UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO,
GAS NATURAL Y PETROQUÍMICA
“ANÁLISIS RADIAL DE ANTICOLISIÓN EN FASES INICIALES EN
POZOS DE DESARROLLO DESDE UNA PLATAFORMA FIJA EN EL
NOROESTE DEL PERÚ”
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO DE PETRÓLEO Y GAS NATURAL
PRESENTADO POR:
ANGEL TOMASSINI GUZMAN ADRIANO
PROMOCIÓN
2010- 2
LIMA – PERÚ
DEDICATORIA:
A Dios.
Por haberme permitido llegar hasta este punto y haberme dado salud para lograr mis objetivos, además de su infinita bondad y amor.
A mi madre Leonarda.
Por haberme apoyado en todo momento, por su sacrificio infinito y consejos que me ha permitido ser una persona de bien, pero más que nada, por su amor incondicional.
A mi padre Benigno.
Por el valor mostrado para salir adelante desde su pueblo natal de Huánuco querido y poniendo siempre en práctica su ejemplo de perseverancia y constancia que lo caracteriza y por su amor particular.
A mi hermana Emy.
AGRADECIMIENTO
RESUMEN
En el noroeste del Perú contamos con la cuenca de Talara la cual ya lleva más de 150 años de explotación de hidrocarburos en su subsuelo y gracias a la tecnología que hoy en día existe se puede continuar explorando las reservas de hidrocarburo que se encuentra mar adentro. Sin embargo, al solo contar un punto de salida que son las plataformas fijas para la perforación de un número de pozos, origina que en las fases superficiales exista mayor riesgo de colisión a ciertas profundidades debajo de la plataforma fija.
El presente informe tiene la finalidad disminuir el riesgo de colisión y optimizar los tiempos de perforación mar adentro, mediante un análisis diferente de anticolisión de pozos. Este análisis se basa en un criterio que es conocido como Factor de Separación, el cual será el parámetro que debemos medir entre el pozo a planearse a perforar con los demás pozos ya existentes en dicha plataforma.
El Factor de Separación, es un criterio que hoy en día las compañías direccionales más renombradas lo utilizan en su programas de perforación direccional en la fase del planeamiento y ejecución de la perforación de pozos tomando en consideración el punto de salida y objetivo a alcanzar; sin embargo, este análisis tiene la particularidad de haberse realizado en forma radial y considerando los diversos escenarios posibles para tomar la mejor decisión.
ABSTRACT
In northwestern Peru we have Talara basin which already has over 150 years of exploitation of hydrocarbons in the subsoil and thanks to the technology that exists today it is possible to continue exploring hydrocarbon reserves located offshore. However, having only the fixed platforms as an exit point for drilling a number of wells platforms could be increase the risk of collision in surface phases at certain depths below the fixed platform.
The currently document has as target to reduce these kinds of events and optimize drilling off shore times using a different anti-collision analysis of wells. This analysis is supported by Separation Factor (SF) criteria, which will be the parameter that must measure between planning off-set wells and wells in the same platform.
The Separation Factor is a criteria that nowadays is used by the most renowned drilling companies in their programs of directional drilling in the phase of planning and execution of drilling taking into account the starting point and goal to be achieved; however, this analysis has the distinction of having made radially and considering various scenarios to make the best decision.
At the end of this report we can display two real cases of wells drilled in 2013 in the Talara basin offshore; where the Radial Analysis Collision was not used in the first well and in the second one was applied achieving the objectives set during the planning respecting safety in well construction, controlling effectively the risk of collision and minimizing the expenses caused by these unwanted events.
