La línea de acero marca un hito

Transcripción

1 La línea de acero marca un hito Las técnicas de intervención de pozos han dependido mucho tiempo de sistemas mecánicos e hidráulicos para la activación y medición. Como consecuencia de ello, los resultados de muchas operaciones dentro de los pozos cuyas profundidades eran frecuentemente aproximadas dependían tanto de las habilidades de los operadores como del diseño de las herramientas. Para un método de intervención, estas limitaciones se eliminaron cuando los ingenieros desarrollaron la línea de acero digital. Matthew Billingham Vincent Chatelet Stuart Murchie Roissy-en-France, Francia Morris Cox Nexen Petroleum USA Inc. Houston, Texas, EUA William B. Paulsen ATP Oil & Gas Corporation Houston, Texas Traducción del artículo publicado en, Invierno de 2/22: 23, no. 4. Copyright 22 Schlumberger. Por su ayuda en la preparación de este artículo, agradecemos a Blaine Hoover, Buddy Dearborn, Chuck Esponge, Douglas Guillot y Scott Milner, Broussard, Luisiana, Estados Unidos; Farid Hamida, Rosharon, Texas; y Fabio Cecconi, Pierre-Arnaud Foucher y Keith Ross, Roissy-en-France, Francia. D-Jar, D-Set, DSL, D-Trig, FloView, GHOST, Gradiomanometer, LIVE, LIVE Act, LIVE Perf, LIVE PL, LIVE Seal, LIVE Set, PS Platform, Secure y UNIGAGE son marcas de Schlumberger. 6

2 Las operaciones con líneas de acero se han realizado en pozos de petróleo y de gas durante más de 75 años, y hasta hace muy poco, las prácticas casi no han cambiado. Los técnicos e ingenieros en el campo ejecutan las operaciones básicas dentro del pozo a través de la manipulación de las herramientas de pozo fijadas al extremo de un alambre delgado con un único filamento; este alambre se conoce como línea de acero. El nombre lo distingue de los cables conductores utilizados en líneas eléctricas o de los cables trenzados utilizados para trabajos mecánicos más pesados. Estas operaciones dentro del pozo pueden ser tan simples como la introducción de un anillo de calibración hasta la profundidad total (TD) o procedimientos más complejos para el mantenimiento del pozo y optimización de la producción, tales como la colocación o extracción de válvulas y tapones. Las operaciones también incluyen la remoción del pozo de desechos que dificultan la producción, tales como arena o parafina. Más recientemente, se han introducido dispositivos con memoria electrónica en las líneas de acero para coleccionar datos con el fin de realizar levantamientos de presiones transitorias o adquirir registros de producción. Las líneas de acero se han mantenido como una parte fundamental de la intervención en pozos debido a que son económicas, confiables, eficientes y sin complicación desde el punto de vista logístico. Se despliegan con un equipamiento compacto relativamente fácil de usar que puede moverse y ubicarse en un pozo casi de cualquier tamaño ubicado en cualquier lugar del mundo. Se pueden utilizar en todo tipo de pozos, incluyendo HPHT, con gas sulfuroso, de ángulo elevado y surgentes (con flujo natural). En ubicaciones con limitaciones de espacio o de peso, la línea de acero es frecuentemente la única opción viable para la intervención. Pero la simplicidad de la línea de acero es también el origen de sus inconvenientes. Los ingenieros la diseñaron inicialmente para ejecutar operaciones mecánicas rudimentarias. En ese tiempo, la profundidad absoluta no era una consideración esencial para tales operaciones. Los perforadores no podían colocar las herramientas con precisión y, como consecuencia de ello, era difícil verificar la ubicación precisa de una herramienta dentro del pozo. Para algunas operaciones, particularmente en las operaciones de disparos o en el asentamiento de herramientas de aislamiento, el conocimiento de la profundidad exacta de la herramienta es crítico. De manera similar, para asegurar que los instrumentos y otras herramientas sensibles no se dañen durante las operaciones de colocación o extracción, o para confirmar la acción pretendida en el pozo, con frecuencia, es imperativo ejercer una fuerza con márgenes estrechos de variación dentro del pozo. Con la utilización de la línea de acero, es imposible determinar con certeza la profundidad exacta de la herramienta ni la cantidad de fuerza ejercida. Todos los tubos, alambres y cables se dilatan en cierta medida cuando se mueven hacia adentro y hacia afuera de un pozo. La dilatación de las líneas de acero, sin embargo, es significativamente mayor que la de otros medios de transporte. Por lo tanto, las mediciones de profundidad realizadas utilizando un dispositivo mecánico y que se muestran en la superficie es posible que no representen con exactitud la ubicación de la herramienta. De hecho, la información mostrada no es una medición de la profundidad de la herramienta, sino de cuánto alambre se ha enrollado o desenrollado del tambor. En consecuencia, la precisión estándar de los sistemas de medición de profundidad con líneas de acero es de alrededor de 3 cm/3 m [ pie/ pies]. Esta precisión, con frecuencia, es suficiente para operaciones con líneas de acero cuya profundidad se calcule que esté a algunos pocos pies de algún punto fijo de la sarta de terminación. En pozos que no tengan marcadores de fondo del pozo, el margen de error puede ser inaceptable. Los ingenieros han diseñado sistemas para corregir la dilatación así como otras variables, pero tales medidas correctivas se basan solamente en datos estimados y las operaciones sofisticadas generalmente exigen más precisión que la que podrían brindar estos sistemas. Además, la desviación del pozo podría causar inexactitudes considerables en las lecturas de indicación del peso en la superficie; estas lecturas son el único indicador de las fuerzas que se aplican dentro del pozo. Típicamente, el peso dentro del pozo se mide utilizando una celda de carga fijada al cabezal del pozo y a una polea a través de la cual se dirige la línea de acero desde el tambor hacia la parte superior del lubricador (derecha). A medida que se ha incrementado el ángulo de los pozos desviados, junto con la cantidad de dichos pozos, ha habido un aumento correspondiente en la frecuencia y el grado de imprecisión de las lecturas del peso. Tales imprecisiones en la profundidad y el peso pueden llevar a tiempos de operación extensos, o, en terminaciones de pozos más complejas, a problemas operativos. En las operaciones de disparos con líneas de acero, por ejemplo, la colocación de un cañón (pistola) a unos pocos pies por encima o por debajo de la profundidad objetivo, puede marcar la diferencia entre producir agua, petróleo o gas, o nada en absoluto. En los últimos años, los ingenieros han desarrollado numerosas mejoras al equipamiento tradicional de las líneas de acero. La mayoría de Lubricador Válvula ciega Polea Prensaestopas Árbol de válvulas Polea Celda de carga Tambor de la línea de acero > Montaje básico de la línea de acero. Una celda de carga, sujeta a una polea, se activa por la tensión del alambre que corre por la polea. La línea de acero corre desde el tambor hacia la polea, la cual lo redirige hacia arriba formando un ángulo agudo. Gira 8º por una segunda polea y se introduce en el prensaestopas desde donde penetra en el pozo a través del lubricador. La válvula ciega, que está encima del árbol de válvulas, contiene arietes opuestos (no ilustrados) que pueden cerrarse para sellarse uno contra el otro sin retirar el alambre, lo cual proporciona una barrera alternativa para la presión en el caso de que falle el mecanismo de sellado del prensaestopas. estos son cambios graduales aplicados a herramientas que funcionan con línea de acero más que en la línea en sí. Las herramientas electrónicas alimentadas por baterías, las cuales adquieren datos y los almacenan en su memoria, han solucionado algunos inconvenientes WINTER /2 de la línea de acero relacionados con la Slickline activación Fig. y la confirmación de las acciones en ORWNT/2-SLKLN el fondo del pozo. Pero una vez que estas herramientas han sido desplegadas, no proporcionan datos en tiempo real del fondo del pozo ni otorgan al operador la posibilidad de efectuar ajustes, tales como la profundidad o la temperatura a las cuales se activan los disparadores.. King J, Beagrie B y Billingham M: An Improved Method of Slickline Perforating, artículo SPE 8536, presentado en la XIII Muestra y Conferencia del Petróleo en el Medio Oriente de la SPE, Bahrain, 5-8 de abril de 23. Volumen 23, no.4 7

