PERFORACIÓN DE POZOS CON UN SISTEMA DE CIRCULACIÓN CONTINUA EN EL CAMPO SAMARIA AUTORES:

Transcripción

1 PERFORACIÓN DE POZOS CON UN SISTEMA DE CIRCULACIÓN CONTINUA EN EL CAMPO SAMARIA AUTORES: Ing. Javier Paramo García Ing. Víctor Manuel López Solís Ing. André Perales Seibert

2 CONTENIDO Antecedentes Introducción Descripción del equipo NSD-Non Stop Driller Instalación del equipo Comparativo de Tiempos durante Conexiones Convencionales vs NSD Objetivos Logrado Beneficios Conclusiones

3 ANTECEDENTES En la perforación rotatoria convencional, la circulación del fluido de perforación se detiene cada vez que se realiza una conexión en la sarta de perforación. Actualmente, se cuentan con nuevas tecnologías o tecnologías no convencionales que permiten mantener una circulación continúa del fluido de perforación mientras se realizan las conexiones necesarias en la sarta de perforación y darle continuidad a la perforación. Estas tecnologías, han mostrado sus beneficios sobre todo en pozos con ventanas de perforación estrechas.

4 INTRODUCCIÓN Derivado de la problemática de perforar pozos con ventanas operacionales de presión de poro y fractura muy estrechas, en yacimientos productores naturalmente fracturados ó depresionados, se probo primera vez en Latino América, la Técnica de Perforación con Sistema de Circulación Continua, llamada NSD de la cia. Nabors en los pozos: Samaria 7122 Samaria 1087 Íride 6126 Con éxito, estos pozos se encuentran en el Campo Samaria Íride del proyecto Antonio J. Bermudez de la zona SUR de Villahermosa Tabasco.

5 INTRODUCCIÓN En el pozo Samaria 7122 se programo en la etapa de perforación de 6-1/2 para bajar TR de 5 fue intencionalmente diseñada para perforar con el sistema de Circulación Continua y con el equipo de bajo balance, mezclar y bombear un fluido de baja densidad Nitrogenado con un estado de flujo continuo y estable en el fondo del pozo. En el pozo Samaria 1087, se probo la tecnología para probar la bondad de la técnica en la perforación de pozos con diámetros de 17 ½ donde se generan grandes volúmenes de recorte de formación y de posibles derrumbes de en formaciones no consolidadas y obtener una mejor limpieza de agujero evitando atrapamientos de sarta por empacamiento. En el pozo Íride 6126, se programo la tecnología NSD para checar el comportamiento y el beneficio de esta, ya que este pozo de acuerdo al programa de geopresiones tiene una ventana operacional muy estrecha, por lo que para perforar esta etapa de 8 ½ estaba programada la utilización del equipo Bajo Balance e inyección de Nitrógeno con un fluido bifásico y poder alcanzar una DEC controlada y así poder perforar la etapa de perforación.

6 INTRODUCCION En los tres pozos se logró mantener la Densidad Equivalente de Circulación (DEC) constante con un bombeo de fluidos de perforación ininterrumpido durante las conexiones de tubería, en donde no se observó ningún tipo de problema durante la perforación y que afectara la continuidad de las operaciones (Tiempo No Productivos).

7 DESCRIPCION EQUIPO NSD-Non Stop Driller Circulación Manifold Derivador NSD Panel de Control Conexión Rápida NSD Válvula de Circulación Continua

8 MANIFOLD DERIVADOR NSD Sistema automatizado de válvulas hidráulicas 4-1/16. Sistema independiente de Alivio de presión. Limite de 5000 psi presión de trabajo. 2 sensores de presión y Manómetros para lectura de bombeo en Stand pipe y derivación durante conexión. Dimensiones: 1.60 m x 1.67 m x 1.93 altura, Peso: 2948 kg.