INDICE
INTRODUCCIÓN ... 8
I - PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 9
1.1 Situación problemática ... 9
1.2 Formulación del problema ... 11
1.2.1 Problema principal ... 11
1.2.2 Problemas secundarios ... 11
1.3 Objetivos de la investigación ... 11
1.3.1 Objetivo general ... 12
1.3.2 Objetivo específicos ... 12
1.4 Justificación e importancia de la investigación ... 12
1.5 Delimitación de la investigación ... 13
1.5.1 Delimitación espacial ... 13
1.5.2 Delimitación temporal ... 13
1.5.3 Delimitación social... 14
1.5.4 Delimitación conceptual ... 14
1.5.5 Limitaciones de la investigación ... 14
II - MARCO TEÓRICO ... 15
2.1 Antecedentes de la investigación ... 15
2.2 Historia de la perforación direccional ... 16
2.3 Principios de la perforación direccional ... 17
2.4 Aplicaciones de la perforación direccional ... 17
2.5 Planeamiento direccional de un pozo desviado ... 17
2.5.1 Planeamiento básico del pozo ... 18
2.6 Anticolisión y planeamiento avanzado de pozos. ... 21
2.6.1 Consideraciones para la anticolisión ... 21
III - HIPÓTESIS Y VARIABLES ... 23
3.1 Hipótesis de investigación ... 23
3.2 Variables de la investigación ... 24
IV - PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN ... 28
4.1 Tipo de investigación ... 28
4.2 Diseño de la investigación ... 28
4.3 Población y muestra ... 28
4.4 Instrumentos de recolección de datos ... 29
V - DESARROLLO DEL MODELO CUASI EXPERIMENTAL ... 30
5.1 Planeamiento para la perforación del pozo LO19-8D (SLOT A) ... 30
5.1.1 Recolección de datos de trayectoria de los pozos perforados en LO19 ... 35
5.1.2 Gráfica de Araña (“Spider Plot”) LO19-8D (SLOT A) ... 42
5.1.3 Verificación de los datos de registro de desviación de los pozos perforados en la plataforma LO19. ... 43
5.1.4 Gráfica de Araña del pozo LO19-8D (SLOT A) verificando el uso de herramientas de registro de desviación Gyro ... 44
5.2 Planeamiento direccional del nuevo Pozo LO19-8D (SLOT “A”) ... 45
5.2.1 Selección de la ranura de salida “Slot” ... 45
5.2.2 Profundidad de asentamiento de la conductora ... 46
5.2.3 Plan direccional del pozo LO19-8D (“Slot A”) ... 50
5.2.4 Análisis de Anti-colisión del pozo LO19-8D (“Slot A”) ... 50
5.2.5 Detalles operacionales para reducir el riesgo de colisión Pozo ... 56
VI - ANÁLISIS DE RESULTADOS ... 60
6.1 Evento de Colisión de pozo durante la perforación del pozo LO19-8D (“Slot A”) 60 6.2 ¿Pudo minimizarse los riesgos de colisión con el pozo LO19-1 durante el planeamiento? ... 62
6.3 Análisis Radial de Anticolisión para minimizar riego de Colisión de pozos. ... 62
6.4 Plan direccional del pozo LO19-8D (“Slot H”) ... 65
6.5 Seguimiento direccional de la perforación del pozo LO19-8D (“SLOT H”) ... 68
6.6 Seguimiento de Perforación de los Pozos LO19-8D (“SLOT A” - Abandonado) y LO19-8D (“SLOT H”) ... 70
VII - CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 73
7.1 Conclusiones ... 73
7.2 Recomendaciones ... 74
VIII - BIBLIOGRAFIA ... 76
INTRODUCCIÓN
Lima, Noviembre 2015
Al finalizar este informe espero demostrar que al realizar un adecuado análisis de anticolisión de pozos se minimiza el riesgo de colisión el cual casi siempre existe durante la perforación en la salida de los pozos dentro de una plataforma fija y además este análisis puede ser utilizado para optimizar tiempos durante las fases de perforación superficiales en el noroeste del Perú en plataformas mar adentro.
El procedimiento de trabajo que se utilizara será primero conocer las diversas variables que co-existen para que un evento de colisión ocurra, cuáles son las posibles causas, como se puede minimizar en la etapa de planeamiento y dar a conocer indicadores de control durante la perforación del pozo.