3 Como resultado de esto, las herramientas operadas por baterías no pueden resolver los inconvenientes de tiempo y eficiencia que caracterizan a muchas operaciones tradicionales con línea de acero. El intento más ambicioso de superar estos obstáculos (utilizar la propia línea de acero para enviar señales bidireccionales entre la herramienta y la superficie) ha sido realizado durante décadas. Dicha solución podría usarse para proporcionar a los operadores datos precisos sobre la profundidad de la herramienta, el estado de la herramienta, el peso dentro del pozo, la tensión del alambre y datos del fondo del pozo tales como las mediciones de presión y temperatura en tiempo real. A pesar de muchos años de esfuerzo, los fabricantes no habían podido desarrollar una solución aceptable utilizando una línea de acero con equipamiento. Eso cambió cuando los ingenieros de Geoservices, una empresa de Schlumberger, desarrollaron los servicios de líneas de acero digitales (DSL). Este artículo describe las mejoras incrporadas a las líneas de acero en la forma de herramientas con memoria y alimentadas por baterías que permiten a los ingenieros expandir las aplicaciones con líneas de acero para incluir mediciones de profundidad precisas para las operaciones de disparos y de obtención de registros de producción. También se discute acerca de la tecnología DSL, la cual es una innovación de ingeniería más que una mejora de la línea de acero. Utilizando la telemetría sobre la línea de acero, junto con herramientas electrónicas alimentadas por baterías que incorporan una memoria y una interfaz de telemetría, los servicios DSL permiten la comunicación de comandos y datos entre la superficie y el fondo del pozo sin comprometer la integridad mecánica del alambre. Estas características amplían significativamente las capacidades de la línea de acero ofreciendo al operador una correlación precisa de la profundidad, información sobre el estado de la herramienta y control de la misma en tiempo real. Esto es crítico para lograr operaciones precisas, eficientes y de bajo riesgo en operaciones mecánicas, correctivas y de medición realizadas con líneas de acero. Mejoramiento de la línea de acero Históricamente, la precisión en la medición de la profundidad ha limitado de manera crítica el alcance de las operaciones con líneas de acero que utilizan dispositivos de medición convencionales. Los factores principales que afectan la precisión de la profundidad son la dilatación elástica, la temperatura, la flotabilidad, la fricción de la línea de acero y de la sarta de herramientas contra la pared del pozo, el levantamiento y la precisión de la rueda de medición. La variedad de tamaños y materiales utilizados para la línea de acero puede tener impacto 7, pies [2,2 m] Herramienta GHOST Retención de gas, conteo de burbujas de gas y de líquido, calibre promedio, orientación 4,8 pies [,5 m] Herramienta Gradiomanometer Densidad, desviación Sonda básica de medición Baterías y registrador, rayos gamma, localizador de collar de tubería de revestimiento, temperatura, presión 6,8 pies [2, m] Herramienta FloView Retención de agua, conteo de burbujas, centralizador, calibre promedio 3,5 pies [4, m] 4,2 pies [,3 m] Portador UNIGAGE Manómetro de cuarzo 3, pies [,94 m] Molinete en línea bidireccional Medidor de flujo Flujo-Calibre Generador de imágenes Medidor de flujo, calibre X-Y, retención de agua, conteo de burbujas, orientación relativa, centralizador > Herramientas alimentadas por baterías. El servicio PS Platform es un conjunto de herramientas alimentadas por baterías que pueden realizar operaciones de almacenamiento en memoria y de lecturas de superficie. La herramienta de detección óptica de retención (hold-up) de gas GHOST (arriba a la izquierda), usa cuatro sondas ópticas de zafiro para medir las retenciones de gas y de líquido, conteo de burbujas, mediciones de calibre de pozo promedio y orientación. La herramienta Gradiomanometer de perfil de densidad relativa (arriba, segunda desde la izquierda) mide la densidad promedio del fluido del pozo y la desviación del pozo, de los cuales se pueden deducir las retenciones de agua, petróleo y gas. El conteo de burbujas de la herramienta de medición de retención FloView (arriba, al centro), identifica la primera entrada de fluido, la retención de agua y el conteo de burbujas e incluye un centralizador y mediciones del calibre promedio del pozo. El portador del sistema de manómetro UNIGAGE (arriba, segundo desde la derecha) contiene un medidor de cristal de cuarzo que ofrece la opción de medición de presión de alta resolución. El molinete en línea opcional (arriba a la derecha) proporciona una medición bidireccional de la velocidad del fluido dentro de las tuberías. La sonda básica de medición (inferior izquierda) proporciona datos de rayos gamma (GR) y del localizador del collar de la tubería de revestimiento (CCL) para la correlación, además de mediciones de presión y temperatura. El generador de imágenes de flujo y medidor del calibre del pozo (inferior derecha) mide la velocidad promedio del fluido, las retenciones de agua e hidrocarburos y el conteo de burbujas a partir de cuatro sondas independientes. También proporciona mediciones de calibre de doble eje X-Y y mediciones relativas de la orientación. Las mediciones de desviación y del acelerómetro proporcionan la corrección por desviación de la densidad de flujo medida. también en las lecturas de las mediciones. Los diámetros más comunes de las líneas de acero son hace descender al pozo. A menos que los gradien- la longitud del alambre a medida que éste se,92;,8 y,25 pulgadas [2,34; 2,74 WINTER y 3,8 mm]. /2 tes de temperatura del pozo permanezcan cons- o que las variaciones de temperatura y sus Los materiales a partir de los cuales Slickline se fabrican Fig. 2tantes, (según su aplicación) incluyen acero ORWNT/2-SLKLN al carbono, mediciones 2 se incluyan en las correcciones de profundidad, es difícil compensar esta variable. aleaciones de acero inoxidable y aleaciones con base de níquel y cobalto. 2 Además, la flotabilidad, la fricción y el levantamiento (que son funciones de parámetros del pozo La dilatación elástica (el factor que provoca la mayor variabilidad en la precisión de la profundidad con las líneas de acero) es una función de el tipo de fluido, la desviación, la tortuosidad y la tales como la viscosidad del fluido, la tasa de flujo, la tensión de la línea y del módulo de elasticidad geometría) afectan las mediciones de tensión en del alambre. 3 Las mediciones de longitud pueden la superficie. aumentar o disminuir por diámetros de la rueda Aunque en profundidades no muy grandes de calibración fuera de tolerancia o por diámetros mal calibrados. Los cambios en la medición den aumentar y hacerse más significativas con el hay diferencias mínimas, las discrepancias pue- de los diámetros de la rueda pueden ser provocados por desgaste de la rueda, acumulación de los ingenieros han trabajado en el problema de la aumento de la profundidad. En los últimos años, residuos o la disparidad en las temperaturas a las precisión de la profundidad mediante el desarrollo de dispositivos electrónicos de medición que cuales se fabricó la rueda o se calibró y las temperaturas a las que opera. Los errores de medición intentan corregir automáticamente la dilatación pueden ser mayores a,6 m [2, pies] en pozos de del alambre. 3 m [ pies] de profundidad. 4 Las diferencias de temperatura del pozo también afectan mecánicos usados para activar las Otras de las limitaciones han sido los medios herramientas. 8

