, costosy tiempo de producción.





Membranas de nitrógeno de alta presión y panel de control.



El aire a alta presión fluye a través de las membranas y como resultado se obtiene nitrógeno de alta pureza a altapresión.




Compresores de Weatherford en elsitio de trabajo.




Combinación Compresor-Booster

Consumo de combustible - 22 gal/hr

El mas bajo en la industria!

Equipo de Compresión



Unidad de compresiónde Nitrógenode Membrana

Equipo de Compresión de Nitrogeno



El “Gauge Carrier” aloja

dos registradores

electrónicos de presión y

temperatura.

Se coloca detrás del

ensamble de fondo de

pozo, recolecta datos en

memorias que pueden ser

descargados durante los

viajes.

Adquisición de datos de presión “Gauge Carrier Tool”



Adquisición de datos de presión

• Se pueden correr multiples portadores (carriers) en la tubería de perforación, con lo cual se puede obtener ungradiente de presión a travésde toda la sección horizontal del pozo.

• Esta información puedeayudar a deteminar de dondeviene exactamente el influjo.

• Estos datos guardados en memoria mostrarán todos losviajes de conexión y recolectarán cualquier datode presión que se hayaperdido con las herramientasde MWD.



Válvulas de Contrapresión Recuperables

• Durante la perforación bajo balance, las válvulasde contrapresión recuperables llegan a seresenciales en la operación pues permiten despresurizar la sarta de perforación cuando es necesario hacer una conexión.

• Debido a la naturalezacrítica de la válvula de contrapresión en aplicaciones de bajobalance, se ha vuelto unapráctica estándar tener 2 válvulas en la sarta.



Downhole Deployment Valve

➢➢ IncrementaIncrementa la la seguridadseguridad ..

➢➢ Ahorra tiempoAhorra tiempo deldeltaladrotaladro ..

➢➢ Ahorra dineroAhorra dinero ..



Deployment Valve en posición abierta• La válvula se coloca en la tubería

de revestimiento conservando su diámetro interno.

• La válvula proporciona un mediode aislamiento del anular a travésde una placa tipo charnela.

• La válvula puede ser operada a través del anular o un capilar.

• Se utiliza un empacador externode tubería de revestimiento para proporcionar una barrera entre elcemento y la válvula.



Deployment Valve en posición cerrada

• Después de sacar la tubería de perforación a través de la “deployment valve”, se cierra la válvula presurizando hidráulicamente el anular intermedio.

• Se puede continuarsacando la tubería a unapresión cero, con lo cualse elimina la necesidaddel equipo de “snubbing”.



Equipo de Control y Medición en Superficie



Configuración de la Cabeza de Pozo

D.S.A

281 "

7.14 m

75 "

SpacerSpool

Check Valve

"C"Section

SchafferAnnular

Preventer10,000 #

Pipe Rams

Pipe Rams - 4 1/2"

Blind Rams

Tech CorpRCH

"B"Section

"A"Section

FlowSpool

4 1/16" x 10,000#2 1/16" x 10,000#

10,000#

5,000#

Flow "T"

Separator

1.90 m

Mud Cross H.C.R.

E.S.D

223 "

5.66 m

6 ",

Sch

edul

e 16

0, F

low

line

• El arreglo de preventores constade: arietes de tubería y anular estándares.

• La Cabeza Rotatoria proporcionaun sello energizado en la tuberíade perforación cuando se rota o se hace viaje con la tubería.

• Un carrete de desviación incorporado a la Cabeza Rotatoria para proporcionar un medio de conexión al equipo de separación.

• Una válvula ESD bridada al carretede desviación (no debe ser usadaen la línea de flujo primaria si la presión de matado de pozo excede la presión de trabajo de la CabezaRotatoria)



Líneas de flujo

• Las líneas de flujo están bridadas al arreglo de preventores. Una conectada al carrete de desviación y la otra al carrete inferior de la TR.

• Diseñadas para flujo abrasivo.

• Todos las tuberías y adaptadores se encuentransoldados.

• Diámetro de 4” a 6” de tuberíade pared gruesa para minimizarla contrapresión en le pozo.

• Una tercera línea de flujo puedeser añadida al ensamble de válvulas del taladro.



Cabeza RotatoriaRPM System 3000

• Diseñado para mantener contrapresiónen el pozo durante la perforación.

• Presión de trabajo durante la perforacióno “stripping” de 2,000 lppc.

• Presión estática de 3,000 lppc.

• Velocidad de rotación durante la operación de 200 RPM.

• Diseñado para sellar tanto en tubería lisa como en flechas irregulares.

• Sello pasivo de respaldo opcionalmontado sobre el sello activo.

• Pueden acomodar una unidad de “snubbing” para ser usada durante losviajes para cambio de barrena.

• Diseñado para reducir los tiempos gastados durante los cambios del elemento de sello o de los baleros.



Sección del RPM System 3000

CandadohidráaulicoPistón delcandado

Ensamble de baleros

Candado mecánico

Elemento de selloenergizado con presión Salida lateral de

7 1/16”

Brida para lacabeza del pozo



RPM System 3000

• Este sistema hidráulico energizael elemento activo de la CabezaRotatoria.

• Este control hidráulico esoperado y monitoreado por computador.