I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el presente capítulo se desarrolla el planteamiento del problema que será dividido en las siguientes partes:
1.1 Situación problemática
La perforación de pozos en plataformas fijas en el noroeste del Perú, enfrenta un difícil reto al inicio de sus fases (fase conductora y superficie), pues es en dichas fases es donde existen los riesgos más altos de colisión entre los pozos que se encuentran en producción y el pozo que se está perforando. Si estos riesgos no son bien analizados pueden generar incremento en los costos operativos, debido a los tiempos no-productivos por evitar la colisión de pozos y en el peor de los casos hasta perder un pozo productor debido a la colisión.
Hoy en día la perforación de pozos en locaciones de fácil acceso son más escazas por lo cual existe un amplio espectro de factores a considerar sobre la logística para la ejecución de los proyectos. Por otro lado el factor como la velocidad del viento, frecuencia de olas, profundidad del lecho marino y amplitud de mareas añaden dificultad en la ejecución de las operaciones.
significativa de costos que existen entre las operaciones mar adentro en comparación a las operaciones de perforación en tierra a nivel mundial y como tal en el noroeste del Perú. Una campaña offshore requiere una minuciosa planificación y se necesita el uso de herramientas tales como las de gestión de proyectos. Antes de comenzar, se deben evaluar y considerar todos los factores que influirán en la operación [1].
La tendencia a nivel mundial está contribuyendo a desarrollar procesos y análisis de anticolisión de pozos para poder conseguir el éxito de la perforación de las fases superficiales de la construcción de un pozo sobre una plataforma que cuente con una gran densidad de pozos perforados. Una causa de continuar perforando controlando estos riesgos de colisión y evitando la construcción de otra plataforma es que los países están requiriendo extraer el hidrocarburo con la mayor eficiencia posible y en el menor tiempo. Es por eso que esa misma tendencia está abriendo oportunidades para los productores de hidrocarburos retornar a los campos que ya fueron parcialmente explotados y realizar una campaña agresiva de perforación, perforar nuevos pozos relativamente cerca a los pozos ya existente los cuales todavía siguen produciendo. Otro factor son el tipo de pozos que actualmente se están perforando en la mayoría direccionales de alto ángulo para lograr atravesar una mayor sección de la formación productiva.
entre productores y abandonados, lo que en tierra se conoce como “Cellar”, en mar se denomina “Slot”- lugar donde es el inicio de la perforación y posteriormente instalan los cabezales de los pozos en plataforma. Teniendo un ambiente saturado de pozos existentes y la necesidad de construcción de nuevos pozos para aumentar la producción de hidrocarburos, originan escenarios muy retadores para los ingenieros de perforación para lograr evitar la colisión de pozos y alcanzar el éxito en la construcción del pozo y si esto no fuera poco la falta de registros de trayectoria de los pozos más antiguos que fueron perforados varias décadas atrás y la limitada precisión de la trayectoria de otros pozos que fueron perforados con herramientas de registro con sensores altamente interferidos debido a la tecnología que en la época se contaba, hacen que la dificultad de la perforación del nuevo pozo se incremente por lo tanto es indispensable evaluar adecuadamente los riesgos existentes de colisión. Para la mayoría de estos pozos que no tienen una data confiable, se requiere realizar una verificación de la posición de la trayectoria de los pozos cercanos con las nuevas herramientas de registro de desviación que en la actualidad se cuenta [2].
1.2 Formulación del problema
Se divide en un problema principal y 02 dos problemas específicos:
1.2.1 Problema principal
¿En qué medida un Análisis Radial de Anticolisión influye en reducir el riesgo de colisión y optimiza tiempos de perforación en las fases iniciales de un pozo de desarrollo en una plataforma fija en el noroeste del Perú?
1.2.2 Problemas secundarios
¿Por qué se produce un evento de colisión de pozos en la perforación de un pozo de desarrollo en una plataforma fija en el noroeste del Perú?