4 Los ingenieros han abordado este tema mediante el desarrollo de herramientas alimentadas por baterías. Estas herramientas que almacenan datos del fondo del pozo en su memoria, a los cuales se tiene acceso una vez que la herramienta regresa a la superficie, pueden ejecutar operaciones en el fondo del pozo cuando se activan mediante un temporizador o cuando se genera una señal a través de una secuencia predefinida del movimiento del cable. Los dispositivos con almacenamiento en memoria se han utilizado en servicios de corrección, tales como disparos y asentamiento de dispositivos, así como en servicios de mediciones tales como registros de la producción, al mismo tiempo que ofrecen ventajas de costo o de acceso con respecto a la línea eléctrica. La activación electrónica alimentada por baterías puede permitir la detonación segura de explosivos utilizados para el corte y el punzonado de las tuberías de producción y de revestimiento; y las herramientas de asentamiento electromecánicas pueden sustituir a los dispositivos explosivos. La industria ha dado la bienvenida a los cabezales de detonación electrónica porque pueden programarse para desactivarse automáticamente al recuperarlos en la superficie si la ventana de presión, que es una condición para su activación, se ha seleccionado correctamente. 5 Estas cuestiones se resolvían anteriormente utilizando cabezales de detonación de accionamiento mecánico o hidráulico. La industria también ha adoptado el uso de herramientas de asentamiento no explosivas de accionamiento electrónico en entornos donde la logística asociada con los explosivos es restrictiva o compleja. Los retardos en la detonación o las ventanas de presión son dos ejemplos de medidas de seguridad añadidas a los dispositivos tradicionales. Pero esto añade complejidad y compromete la precisión debido a las variaciones de las condiciones internas del pozo tales como la temperatura y la presión, así como también al tiempo que haya estado la herramienta dentro del pozo. Los cabezales de detonación electrónicos son inmunes a estas variaciones y proporcionan mayor precisión y control. 6 Muchos servicios que se realizaban usando líneas eléctricas o tubería flexible son posibles ahora como 2. Larimore DR y Kerr WL: Improved Depth Control for Slickline Increases Efficiency in Wireline Services, Journal of Canadian Petroleum Technology 36, no. 8 (agosto de 997): El módulo de elasticidad es la relación entre el esfuerzo longitudinal y la deformación longitudinal. 4. Larimore y Kerr, referencia Una ventana de presión es una condición predeterminada que permite que la herramienta se active solamente cuando está sometida a una presión mayor que la presión en superficie. 6. Goodman KR, Bertoja MJ y Staats RJ: Intelligent Electronic Firing Heads: Advancements in Eficiency, Flexibility, and Safety, artículo SPE 385, presentado servicios con líneas de acero gracias a las herramientas operadas por baterías. Éstas incluyen sensores de presión, temperatura, rayos gamma (GR), localizador del collar de la tubería de revestimiento (CCL), medidor de flujo, calibre, conteo de burbujas, orientación de la herramienta, retención (hold-up) de agua y retención de gas (página anterior). A pesar de estas mejoras, los ingenieros continuaron buscando el siguiente avance importante en las posibilidades de la línea de acero: un método mediante el cual pudieran enviar y recibir señales en tiempo real hacia y desde las herramientas que estuvieran en el fondo del pozo. Su objetivo era lograr la versatilidad y la precisión de la comunicación telemétrica de las líneas eléctricas sin sacrificar las ventajas de la línea de acero. Por ejemplo, como la línea de acero es un componente único, está equilibrado de forma natural y, de esta manera, se presta a operaciones tales como la percusión. Por el contrario, la percusión con una línea eléctrica puede llevar a la destrucción del aislante entre el conductor y el blindaje del cable. 7 La línea eléctrica incluye un conjunto de alambres de blindaje exterior e interior enrollados en direcciones opuestas alrededor de los conductores centrales (derecha, extremo superior). Esto crea un nivel inherente de torque dentro del cable que debe manejarse para evitar daños al alambre, especialmente en pozos profundos o con mucha desviación. Este daño puede adoptar la forma de superposición del blindaje exterior o de los alambres, que se desgastan, se rompen rápidamente y quedan suspendidos del equipamiento de control de la presión. Cuando se rompe un alambre superpuesto, se desenreda a medida que entra en el equipamiento de control de presión del cabezal del pozo, lo cual requiere una extensa operación para retirar el alambre trenzado de blindaje. El mecanismo de sellado de la parte superior del lubricador de la línea de acero también ofrece una ventaja sobre el utilizado para líneas eléctricas o trenzadas. Un prensaestopas para línea de acero es mucho menos complejo que el ensamble de tubo de grasa utilizado para una línea eléctrica o trenzada. Un elemento de prensaestopas en la Conferencia y Exhibición Técnica Anual de la SPE, San Antonio, Texas, Estados Unidos, de septiembre de La percusión con línea de acero utiliza un dispositivo mecánico en el fondo del pozo llamado percutor para dar una carga de impacto a otro componente del fondo del pozo. Los percutores incluyen una sección inferior unida a una herramienta u otro componente y una sección superior que puede desplazarse libremente. El percutor puede abrirse hacia arriba y, luego, hacerlo descender rápidamente para utilizar el peso de la sarta de herramientas para dar un golpe hacia abajo a la sección inferior. En sentido contrario, la línea de acero se bobina a alta velocidad para entregar una fuerza hacia arriba a la sección inferior del percutor. Revestimiento semiconductor Conductores aislados Blindaje exterior Blindaje interior > Cable eléctrico blindado. Los cables utilizados para operaciones con líneas eléctricas, o cables conductores, incluyen múltiples conductores blindados y aislados. En este caso, se empaquetan siete alambres conductores aislados dentro de un revestimiento semiconductor. Los alambres y los aisladores están envueltos en conjuntos de blindaje, interior y exterior, enrollados en direcciones opuestas sobre el conjunto. de goma mantiene un sello de presión incluso cuando un alambre pasa a través de él (abajo). Así, es más fácil de montar que un ensamble de tubo de flujo de grasa para cable trenzado, que requiere la WINTER /2 Slickline Fig. 3 ORWNT/2-SLKLN 3 Polea > Control sencillo de la presión. Un prensaestopas para línea de acero (anaranjado) consta de un manguito relativamente sencillo revestido con secciones de empaquetadura de polímero (negra) que actúa como un sello de presión contra el alambre mientras éste se desplaza hacia afuera del pozo, a través del lubricador presurizado y del prensaestopas, hacia la atmósfera y sobre la polea. Cuando se aprieta, una tuerca de empaquetadura (roja) comprime la empaquetadura contra el alambre, aumentando la fuerza de sellado. El mismo mecanismo de sellado mantiene la presión mientras la línea de acero penetra en el pozo. Volumen 23, no.4 9