9 CONEXION RAPIDA NSD Único sistema con puerto lateral para bombeo de flujo aprobado para operaciones Costa fuera por Shell, Statoil y DNV. Indicador mecánico de presión en la conexión rápida. Protección para 6½ D.C. Manguera flexible de alta presión con ID 2.5 y 5000 psi de trabajo. Tubería para flujo secundario 3 fig

10 VALVULA DE CIRCULACION Integrada válvula bola y entrada lateral de inyección. Diseños disponibles: 5 TP NC50 4 ½ TP NC46 Longitud: 0.83 m Longitud para apriete: 0.38 m Specificaciones Requerimiento API 7-1 PRUEBAS NSD Presión de trabajo 10,000 psi 10,000 psi Presión maxima 15,000 psi 15,000 psi Presión externa 2,000 psi 15,000 psi Conexión con sello metal x metal 90 psi 5,000 psi

11 PANEL DE CONTROL Pantalla Táctil. Opción Automatizada y Manual. Indicador de position de válvulas con codificación de color visual. Certificación Clase 1 Div. 2 Localizado al lado del perforador. Indicador de Alarmas. Dispositivo de Seguridad en Software.

12 INSTALACION DEL EQUIPO Se posiciono el ensamble derivador NSD entre las bombas del y la subestructura del equipo NB- 309, quedando un corto armado con líneas de hacia el stand pipe.

13 MANIFOLD DERIVADOR El posicionamiento DEL EQUIPO se sugiere que se encuentre lo mas cerca posible del stand pipe, reduciendo la cantidad de tubería y accesorios, así mismo minimizar los puntos de fuga.

14 LÍNEA DE FLUJO SECUNDARIA Entre las presas de lodo y la subestructura se corrió la línea de flujo secundaria para la derivación del stand pipe, la altura del nivel de terreno al piso de perforación mide alrededor de 8.9 m. En todas las juntas de tubería se instalaron abrazaderas de seguridad.

15 LÍNEA DE DESCARGA Debido a que el fluido es una mezcla de líquido base aceite Nitrogenada, para mayor eficiencia y seguridad se optó por reubicar la línea de descarga del ensamble derivador NSD hasta el separador gas lodo del equipo de perforación. Se comprende que debido a la compresibilidad del nitrógeno y para que se realice un desfogue lento, se instaló un estrangulador manual antes del separador gas lodo del equipo de perforación.

16 OPCIONES DE INYECCION DE N2 Se instalaron 2 opciones para la inyección del Nitrógeno, una hacia el ensamble derivador NSD y la otra hacia la subestructura. Esto con la finalidad de tener una segunda alternativa y desviar el flujo del ensamble derivador NSD. Como se pueda observar en las imágenes, el tiempo promedio de instalación completo del equipo NSD es de 6 horas.

17 TIEMPOS DE CONEXION CONVENCIONAL N2 Comparativo conexión UBD con pozo de correlación 23 min Desplazar liquido a 1ra VNR + Desfogar N2 + conexión 12 min Tiempo Perforando de estabilización sin estabilizar sistema Promedio Total de conexión UBD = 35 min.

18 PARAMETROS EN CONEXION NSD 1 ra aplicación Samaria 7122 Equipo: NB-309 Etapa: agujero de 6-1/2 Programa: diseñado con aplicación UBD/MPD + N2 (sin utilizar) Conexiones NSD: 6 realizadas de manera exitosa Tiempo promedio conexión: 19 min. Problemas: Operación efectuada con alto desempeño de seguridad, sin ningún incidente. Profundidad Flujo de entrada Presion de Bomba Densidad de Fluido Conexiones NSD % Exito Tiempo promedio de Conexiones NSD TOTAL Presion de N2 Gasto de N2 Tiempo acumulado a traves NSD metros gpm psi g/cc3 psi m3/min min % /2" % /2" % /2" % /2" % /2" % /2" % Etapa

19 TIEMPOS DE CONEXION CONVENCIONAL Comparativo conexión con pozo de correlación 9 min 8 min 11 min circulando repasando conexión Promedio Total de conexión = 28 min.

20 PARAMETROS DE CONEXION NSD Equipo: IPC-948 Etapa: agujero de 17-1/2 2 da aplicación Samaria 1087 Programa: optimizar limpieza de agujero (formación no consolidada). Conexiones NSD: 18 conexiones realizadas de manera exitosa Tiempo promedio: 21 minutos Problemas: Operación efectuada con alto desempeño de seguridad, sin ningún incidente. Profundidad Gasto Presion de Bomba Densidad de Fluido Conexiones NSD Tiempo promedio % Exito de Conexiones Etapa NSD TOTAL Presion de N2 Gasto de N2 Tiempo acumulado a traves NSD m gpm psi g/cc3 psi m3/min min % /2" % /2" % /2" % /2" % /2" % /2" % /2" % /2" % /2"