¿Cómo se optimiza los tiempos de perforación en las fases iniciales de un pozo de desarrollo en una plataforma fija en el noroeste del Perú?
1.3 Objetivos de la investigación
1.3.1 Objetivo general
Reducir el riesgo de colisión mediante el uso de un Análisis Radial de Anticolisión con la finalidad de optimizar los tiempos de perforación en las fases iniciales de un pozo de desarrollo en una plataforma fija en el noroeste del Perú.
1.3.2 Objetivo específicos
Determinar porque se produce un evento de colisión de pozos en la perforación de un pozo de desarrollo.
Evaluar los tiempos de perforación en las fases iniciales de un pozo de desarrollo para su optimización.
1.4 Justificación e importancia de la investigación
El presente estudio de investigación tiene una importancia decisiva en la planificación, ejecución y control del inicio de la perforación de pozos de petróleo en operaciones mar adentro de aguas someras en el Perú y el mundo.
En nuestro país donde los pozos mar adentro producen actualmente el 20% de la producción total de petróleo, es indispensable que las perforaciones de los nuevos pozos de desarrollo se realicen en forma segura, minimizando los riesgo de colisión y optimizando los tiempo de perforación para incrementar nuestra producción y poder balancear el déficit de hidrocarburos que está atravesando el país.
En la planificación en la construcción de las fases superficiales de perforación de un pozo mar adentro la realización de un análisis de anticolisión debe ser realizada de forma exhaustiva no tan solo enfocándose al objetivo, sino además debe verse la importancia de realizar diferentes escenarios de las posibles desviaciones a la trayectoria planeada que pueden ser originadas por distintas causas como por ejemplo tendencia de las formación, no uso de herramientas direccionales en la fase inicial y sobretodo la corriente marinas que pueden desplazar las conductoras antes de ser hincadas en el lecho marino.
1.5 Delimitación de la investigación
La investigación será delimitada para la perforación de pozos de petróleo en aguas someras ubicados en plataformas fijas al noroeste del país donde el riesgo de colisión de pozos es latente y este se incrementa con en la densidad de pozos ya perforados y la necesidad de construir más pozos sobre la misma plataforma para elevar la producción del campo, para la cual debe soportarse con las nuevas herramientas y programas direccionales que en los últimos 10 años se viene aplicando en nuestro país para minimizar los riesgos de colisión y optimizar los recursos.
1.5.1 Delimitación espacial
La investigación se llevará a cabo a nivel institucional por la relación que existe entre la escuela de Ingeniería de Petróleo y Gas Natural de la Universidad Nacional de Ingeniería y empresas operadoras y de servicio direccionales que cuentan con operaciones de perforación sobre plataformas fijas mar adentro en aguas someras, para así difundir la iniciativa de investigación por parte de la universidad y que beneficie a la industria en el área de perforación.
1.5.2 Delimitación temporal
1.5.3 Delimitación social
El problema de investigación afecta directamente a las compañías operadoras de los campos mar adentro de petróleo y gas en el noroeste del país. De igual forma, es de suma importancia este tema al igual que otros con respecto al desarrollo de la producción de hidrocarburos en el Perú ya que existe un déficit del mismo con respecto a la demanda actual.
1.5.4 Delimitación conceptual
En este proyecto principalmente se va realizar un análisis Radial de Anticolisión basado en el concepto de factor de separación mínima entre los pozos ya perforados y el nuevo pozo, los demás conceptos de separación entre pozos no serán profundizados puesto se considera al concepto de factor de separación mínima como el más confiable para determinar la separación real entre los pozos.