5 inyección de grasa a una presión mayor que la del cabezal del pozo durante toda la operación. Las operaciones con líneas eléctricas realizadas bajo presión requieren de equipamiento adicional, lo que incluye una bomba de grasa y suministro de grasa, lo cual tiene implicaciones en la logística y el medio ambiente. Además, debido a que el movimiento de la línea a través del tubo de grasa puede romper el sello de grasa, la velocidad de desplazamiento del cable trenzado está limitada a cerca de 2 a 3 m/h [4 a pies/h] hacia adentro y hacia afuera del pozo. Las herramientas mecánicas que operan con línea de acero pueden desplazarse a una velocidad mayor sin perder el sello de presión, lo que ahorra un tiempo valioso de operación. Una cuestión de vida y profundidad Si bien un sistema verdadero de telemetría por línea de acero eludió durante décadas a los ingenieros, se pudo desarrollar una conexión de línea de acero con telemetría de potencia usando cable coaxial. No obstante, se ha abandonado esta tecnología debido a que el cable sacrifica la resistencia a la tracción y la robustez inherentes que resultan esenciales para las aplicaciones de líneas de acero. El desarrollo de un aislador era el obstáculo para llegar a la telemetría por línea de acero y los ingenieros tenían el reto adicional de encontrar un método para unir el material aislador al alambre. En el año 22, los ingenieros de Geoservices comenzaron a trabajar en un sistema de telemetría basado en la tecnología electromagnética MWD previamente desarrollada. Sin embargo, la telemetría no era el problema; el reto era encontrar un material aislante y un método para unirlo al alambre que le permitiera sobrevivir a los rigores de las operaciones con línea de acero. Inicialmente, el equipo probó siete polímeros como candidatos a material aislante, basándose en sus propiedades de resistencia. Sin embargo, en las condiciones del pozo, estos recubrimientos no se adherían al alambre. Después de años de esfuerzos, los investigadores desarrollaron un complejo material de recubrimiento para el alambre y un procedimiento meticuloso de unión. El producto acabado es continuo, uniforme y con una precisión de diámetro dentro las,2 pulgadas [,5 mm] en toda su longitud. 8 Aplicado a una línea estándar de aleación de acero inoxidable de,8 y,25 pulgadas [2,74 y 3,25 mm], el diámetro exterior de la línea de acero recubierta es de,38 y,53 pulgadas [3,5 y 3,89 mm], respectivamente. La línea de acero digital LIVE resultante retiene toda la fortaleza del alambre original sobre el cual está construida. El sistema mantiene los requisitos de alimentación de las herramientas alimentadas por baterías y utiliza la línea de acero como un conductor de la telemetría en lugar de un conductor eléctrico. Dado que los ingenieros diseñaron el servicio para que fuera un sistema de telemetría digital en lugar de un conductor eléctrico, pudieron reducir los requisitos del desempeño del aislante y, de esa manera, acelerar el desarrollo. Los ingenieros crearon otra ventaja al no enviar la alimentación a través de la línea de acero. Esta característica elimina las preocupaciones relacionadas con la confiabilidad de la transmisión a través de una línea eléctrica, accesorios asociados tales como los pesos de las barras de lastre y el punto en el cual el alambre se conecta con la sarta de herramientas. Pero las exigencias mecánicas de la unión del alambre aislado siguen siendo significativas; el alambre desplegado utilizando equipamiento estándar de línea de acero debe soportar los rigores del enrollado y desenrollado en el carrete, de pasar alrededor de las poleas y a través del equipamiento de control de presión. También debe resistir un ambiente de fondo de pozo frecuentemente agresivo y, cuando emerge del pozo a través del prensaestopas, se expone a una descompresión instantánea del cabezal del pozo a la presión atmosférica. En el año 29, esos obstáculos se habían superado y se ejecutaron exitosamente los primeros trabajos comerciales en África, Francia, Italia e Indonesia. Desde ese momento, se han ejecutado varios servicios con la línea de acero digital en Francia, Indonesia, China, Estados Unidos y Arabia Saudita. Aceleración, g n CCL, mv Temperatura, F 7,5 7, 69,5 69, Presión en la tubería de producción, psi Tensión del cabezal, lbf :28:5 3:28:3 3:28:45 3:29: 3:29:5 3:29:3 3:29:45 3:3: Tiempo, h:min:s > Confirmación en superficie de la detonación. Múltiples mediciones que se ven en la superficie muestran los efectos instantáneos de la detonación de los cañones de disparos justo antes de las 3:29:. La curva de choque (roja) indica una aceleración negativa de más de g n. Al mismo tiempo, la tensión del cabezal (púrpura) aumenta desde aproximadamente 8 lbf [356 N] hasta más de 2 lbf [534 N] y la presión (azul) cae desde 364 psi [9,4 MPa] hasta alrededor de 22 psi [8,4 MPa]. El movimiento de la herramienta es evidente en la curva CCL (verde) inmediatamente después de la detonación del cañón a medida que la herramienta se mueve dentro de la tubería, creando un voltaje a través de la bobina CCL. La oscilación del cable y el cañón después de la detonación se refleja en la tensión del cabezal y en las curvas de presión. Después de detonados los cañones, una disminución de la temperatura (anaranjado) indica que un fluido más frío está entrando en la tubería de producción desde el espacio anular. Estos indicadores son verificaciones independientes de que el cañón ha sido detonado al recibir el comando. 2

6 El núcleo de la sarta de herramientas LIVE incluye el controlador de gestión de placa base (BMC) computarizado que maneja la telemetría del fondo del pozo, entrega lecturas de superficie de choques, tensión de la línea, desviación y movimiento en tiempo real y confirma el éxito de las operaciones, tales como los disparos (página anterior). El equipamiento de superficie incluye una unidad de línea de acero equipada con una computadora y un transceptor, equipamiento para el control de la presión y la línea digital. El equipamiento opcional del núcleo del fondo del pozo incluye un cartucho de correlación de profundidad, el cual entrega mediciones de CCL y GR en tiempo real para proporcionar precisión de profundidad durante cualquier servicio con línea de acero; también puede añadirse un registrador digital de presión y temperatura para las mediciones de fondo de pozo. Los servicios de línea de acero digital LIVE están divididos según la típica clasificación de servicios de intervención: mecánicos, de corrección y de medición. Los servicios de línea de acero digital LIVE Act incluyen herramientas convencionales desplegadas de la misma forma que lo estarían en una línea de acero estándar. Los servicios de corrección incluyen servicios de asentamiento LIVE Set, los cuales no son con explosivos, servicios de tapones asentados hidráulicamente y de retenedor, servicios de sellado LIVE Seal, que utilizan sellado no elastomérico para terminaciones monodiámetro y servicios LIVE Perf, operaciones de disparos, punzonado y corte de tuberías. 