21 TIEMPOS DE CONEXIÓN NSD 3 ra aplicación Iride 6126 Equipo: NB-313 Etapa: agujero de 8-1/2 Programa: diseñado con aplicación UBD/MPD + N2 Conexiones NSD: 25 exitosa & 1 fuga*. Tiempo promedio conexión: 16 min. Problemas: Operación efectuada con alto desempeño de seguridad, sin ningún incidente. Profundidad Gasto Tiempo promedio Tiempo Presion de Densidad # Conexiones Gasto % Exito de Conexiones Etapa acumulado a Bomba de Fluido NSD de N2 NSD TOTAL traves NSD Comentario m gpm psi g/cc3 m3/min min % /2" perforando % /2" viaje % /2" viaje % /2" viaje % /2" viaje % /2" viaje % /2" viaje % /2" perforando % /2" perforando % /2" perforando % /2" perforando % /2" perforando % /2" viaje % /2" viaje % /2" viaje % /2" viaje % /2" viaje % /2" viaje %

22 OBJETIVOS LOGRADOS COMP. DE POZOS Pozo Samaria 7122 con Sistema de Circulación Continua NSD Para la etapa de 6-1/2 del pozo Samaria 7122 se perforaron 165 m en 27:04 horas, un promedio de 9.84 min/m, con las siguientes condiciones de operación 4-6 ton, 110 rpm, 70 epm, 292 gpm, presión de bombeo 2200 psi, 350/400 amperes, peso de la sarta es de para arriba 148, neutro 150, para abajo 152 ton. Pozo Samaria 7085 sin Sistema de Circulación Continua NSD Para la etapa de 6-1/2 del pozo Samaria 7085, se perforaron 222 m en 53:03 horas, un promedio de 14:20 min/m, con las siguientes condiciones de operación 3-4 ton, 70 rpm, 51 epm, 213 gpm, presión de bombeo 3700 psi, 150/250 amperes, peso de la sarta hacia a arriba 137, neutro 134, peso hacia abajo 135 ton.

23 OBJETIVOS LOGRADOS COMP. DE POZOS Pozo Samaria 1087 con Sistema de Circulación Continua Para la etapa de 17-1/2 del pozo Samaria 1087 se perfora a 475 m, 427 m en 24:21 horas, un promedio de 3.40 min/m, con las siguientes condiciones de operación 3-4 ton, 140 rpm, 800 gpm, presión de bombeo 1000 psi, realizando conexiones NSD Q = 500 gpm. Pozo Samaria 7122 sin Sistema de Circulación Continua Para la etapa de 17-1/2 del pozo Samaria 7122, se perfora a 500 m, 453 m en 26:57 horas, un promedio de 3:34 min/m, con las siguientes condiciones de operación ton, 100 rpm, 687 gpm, presión de bombeo 1200 psi.

24 BENEFICIOS SAMARIA 7122 Resultados de mantener una verdadera constante la DEC en fondo del pozo: Perfecto calibre de pozo. Minimizo daños a la formación y al yacimiento. No se observo torque y arrastre durante viajes. No se utilizo equipo UBD/MPD + N2. Incremento la tasa de penetración.

25 BENEFICIOS SAMARIA 1087 Resultados de mantener una verdadera constante la DEC en fondo del pozo: Perfecto calibre de pozo. Minimiza que el fluido de perforación reaccione con la formación. No se observo torque y arrastre durante viajes. No se tuvieron que realizar viajes para limpiar barrena y estabilizadores. Incremento la tasa de penetración. Perfora armando tramo x tramo armando sarta de fondo Saca a superficie por barrena y estabilizador embolados Perfora con circulación continua durante conexiones Q = 500 gpm

26 CONCLUSIONES Se optimizaron los tiempos relacionados en repasar y conformar el agujero e inestabilidad del mismo. Se minimizo la perdida de circulación en los yacimientos depresionados y/o naturalmente fracturados debido al optimo manejo de la DEC Se eliminaron los tiempos circulación relacionados con la limpieza del agujero previo a realizar conexiones convencionales. No se observó influjos de formación durante las conexiones, debido al preciso control de la densidad equivalente de circulación DEC por la utilización de la tecnología NSD Se regularon las fluctuaciones sobre la presión y temperatura en todo el perfil del agujero descubierto, debido a la circulación continua. Se minimizaron los efectos de empuje y succión derivados de las actividades de conexiones de tubería. Se mejoró la velocidad de penetración, debido a que el fluido estaba libre de sólidos.

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