1.5.5 Limitaciones de la investigación
II
MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes de la investigación
La mayoría de las empresas operadoras y de servicio de perforación direccional a nivel mundial están revisando de forma más exhaustiva los controles que actualmente se cuentan para evitar la colisión de pozos durante la perforación, puesto una colisión en fases someras y sobretodo en locaciones mar adentro las consecuencias pueden ser muy severas para el medio ambiente y personal involucrado en la operación. Estos controles son determinantes para estar seguros en la exactitud del posicionamiento de los pozos para alcanzar el reservorio que pueden encontrarse en zonas profundas donde el riesgo de colisión puede ser controlado y por lo contrario en zonas someras done el riesgo se incrementa (4).
El efectivo gerenciamiento del riesgo de colisión de pozos se ha convertido en un factor esencial en estos tiempos incrementando la complejidad del programa de perforación. Dentro de ambientes densamente conocidos debajo de la superficie, donde los datos de posicionamiento de los pozos existentes son menos precisos que en ambientes de menor complejidad, las compañías operadoras demandan una precisión en la ubicación del pozo y un enfoque integral para minimizar y/o mitigar los riesgos potenciales. Para cumplir con este reto, requerimos de realizar un análisis para tener un plan, presión, plan contingencia y una coordinación entre un multidisciplinario equipo de profesionales experimentados.
2.2 Historia de la perforación direccional
La práctica de la perforación de pozos direccionales empieza su aplicación desde los años 1920, donde los conceptos básicos de registro de desviación fueron introducidos. Estos métodos alertaron a los perforados porque supuestamente los pozos verticales que fueron perforados, actualmente se pueden ver que estos tuvieron una dirección no controlada. Para combatir esta desviación, los perforadores realizaron técnicas para mantener el pozo lo más vertical posible. La misma técnica más tarde fue empleada para desviar el pozo e intersectar las reservas de difícil acceso. Perforadores direccionales usaron instrumentos rudimentarios de registro para orientar el pozo. Para los años 1930, la perforación controlada de un pozo fue perforado en la playa de “Huntington”, California, USA, desde una locación en tierra hasta alcanzar el objetivo de las arenas que se encontraban costas afuera.
Hoy en día, operadores usan sofisticados ensambles direccionales para perforar complejas estructuras identificadas desde una data sísmica 3D; reservas anteriormente consideradas inalcanzables, ahora son accesibles y económicamente rentables para producir. La perforación direccional incluye tres aplicaciones especializadas: La perforación de alcance extendida (ERD – Extended reach drilling), perforación de pozos multilaterales y de radios cortos.
Actualmente las empresas operadoras vienen usando la perforación de alcance extendido para acceder reservorios costa afuera desde una locación, algunas veces eliminando la necesidad de instalar una plataforma nueva.
En el año 2013, el pozo más extendido fue de 12,345 m (40,502 ft) perforado en la isla Sakhalin, Rusia, en el campo costa afuera de Odoptu. La perforación de pozos direccionales incrementa el contacto del pozo con la zona productora de hidrocarburos ya que existe un mayor contacto que una perforación de un pozo vertical.
2.3 Principios de la perforación direccional
La mayor cantidad de pozos al inicio son verticales, y a una determinada profundidad se realiza la primera inflexión de trayectoria con respecto a la vertical, denominado en inglés “Kick Off Point” (KOP), la tasa de construcción de ángulo está
basada según el plan direccional para alcanzar la inclinación que nos permita alcanzar las coordenadas del objetivo cumpliendo los requerimiento del área de geología. Los registros de desviación tomados durante el proceso de perforación indica la dirección de la broca, la cara de la herramienta más conocido como “Tool Face”. El perforador direccional debe constantemente monitorear estas mediciones y ajustar la trayectoria del pozo lo necesario para interceptar el objetivo u objetivos durante su trayectoria. La Perforación Direccional se define como la práctica de controlar la inclinación y la dirección del agujero del pozo hacia un objetivo subterráneo predeterminado [5].