9 El segmento de medición del servicio es el paquete completo de producción de herramientas de registro de la producción LIVE PL. Estos servicios pueden ejecutarse en conjunto con las herramientas fundamentales y opcionales, así como con medición y control en tiempo real. Además, los servicios LIVE expanden las posibilidades y los requisitos tradicionales por la adición del percutor ajustable para el fondo del pozo, D-Jar, el cual se puede comandar para activar y entregar repetidamente una fuerza específica en el fondo del pozo. Cuando se utilizan percutores tradicionales hidráulicos o mecánicos, los operadores confían en su experiencia y en un indicador de peso para determinar la acción del percutor en el fondo del pozo. La herramienta D-Jar, por el contrario, proporciona control y eficiencia en las operaciones de percusión ya que no requiere viajes a la superficie para ajustar la fuerza del impacto. Lo hace a través de percusiones repetidas hacia arriba utilizando la elasticidad del cable para almacenar energía, mientras que la acción percutora se entrega a través de la función de disparo mecánico Fleje Flejes del mandril > Liberación digital controlada. En el caso de que una línea de acero se atore, una señal desde la superficie desacopla la herramienta de DCR, permitiéndole al operador que extraiga del agujero la porción superior de la herramienta y todo el alambre, dejando los perfiles del cuello de pesca interno y externo limpios mirando hacia arriba (derecha). Según la posición de la herramienta de DCR en el pozo, o de otros factores que afecten el acceso, el operador puede utilizar entonces un alambre de cable o un tubería flexible y una herramienta de pesca con bandas que se fijan a un perfil interno (izquierda) o una herramienta del tipo de sobrepaso (centro) con bandas que se fijan a un perfil externo para recuperar la herramienta atorada. por activación eléctrica. La tensión y el choque dentro del pozo se miden y monitorean en la superficie durante la operación, lo que permite lograr una fuerza de percusión optimizada sin esfuerzos innecesarios sobre la sarta de herramientas o la percusión de componentes. Los ingenieros establecen la fuerza de percusión ajustando la tensión de cable, la que se puede reajustar en el momento necesario y con la frecuencia que se necesite. La herramienta de liberación controlada digital (DCR) es otra herramienta LIVE que puede añadirse a cualquier operación con línea de acero digital. En el caso de que se atasque la sarta de herramientas en el fondo del pozo y no pueda liberarse, las opciones de la línea de acero digital incluyen el uso de una barra de corte para cortar el alambre tan cerca de la sarta de herramientas como sea posible. El trabajo de acabado resultante puede requerir numerosas introducciones para recolectar, cortar y recuperar cualquier alambre que haya quedado en el pozo, a veces, seguidas de intentos utili- WINTER /2 zando un cable conductor Slickline trenzado Fig. 6 para enganchar y recuperar la herramienta ORWNT/2-SLKLN atascada. Esto 6puede ser problemático si el alambre permanece en la parte Cuello de pesca interno Cuello de pesca externo superior del objeto que se está recuperando o si el cuello de pesca se ha dañado. Frecuentemente, requiere muchos intentos determinar la naturaleza y cantidad de los residuos que están encima de la herramienta atascada y, luego, retirarlos antes de que pueda engancharse y recuperarse la herramienta atascada. En contraste, la herramienta DCR proporciona una separación controlada del conjunto de la sarta de herramientas en el cabezal de la herramienta o cerca del mismo, lo que en lugar de dejar el alambre detrás, deja sólo un perfil definido de cuello de pesca interno y externo (arriba). Los servicios de asentamiento de líneas de acero digitales LIVE Set proporcionan un medio para el asentamiento de dispositivos tales como tapones de tuberías de revestimiento y de producción, así como retenedores de cemento, sin la utilización de sistemas tradicionales basados en explosivos. Si se utiliza la herramienta de asentamiento electrohidráulica 8. GEM-Line Goes LIVE, GeoWorld The Geoservices Group Magazine 54 (diciembre, 2): Los punzones son dispositivos de disparos diseñados para penetrar la sarta de la tubería de producción interna sin dañar la tubería de revestimiento circundante. Volumen 23, no.4 2

7 digital D-Set controlada desde la superficie, este servicio permite el asentamiento de componentes de fondo de pozo en la profundidad correcta (abajo). Esta herramienta es una unidad de alimentación electrohidráulica alimentada por baterías que puede generar hasta 25 toneladas [249 kn] de fuerza, suficiente para colocar tapones, empacadores y otros dispositivos de forma permanente. La microhidráulica (bombas hidráulicas miniaturizadas) puede generar esta fuerza con alimentación limitada en un pequeño conjunto. Los ingenieros controlan la profundidad de la herramienta de manera precisa utilizando rayos gamma y un localizador del collar de la tubería de revestimiento en el fondo del pozo. Unidad de alimentación hidráulica Válvula solenoide Motor eléctrico Barrera de presión Conjunto electrónico Batería de litio Bomba microhidráulica > Herramienta de colocación electrohidráulica D-Set. La unidad electrohidráulica D-Set contiene tres componentes principales: una batería de litio para alta temperatura, un conjunto electrónico y una unidad de alimentación hidráulica (HPU). La batería de litio proporciona alimentación. El conjunto electrónico convierte la salida de CC de la batería en corriente alterna trifásica para el motor eléctrico de la HPU y envía los comandos al circuito hidráulico. La batería y el conjunto electrónico están aislados de la HPU por medio de una barrera de presión. La HPU, que consta del motor eléctrico, la bomba microhidráulica y una válvula solenoide, mide 54 mm [2, pulgadas] de diámetro por 5 mm [2, pulgadas] de longitud. Una bomba más pequeña, de 43 mm [,7 pulgadas] de diámetro, puede generar casi 6 toneladas [6 kn] de fuerza. Dentro de la HPU, el motor eléctrico sin escobillas se acopla a una bomba microhidráulica axial de pistones, de desplazamiento fijo (no ilustrado). El motor funciona a alta velocidad para requerimientos de torques bajos, tales como el recorrido de la herramienta, y conmuta a baja velocidad para necesidades de elevado torque, tales como la colocación de una herramienta o el cizallado de un vástago de colocación. La salida de la bomba hidráulica se dirige hacia la sección mecánica de la herramienta (no ilustrada) a través de solenoides controlados desde la superficie. Elementos de empaque en posición de sellado Cuñas Cono Elementos de empaque retraídos > Colocación en tuberías lisas. Con un mandril GeoLock, las herramientas pueden colocarse en tuberías lisas que no tengan perfiles de colocación internos. Cuando la herramienta está en la posición de introducción, las cuñas y elementos de sellado (recuadro izquierdo) están retraídos, lo cual minimiza el diámetro exterior del mandril y permite que pase a través de la tubería. Una vez que el mandril se ha introducido hasta la profundidad deseada, WINTER se /2 lo coloca utilizando una herramienta de colocación digital LIVE D-Set o una herramienta de Slickline colocación Fig. explosiva 7 para comprimir la herramienta, forzando los conos a desplazarse detrás ORWNT/2-SLKLN de las cuñas y elementos 7 de sellado. Esto expande los sellos (recuadro derecho) contra la pared de la tubería. El mandril puede recuperarse utilizando una herramienta eléctrica o hidráulica que engancha los conos, los sellos y los deslizadores haciéndolos regresar a sus posiciones originales. La herramienta D-Set utiliza una bomba electrohidráulica alimentada por baterías para generar la potencia necesaria para crear el tiro, el movimiento o el recorrido necesarios para colocar el dispositivo. Durante la secuencia de asentamiento, se envía hacia la superficie la información de diagnóstico de la corriente del motor, del impacto de la sarta de herramientas y de la tensión del cabezal para confirmar cada paso del proceso. El mandril de fijación recuperable, una de las herramientas más versátiles de la caja de herramientas de la