• Todos los componentes de estesistema de control hidráulico son intrínsecamente seguros.

• En la unidad hidráulica están incorporados tanto sistemas de enfriamiento como de calentamiento.

• Un panel remoto de control para los perforadores permite un monitoreo contínuo por parte delpersonal del taladro.

Unidad de Control Hidráulico



Cabezas Rotatorias de Control

• Doble elemento de sello rotatorio.

• Sellos enfriadoscon agua.

• Lubricación positiva con aceite.

• Tenaza operadahidráulicamente.



Cabezas Rotatoriasde Control

• Las cabezas rotatorias Williams son reconocidas a nivel mundial en elcontrol de pozo y otros usos cuando se perfora para la búsqueda de petróleo, gas y recursos geotérmicos.

• El modelo 7000 de Williams está diseñado para operar a altas presionesen aplicaciones de circulaciónhorizontal y reversa. Puede ser usado con rotaria o “top drive”. Los cambios del ensamble de rodamientos y del sello pueden hacerse rápidamente sin remover la tubería de perforación.



Equipo de Separacióny Medición



Equipo de Separación y Medición• El dimensionamiento adecuado y

la selección de este equipo esun factor crítico.

• El tanque debe ser capaz de separar líquidos (agua y aceite), gases y sólidos y al mismotiempo medir con precisión losvolúmenes de cada uno.

• Tiene el separador la habilidadde transferir líquidos y sólidos a presión cero?

• La capacidad del tanque paracontener sólidos es de gran importancia.

• El sistema preferido de recolección de datos es el de flujo en tiempo real.



Separador de Cuatro Fases

• Separador de cuatrocompartimientosque permite la serparación de losretornos del pozo.

➢ SólidosSólidosSólidosSólidos....

➢ Gases.Gases.Gases.Gases.

➢ AceiteAceiteAceiteAceite....

➢ FluidoFluidoFluidoFluido de de de de perforaciónperforaciónperforaciónperforación o o o o HHHH2222O.O.O.O.



Separador de Cuatro Fases

• La medición de los gases producidos a través de este separador se hacecon un sistema de orificioequipado con transductores de presión y temperatura para tiemporeal.

• La medición de líquidos se hace con medidores de turbina ubicados en ambassalidas de líquido.

• Cada uno de los cuatrocompartimientos está equipado con mirillas paramonitorear la acumulaciónde sólidos y líquidos.



Vista Interna del Separador de 4 fases



Ensamble de válvulas de entraday Muestreadores

• Controlan todos los retornosdesde el pozo y desvían elflujo a su destino apropiado.

• Con salidas laterales en distintos sentidos.

• Se puede reparar o inspeccionar una línea delensamble mientras se mantiene el flujo por otralínea.

• Los muestreadores pueden usarse individualmente o simultaneamente.

• Utiliza estranguladores hidráulicos.



Recolectores de Muestras

• Recolecta losrecortes de perforación para elgeólogo.

• Deben tener la capacidad de serpurgados con ungas inerte.



Patín de Bombeo del Sistema de Recuperación de Superficie



Esquema de Dispositivos Sistema de Recuperación



Equipo de Superficie paraSistema Abierto

• Limitado por la presión y el gasto de flujo.

• Proporciona pocasposibilidades de medición de losgastos de flujo.

• Los tanques abiertoshacen de la producción y almacenamiento de hidrocarburos unasunto con mayores riesgos.



Adquisición deDatos

• Medición y registrode:– Presiones.– Gastos.– Gas.– Líquido.– Temperaturas.

• Muestra los datosen tiempo real.

• Proprietarios delmejor Software de la industria.

• Software diseñado para proporcionarintercambio de datos dinámicoscon modelos de flujo de múltiples fases - Weatherford es la única companía en elmundo con estacapacidad.



Sistema de Adquisición deDatos

• Un computador de flujorecolecta todos los gastosde flujo de inyección y de producción en tiempo real.

– Inyección de Gas.

– Inyección de Líquidos.

– Producción de Gas.

– Producción de aceite & gas.

– Todas las temperaturas y presiones del equipo y delflujo de superficie.

– Volúmenes de líquidos en eltanque.

• Y luego produce un informede pérdidas o gananciasnetas en tiempo real.



Adquisición de Datos



Adquisición de Datos

• Extremadamente importante.

• Los datoshistóricos mejoranla operacionesfuturas.

• Se requieren parainmportantesdecisiones de ingeniería.

• Proporciona unregistro electrónico del pozo.



ModeloModeloModeloModelo Hidráulico paraHidráulico paraHidráulico paraHidráulico para Múltiples FasesMúltiples FasesMúltiples FasesMúltiples Fases

Modelo AMFM

• Desarrollado por Clearwater y Penn State University.

• Diseñado por Ingenieros entrenados en el campo.

• Es el modelo maspreciso para flujosde dos y tres fases.

• 7 años de desarrollo.

• No está diseñado para uso comercial.

• Se usa como unaherramienta queasegura el éxito en el campo.

• Actualizadocontinuamente con datos precisos de campo.



La experiencia de Weatherford le

asistirá en la investigación de si el uso

de sistemas de Bajo Balance es el

medio mas eficiente para reducir sus

costos de perforación y estimulación.

El Equipo Completo



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Weatherford para maximizar

la productividad en su

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