2.4 Aplicaciones de la perforación direccional
Las Aplicaciones de la perforación direccional pueden ser las siguientes:
Localizaciones Inaccesibles
Evasión de colisiones
Pozos de Alivio
Líneas de Costa
Domos salinos
Control de fallas geológicas
Pozos Horizontales
Alcance extendido
Sidetrack
Control de pozos verticales
Múltiples pozos desde una plataforma
Múltiples pozos desde una locación en tierra
Múltiples Arenas desde un solo pozo
Pozos Multilaterales
Perforación bajo balance
2.5 Planeamiento direccional de un pozo desviado
2. Objetivos de área y tamaño del objetivo.
3. Coordenadas locales de referencias para pozos múltiples centradas en una plataforma y locación de un slot.
4. Requiere la inclinación del pozo cuando aterricen en el horizonte productivo. 5. Prognosis litológica: Incluye tipos de formaciones, TVD (“True Vertical
Depth”) – profundidad vertical medida, buzamiento de la dirección.
6. Data de los pozos perforados y ensambles de fondo de pozo, tendencias de BHA.
7. Programa de tubería de revestimiento y tipos de fluidos de perforación. 8. Detalles de todos los problemas potenciales del pozo los cuales pueden
impactar en el plan de dirección del pozo o requerimiento de los registros. 9. Una lista definitiva de datos de registro de desviación de los pozos que se
encuentran cerca los cuales puedan causar un riesgo de colisión. Para la perforación de pozos en costa afuera, esta lista debe incluir todos los pozos perforados de la misma plataforma o de plataforma cercas y todos los pozos abandonados en la vecindad de los nuevos pozos [6].
2.5.1 Planeamiento básico del pozo
El cuidadoso planeamiento de un trayectoria direccional probablemente sea lo más importante para el éxito de las operaciones de perforación, y el factor más importante para dar inicio al proyecto es lograr que esta trayectoria alcance los objetivos deseados por el área de desarrollo haciendo que el pozo se pueda perforar en forma segura y posteriormente se pueda completar y así poder producir de las reservas a explotar. Cada planeamiento direccional es único y tiene objetivos específicos por más que se indique que el planeamiento direccional de un pozo sea básicamente realizar un camino que conecte el punto de inicio (coordenadas de superficie) con un punto final en el espacio (coordenadas de objetivo), este camino en el cual el pozo debe construirse será el medio para atravesar los objetivos señalados.
Dimensiones del Objetivo: Durante la fase de perforación de un pozo direccional, la trayectoria del pozo en relación al objetivo deberá ser constantemente monitoreado. En ocasiones, habrá que tomar decisiones críticas que pueden originar altos costos como por ejemplo, el realizar trabajos direccionales de deslizamiento en formaciones arenosas que se encuentren depletadas, puesto existe alto riesgo de que el conjunto de fondo quede pegado; sin embargo, este trabajo direccional debe realizarse analizando los riesgos existente para asegurar que los objetivos del pozo sean alcanzados. La tolerancia para aterrizar sobre el objetivo definido del pozo es primordial en la toma de estas decisiones críticas. Actualmente existe disponible la tecnología que permita realizar la perforación de pozos direccionales con la mayor precisión posible. El costo de perforación de un pozo es largamente dependiente de la precisión requerida tanto así que los límites aceptables de los objetivos necesitan ser bien definidos antes de que el pozo inicie [7].
Costo versus precisión: Es la consideración clave aquí. En varios casos, la compañía operadora adopta un radio de tolerancia al punto del objetivo, particularidad en proyecto de pozos múltiples. La distancia del radio del objetivo pocas veces refleja la mayor conveniencia que los requerimientos actuales geológicos del pozo. Es común por restricciones específicas o lineamientos rígidos por ser específicos solo cuando representan características críticas como fallas o restricciones legales como líneas fronterizas. Algunos pozos direccionales han sido innecesariamente corregidos o desviados para darle al radio del objetivo el cual a decir en verdad no representa el objetivo principal del pozo.
desviación final del pozo con respecto a lo planeado después de atravesar la zona objetivo y si esta separación se encuentre dentro de la tolerancia establecida.