línea de acero, permite la intervención de pozos monodiámetro o terminaciones con niples de asiento dañados. Los mandriles de fijación tradicionales de línea de acero tienen sellos de goma que se proyectan hacia afuera contra la pared de la tubería de producción para la contención de la presión. Son activados por un mandril interior que se mueve hacia abajo por detrás de ellos al mismo tiempo que fuerza a las cuñas a moverse hacia afuera y anclarse a la tubería. Los ingenieros usan estos mandriles de fijación para transportar tapones, sensores de presión y temperatura, así como otras herramientas hasta puntos de la tubería de producción o de revestimiento que no tengan niples de asiento. A diferencia de los mandriles de fijación tradicionales, el servicio de sellado digital LIVE Seal GeoLock usa un mecanismo de sellado cinemático que no es de goma y que no se deforma cuando se coloca la herramienta (izquierda, extremo inferior). De esta manera, puede utilizarse en presencia de gas y a temperaturas y presiones elevadas durante períodos prolongados (circunstancias que frecuentemente llevan a fallas de los sellos de goma extruidos) y se puede recuperar con facilidad con herramientas de extracción de línea de acero estándar. Los dispositivos de anclaje y sellado maximizan el área de flujo interno del mandril y, cuando están retraídos, reducen el diámetro exterior del mandril durante los viajes de entrada y salida del pozo. El mandril GeoLock se introduce con la herramienta de asentamiento D-Set y una secuencia que consiste en centralización, anclaje y sellado. Los ingenieros pueden monitorear el procedimiento desde la superficie usando un gráfico de tiempo de la secuencia completa de sellado. La herramienta y el mandril usan un disco de cizallamiento calibrado en lugar de un pasador de cizallamiento, lo cual garantiza un tubo totalmente abierto al flujo sin restricciones internas una vez colocada la herramienta. La línea de acero digital también incluye servicios de operaciones de disparos LIVE Perf. Con estos servicios, los operadores pueden cortar la tubería con confianza y de forma segura para recuperar, punzonar la tubería y disparar a profundidades específicas. El servicio emplea el dispositivo de activación digital D-Trig, el cual permite la activación controlada de dispositivos explosivos y no explosivos desde la superficie. Al igual que otros equipos DSL, el dispositivo D-Trig usa los datos GR o CCL en tiempo real del cartucho de correlación de profundidad para lograr un control preciso de la profundidad. Está equipado con múltiples sistemas a prueba de fallas y es compatible con la mayoría de las tecnologías de disparos, punzonado y asentamiento de la industria. El dispositivo de activación D-Trig representa un avance significativo en las activaciones de línea de acero porque puede correlacionarse en 22

8 tiempo real con las lecturas de GR y CCL de la superficie cuando se implementa en combinación con la herramienta de cartucho de correlación de profundidad (derecha). Esta herramienta puede detonar todos los cañones de disparos bajados a través de la tubería de producción, cañones portadores huecos, cortadores de tuberías de producción y de revestimiento de Schlumberger y algunos sistemas de otros proveedores. El sistema D-Trig puede utilizarse también para iniciar herramientas explosivas de asentamiento. La combinación del sistema D-Trig y el controlador de manejo de placa base (BMC), así como otros dispositivos tales como un medidor de presión de cuarzo, aumenta la detección de disparos en el fondo del pozo. Las brigadas de trabajo pueden identificar con confiabilidad errores antes de recuperar las herramientas en la superficie. Dentro del BMC, los cambios de detección de choques y de la tensión del cabezal proveen una evidencia concluyente de que el dispositivo ha detonado. Esto puede confirmarse también con mediciones de la presión y la temperatura en el fondo del pozo. Otra característica de seguridad del servicio D-Trig es un fusible que puede fundirse para desactivar el detonador en ciertas condiciones, las cuales incluyen la falta de acuerdo entre los microprocesadores, deriva en la frecuencia del reloj de los circuitos electrónicos, bajo voltaje de la batería del BMC e intervalos de tiempo excesivos en las comunicaciones. El fusible puede fundirse también por un comando del operador. Cuando los ingenieros sustituyen los explosivos potentes por detonadores de explosión de puente de alambre o por detonadores de explosión de lámina, el sistema se vuelve inmune a la detonación anticipada causada por una variedad de factores: radiación de radiofrecuencia, protección catódica por corriente impresa, soldadura eléctrica, líneas de alimentación de alto voltaje. La introducción de los servicios de registro de la producción LIVE PL cambiaron la dependencia de la industria para estos levantamientos con herramientas con almacenamiento en memoria operadas por batería o líneas eléctricas. Los registros de producción, que son posiblemente la herramienta más poderosa para el diagnóstico de la salud de un pozo, proporcionan mediciones en sitio que describen la naturaleza y el comportamiento de los fluidos del pozo durante la producción o la inyección; los registros de producción también ayudan a los ingenieros a determinar las zonas que están contribuyendo al flujo de fluidos. Pero en pozos con ubicaciones superficiales en las que las limitaciones de espacio, de peso o de accesibilidad excluyen el uso de unida- des grandes de línea eléctrica, la única opción para la obtención de un registro de producción ha sido una herramienta de línea de acero con almacenamiento en memoria y alimentada por batería. El servicio LIVE PL ofrece una alternativa a la unidad de línea eléctrica, más grande, al mismo tiempo que entrega una correlación de profundidad más exacta, gracias a las herramientas con almacenamiento en memoria. Además, el servicio envía datos de registro en tiempo real hacia la superficie al mismo tiempo que los almacena en memoria. Además, cuando los ingenieros realizan pruebas de presión transitoria con la línea de acero, pueden monitorear la presión y la temperatura del fondo del pozo en tiempo real y detectar cuándo se ha alcanzado la máxima presión de fondo de pozo (BHP). La obtención de esta información en tiempo real puede reducir los tiempos de cierre. Los datos pueden usarse, por lo tanto, de manera eficiente para el monitoreo del yacimiento, la actualización de modelos y el diagnóstico de ciertas condiciones individuales del pozo, tales como la existencia y localización de fuentes de agua. Dos en uno La combinación de mediciones en el fondo del pozo en tiempo real con la línea de acero tradicional genera numerosos beneficios. Por ejemplo, un operador descubrió que los esquemas del fondo del pozo heredados tenían errores. Si los ingenieros hubieran decidido disparar la tubería de producción como estaba planeado originalmente, basándose en las profundidades mostradas en el esquema y sin CCL y GR para la correlación, habrían intentado punzonar, sin lograrlo, una junta de abrasión ubicada donde el esquema del pozo mostraba la junta de tubería objetivo. En este caso, se hicieron inmediatamente los cambios a medida que progresaba el trabajo basándose en los datos de GR y CCL en tiempo real leídos en superficie, lo que permitió que los ingenieros efectuaran la operación sin demorar tiempo adicional y, lo que es más importante, sin errores. Además de las ventajas en cuanto al manejo de riesgos, la eficiencia y la precisión, los servicios de línea de acero digital LIVE también permiten que los ingenieros realicen ciertos tipos de trabajos operaciones que antes requerían el uso de líneas de acero y líneas eléctricas tradicionales con una unidad y una brigada para cada uno con una única línea de acero digital y una sola brigada. Por ejemplo, los ingenieros frecuentemente utilizan unidades de línea eléctrica convencional con lecturas en superficie para adquirir mediciones en Batería Cartucho electrónico Fusible de seguridad Interruptor de presión de seguridad Clavija de contacto a resorte > Detonador digital. El dispositivo D-Trig se controla mediante dos microprocesadores redundantes e incorpora múltiples sistemas libres de fallas. Una señal enviada desde la superficie es recibida por la herramienta, la cual genera un pulso para activar el detonador de la herramienta de corte o explosiva (no ilustrada). El dispositivo incluye una batería que puede activar detonadores de explosión de puente de alambres de otros proveedores o detonadores Secure de Schlumberger. Se monta una batería más pequeña separada en el controlador del manejo de palaca base (BMC) para alimentar los circuitos electrónicos que se encuentran dentro del cartucho electrónico. Este diseño permite que se coloque un fusible de seguridad entre la batería de detonación y el detonador (no ilustrado) y añade un nivel de seguridad a las operaciones. Además, se coloca un subconjunto de seguridad entre el detonador y la herramienta D-Trig e incluye un interruptor de presión de seguridad que Oilfield conecta Review a tierra el detonador automáticamente WINTER cuando /2 el dispositivo está a presión atmosférica. Slickline Fig. El dispositivo 9 D-Trig ilustrado se conecta ORWNT/2-SLKLN eléctricamente con el detonador 9 mediante una clavija de contacto a resorte. Volumen 23, no.4 23

9 Día Línea de acero digital Realice la medición del gradiente estático y el primer cierre Realice la medición del gradiente estático y pruebe el pozo Realice la medición del gradiente estático, pruebe el pozo y registre el incremento de la presión Instale los tapones, las camisas de deslizamiento e introduzca el cuarto anillo de calibración Realice la medición del gradiente estático y desmonte horas ahorradas Cierre la camisa de deslizamiento, instale la válvula SSV y desmonte > Operación de registro con una sola unidad. Típicamente, los operadores utilizan una unidad de línea de acero para preparar un pozo para el registro introduciendo primero anillos de calibración, instalando tapones y cerrando la válvula de seguridad de subsuelo (SSV) controlada desde la superficie. A continuación, utilizan una unidad de línea eléctrica para adquirir los datos de registro de producción. Para una operación típica que requiere un levantamiento de gradiente de presión estática, disminución e incremento de la presión y temperatura para cada zona productiva, el operador programó el trabajo de tal forma que tomaba 68 horas utilizando una línea de acero y una línea eléctrica de manera independiente. Mediante el uso de servicios DSL para realizar ambas operaciones de lectura con línea de acero convencional y línea eléctrica con lectura en superficie, el operador ahorró más de horas y eliminó una brigada extra y una unidad de registro. Línea eléctrica más línea de acero Haga el montaje e introduzca el primer anillo de calibración Introduzca el segundo anillo de calibración Introduzca el tercer anillo de calibración Instale los tapones, las camisas de deslizamiento e introduzca el cuarto anillo de calibración tiempo real y una unidad de línea de acero para realizar operaciones mecánicas en el mismo pozo. Cuando se ejecutan tales intervenciones en cada una de las cuatro zonas de producción, los ingenieros tradicionalmente usan primero una unidad de línea de acero para preparar el pozo para el registro mediante la introducción de anillos de calibración, instalación de tapones y desplazamiento de camisas deslizantes. Luego, ejecutan los registros de producción utilizando una unidad de línea eléctrica separada. WINTER Este movimiento /2 de equipamiento y de personal Slickline puede llevar Fig. a una logística complicada, costos elevados, mayores riesgos ORWNT/2-SLKLN potenciales y mayor tiempo de operación. Dado que los servicios de línea de acero digital LIVE pueden realizar todo el espectro de trabajos, la utilización de una unidad y una sola brigada reduce a la mitad la necesidad de logística y mano de obra, y reduce los riesgos al mismo tiempo que ahorra un tiempo operacional significativo (arriba). Los ingenieros de ATP Oil & Gas Corporation, buscando beneficiarse de estas eficiencias, seleccionaron los servicios DSL para una operación de reterminación en la Isla Eugene, Bloque 7, frente a las costas de Luisiana, Estados Unidos. El aislamiento de la zona y la operación de reterminación se realizaron desde la cubierta de una plataforma autoelevadiza, colocando primero un tapón puente de hierro fundido a través la tubería de producción y descargando 5 pies [5 m] de cemento en la tubería de pulgadas para cerrar una zona inferior agotada entre 2 79 y pies [3 898 y m]. Una vez que estuvo taponada la zona inferior, el operador planificó disparar un intervalo más superficial comprendido entre y pies [3 86 y m] utilizando cañones de disparos con una densidad de tiro de seis disparos por pie (página siguiente). Debido a que la arena objetivo menos profunda era delgada, la precisión y exactitud de la profundidad eran críticas y pudieron alcanzarse de manera eficiente y en tiempo real mediante el uso de CCL y GR. Esto era antes una opción disponible solamente con líneas eléctricas. Debido a que otras partes de la operación, tal como el vertido del cemento, requerían herramientas de línea de acero, se habrían requerido dos brigadas para ejecutar las numerosas operaciones de montaje y de movimiento de equipos en la cubierta de la embarcación. Utilizando el paquete de correlación de profundidad LIVE con los servicios LIVE Perf, una única unidad y una sola brigada realizaron las operaciones de taponado y de disparos. El costo total como resultado del tiempo ahorrado fue de US$ 8 por debajo del gasto originalmente autorizado. En este caso, el operador pudo generar un ahorro gracias a la reducción del tiempo requerido para trasladar y mover las unidades de línea eléctrica y de línea de acero dentro y fuera del pozo y alrededor de la cubierta, así como con la eliminación de los costos de espera asociados con una segunda brigada. En otros casos, puede haber ahorros adicionales debido a que se reducen los requisitos de espacio y de peso cuando se despliega solamente una unidad, lo que permite al operador rentar una embarcación menos costosa, con una capacidad de cubierta reducida. En algunos casos, debido a que el equipamiento de línea de acero ocupa un área relativamente pequeña y su peso es ligero, un operador puede colocar la unidad directamente sobre la cubierta de una plataforma demasiado pequeña para admitir un equipamiento de línea eléctrica más pesado. Esto puede eliminar enteramente el costo de una embarcación de servicio, lo cual genera ahorros considerables. La reducción de costos como una función del tiempo puede multiplicarse rápidamente según el entorno. Por ejemplo, en aguas relativamente poco profundas, las intervenciones pueden realizarse desde la cubierta de una embarcación de levantamiento, para la cual el alquiler diario oscila desde alrededor de US$ 4 hasta llegar a US$ 4 en función de sus capacidades de profundidad y del espacio en cubierta. Sin embargo, el ahorro puede dispararse cuando el trabajo se proyecta para aguas más profundas que las que admiten una embarcación de levantamiento, la cual es de alrededor de 6 m [2 pies], en aguas relativamente calmas tales como las de las costas de África Occidental y del