Perfil del pozo: Se considerado al tipo de trayectoria que une las coordenadas de superficie de un punto (Cellar y/o Slot) hacia las coordenadas del objetivo establecidos por las áreas generadoras del proyecto, así mismo para graficar el perfil del pozo solo se necesita como variables la profundidad vertical verdadera o en ingles TVD, (“True Vertical Depth”) y la sección vertical del pozo, En general, los tipos de perfiles de pozos direccionales pueden ser:
Rectos
Tipo inclinados Tipo “S” Horizontal
El tipo de perfil del pozo seleccionado dependerá en su totalidad del objetivo geológico y el mecanismo de producción a utilizarse en la completación del pozo. Después de haber seleccionado el perfil del pozo se inicia la planificación de la trayectoria del pozo y determinar los puntos siguientes [8]:
2.5.1.1Determinación de la profundidad del KOP
El punto de quiebre es aquella profundidad en la cual el pozo empieza a desviarse de la sección vertical a una determinada dirección incrementando la inclinación a un radio de construcción planeado. La determinación del punto de inflexión está en función de la trayectoria direccional del pozo para lograr alcanzar los objetivos; sin embargo, se debe considerar las características geológicas donde se realizara la etapa de construcción. Esto involucra determinar lo siguiente:
2.5.1.2Determinando las tasas de construcción y caída.
La máxima tasa permisible de construcción o caída esta normalmente determinado por uno o más de los siguientes factores:
Alta severidad de cambios en la dirección durante la sección de construcción del pozo origina un alto torque y arrastre durante la perforación que resta del pozo. Esto puede ser un severo factor de limitación en pozos profundos. Conocer las características geológicas de las formaciones a atravesar durante
la sección de construcción es de suma importancia, ya que en formaciones suaves las altas tasas de construcción en algunos casos no son posibles alcanzarlos.
Limitaciones mecánicas de la sarta de perforación o tubos de revestimiento. Limitaciones mecánicas de las herramientas de registro y sarta de producción. Formación de los ojos de llave en la zona donde se realiza el cambio de
inclinación.
En pozos convencionales las tasas optimas de construcción y de caída varían dentro de un rango de 1.5° a 3° por cada 100 ft o 30 m y después de haber definido cuál sería la taza de construcción podemos determinar la profundidad del punto de inflexión o KOP para posterior direccionar el pozo hacia las coordenadas de objetivo predeterminado [9].
2.6 Anticolisión y planeamiento avanzado de pozos.
Para la realización de un plan avanzado de pozos y controlar los riesgos de colisión se deben tomar las siguientes consideraciones:
2.6.1 Consideraciones para la anticolisión
La colisión con pozos vecinos es un riesgo existente cuando existen perforaciones para múltiples pozos desde una misma locación en superficie. Esto es verdad cuando los pozos adyacentes son productores y una colisión resulta una situación extremadamente peligrosa. Un planeamiento de anticolisión deberá iniciarse con la verificación de los registros de desviación de los pozos vecinos perforados y se debe realiza un completo escenario de las trayectorias para los futuros pozos que están planeados perforarse en la misma locación. Las trayectorias de los pozos pueden graficarse mediante un gráfico de araña (“Spider Plot”), donde pueden visualizarse adecuadamente las direcciones de los
pozos sobre un plano de vista horizontal.
analizar un área en específica, como por ejemplo la superficie en donde se inicia la construcción de los pozos (Figura 2). Los Spider Plots pueden usarse para hacer seguimiento a la trayectoria planeada y analizar visualmente el riesgo de colisión con otros pozos [10].
Figura 1: Gráfico de araña, “Spider Plot”.