Golfo de México. El límite de profundidad es aún menor en áreas de aguas típicamente más encrespadas, como las del Mar del Norte. En aguas más profundas, un operador puede usar una unidad de perforación semisumergible o de posicionamiento dinámico cuyo costo es mucho mayor que el de las plataformas autoelevadizas. Y en aguas profundas y ultra profundas, los operadores deben usar unidades de perforación especialmente diseñadas para aguas profundas. La tarifa diaria para estas unidades gigantes es de alrededor de millón de dólares. La disminución de unos pocos días o incluso de unas pocas horas para realizar el trabajo con línea de acero y línea eléctrica pueden arrojar rápidamente ahorros significativos. En el área de aguas profundas de Green Canyon del Golfo de México, Nexen Petroleum USA alquiló la plataforma de aguas profundas Ocean Saratoga para taponar y abandonar (P&A) un pozo en un tirante de agua de aproximadamente 9 pies [275 m], a una distancia de alrededor de mi [6 km] de las costas de Luisiana. Típicamente, esta fase de la operación de P&A habría requerido un trabajo de preparación con línea de acero, seguido del punzonado y corte de la tubería de producción, lo cual requiere una correlación de profundidad exacta usando una línea eléctrica. 24

10 Los ingenieros de Nexen optaron por la línea de acero digital para realizar todas las operaciones de P&A utilizando una única unidad de línea de acero. Su objetivo para este entorno de alto costo era el de obtener ahorros considerables a través de eficiencia operacional, tales como menos operaciones de montaje y desmontaje. La línea de acero digital se utilizó exitosamente para la correlación de profundidad y la subsiguiente operación de punzonado de la tubería de producción a 3 pies [3 57 m]. Las mediciones del choque de la herramienta mostradas en tiempo real en la superficie indicaron con claridad la detonación exitosa del punzonador. El operador se benefició del valor de una operación fluida de punzonado correlacionado con la profundidad y, como resultado de esto, se lograron ahorros significativos en este entorno de alto costo. Algunos de estos ahorros se lograron gracias a que el operador no estaba obligado a pagar costos de permanencia de dos brigadas cuando demoras imprevistas mantuvieron inactiva la plataforma durante varios días. La ejecución de tales intervenciones con línea de acero digital en lugar de con línea eléctrica reduce también el riesgo debido a que su equipamiento de control de presión es menos complejo. Durante los eventos de control de presión, si se hace necesario cortar la línea, es más fácil cortar la línea de acero que una línea eléctrica más gruesa que pueda pasar a través del cabezal del pozo. Un nicho muy grande En la medida que los entornos de operación se hacen más difíciles en lugares tales como el Golfo de México y el Mar del Norte, los operadores buscan activamente formas de controlar los costos. La línea de acero digital, que ofrece la robusta simplicidad de la línea de acero y, al mismo tiempo, mantiene la versatilidad de la línea eléctrica, está preparada para desempeñar un rol significativo en esa búsqueda. Su idoneidad para operaciones de P&A llamará sin duda la atención particular a medida que el envejecimiento de los pozos del Mar del Norte y del Golfo de México lleven a los reguladores a exigir su puesta fuera de servicio. También es probable que los ingenieros adopten la tecnología de la línea de acero digital como parte de una estrategia de terminación de pozos. Esta tecnología mantiene la simplicidad y la familiaridad básicas de la línea de acero y, de esa forma, es mucho menos intrusiva que otras innovaciones recientes tales como las terminaciones inteligentes o los pozos monodiámetro, cuya complejidad generó años de resistencia en una industria tan preocupada por el costo de la falla como por los beneficios potenciales. Una falla de un pozo inteligente o de una instalación monodiámetro puede Disparos arena B pies hasta pies MD 2 7 pies hasta 2 8 pies TVD Disparos arena C 2 79 pies hasta pies MD 2 44 pies hasta 2 2 pies TVD Disparos arena superior D pies hasta pies MD pies hasta 2 64 pies TVD 3 82 pies MD, 2 87 pies TVD dar como resultado la pérdida de un pozo entero y, casi con certeza, la pérdida de muchos miles de dólares gastados en costos de reparación y en la demora de la producción. WINTER En contraste, /2 la peor situación en caso de una Slickline falla de Fig. operación de una línea de acero digital ORWNT/2-SLKLN es el tiempo que se pierde mientras se trae una unidad de línea eléctrica para terminar el trabajo. En un mundo post Macondo, los operadores están ansiosos por obtener cualquier ventaja de seguridad, lo cual significa que los beneficios de la línea de acero digital pueden ser más que los ahorros de costo y tiempo. Debido a que la línea de acero digital permite con frecuencia que una única unidad con una sola brigada proporcione servicios que una vez requirieron dos unidades y dos brigadas, puede facilitar significativamente la logística del movimiento de personal y el equipamiento y, así, mejorar la seguridad y reducir el riesgo medioambiental. Esto puede ser especialmente importante en ubicaciones remotas donde el transporte sea difícil y en áreas marinas, donde Revestimiento de 6 pulgadas por 48 pulgadas a 224 pies Revestimiento de 6 pulgadas a 8 pies Revestimiento de 3 4 pulgadas a 3 97 pies Revestimiento de pulgadas a 2 32 pies Empacador de 5 2 pulgadas a pies Empacador de 5 2 pulgadas a 2 7 pies 5 pies de cemento Tapón puente de hierro fundido Camisa de deslizamiento a 2 87 pies Empacador de aislamiento a pies Empacador de aislamiento a 3 3 pies Camisa de deslizamiento a pies Empacador sumidero a pies Revestimiento de 5 2 pulgadas a 3 82 pies > Esquema del pozo. El operador de ATP Oil & Gas decidió taponar la arena C del yacimiento en su campo de la Isla Eugene, Bloque 7 y moverse hacia arriba para disparar la arena B. Dado que la arena B es de sólo pies [3 m] de espesor, la exactitud de la profundidad era crítica. La obtención de ese nivel de exactitud requería tradicionalmente el uso de una unidad de registro eléctrico para la operación de disparos. Para esta operación, la brigada usó solamente una unidad de línea de acero digital LIVE para colocar primero un tapón puente de hierro fundido en la sarta inferior de la tubería de producción, verter 5 pies de cemento en su parte superior y disparar la tubería de revestimiento a través de la delgada arena B con precisión en la profundidad deseada. A menos que se indique otra cosa, todas las profundidades son profundidad medida (MD). el espacio, el peso y las consideraciones medioambientales son prioritarias. También hay algunas ventajas simples pero importantes y prácticas en la preferencia de una línea de acero digital frente a una línea eléctrica para ciertas operaciones marinas. Por ejemplo, están en progreso varios esfuerzos de la industria para desarrollar técnicas de intervención sin tubo ascendente en pozos submarinos. La línea de acero puede tener una ventaja sobre el cable conductor en esta aplicación porque es muy difícil manejar un sello de grasa en operaciones submarinas sin tubo ascendente. En este entorno, el prensaestopas estilo línea de acero usado en conjunto con la línea de acero digital podría demostrar ser uno de los componentes críticos que generalicen la intervención en aguas profundas sin tubo ascendente. Este mejoramiento de la tecnología se ha retrasado mucho para un servicio que se ha utilizado desde comienzos del siglo pasado. Los servicios de línea de acero pueden moverse pronto desde el estado de ensayo tecnológico a ser la práctica óptima. RvF Volumen 23, no.4 25