III
HIPÓTESIS Y VARIABLES
3.1 Hipótesis de investigación
El Análisis Radial de Anticolisión de pozos se presenta como una alternativa para asegurar la salida de la trayectoria de los pozos y así mismo poder manejar diversas opciones en distintos escenarios para evitar la colisión y la optimización de tiempos en la fase superficial de la perforación. En este análisis se requieren los registros de desviación de pozos que son proporcionadas por las diversas herramientas que fueron utilizadas, así como la incertidumbre misma de la herramienta, además se considera la interferencia que generan los revestimientos sentados en la fase superficial de los demás pozos originando una incertidumbre adicional a los registros de desviación durante la perforación del nuevo pozo.
La operación para obtener la información necesaria requiere de una actualización y verificación de los registros de desviación de los pozos perforados décadas atrás en las cuales dicha herramienta que se utilizaron tienen un mayor rango de incertidumbre a diferencia de las herramientas de hoy en día.
3.2 Variables de la investigación
Las variables independientes, dependientes e intermitentes son las siguientes:
Variable Independiente: Análisis de anticolisión Variable Dependiente: Eventos de colisión. Variable Dependiente: Tiempos de perforación.
3.2.1 Operacionalización de variables
1.Variable 2.Definición
Conceptual 3.Dimensiones 4.Indicadores
5.Unidad de
Medida 6.Escala 7.Valor Final
Análisis anticolisión
Variable: Independiente
Es aquel análisis que muestra las
separaciones mínimas entre la trayectoria del pozo planeado y los pozos existentes en la plataforma.
Separación mínima (SF)
Distancia entre las elipse de incertidumbre de
los pozos ya perforados y del
pozo planeado
Pies (ft) De intervalo
SF>= 3 ft Optima 1.5=<SF> 3 ft Buena 1.0=<SF> 1.5 ft Restringida
SF< 1 ft Denegado
Eventos de colisión Variable: Dependiente
Eventos que no fueron considerados dentro de un plan o programa, que generan una pérdida de tiempo y materiales.
Tiempo y dinero
Tiempos y costos de perforación por encima de la
curva programada.
Dólares ($) y días
3.2.2 Operacionalización de variables
1.Variable 2.Definición Conceptual 3.Dimensiones 4.Indicadores 5.Unidad de
Medida 6.Escala 7.Valor Final
Tiempo de perforación Variable: Dependiente
Es aquel tiempo donde la cual podemos ver un avance en el progreso de la profundidad separado por tiempos planos producidos por la cementación de los tubos de revestimiento.
Tiempo
Tiempos de perforación por
encima de la curva programada.
Días Razón
Tiempo de perforación prolongados = Costo
demasiado altos
Plataforma fija y aguas
someras Variable: Interviniente
Estructura que soporta las 03 mesas y acopladas todas se le denominada plataforma, dependiendo el tirante de agua (semi-profundas o someras) se elabora el soporte.
En el noroeste del Perú las plataformas son sentadas en agua de corto tirante de agua (aguas someras ) sin embargo por ser el lugar donde se inicia la perforación de los pozos tanto exploratorio y de desarrollo el riesgo de colisión se incrementa en el lecho marino
3.3 Matriz de consistencia
1.Problema 2.Objetivos 3.Hipotesis 4.Metodología 5.Población
¿En qué medida un Análisis Radial de Anticolisión influye en
reducir el riesgo de colisión y optimiza tiempos de perforación en
las fases iniciales de un pozo de desarrollo en una
plataforma fija en el noroeste del Perú?
Objetivo general:
Demostrar que podemos reducir el riesgo de colisión mediante el uso de un Análisis Radial de Anticolisión con la finalidad de optimizar los tiempos de perforación en las fases iniciales de un pozo de desarrollo en una plataforma fija en el noroeste del Perú.
Objetivos específicos:
Determinar porque se
produce un evento de colisión de pozos en la perforación de un pozo de desarrollo.
Evaluar los tiempos de perforación en las fases iniciales de un pozo de desarrollo para su optimización.
El Análisis Radial de Anticolisión de pozos se
presenta como una alternativa para asegurar la salida de la trayectoria de los
pozos y así mismo poder manejar diversas opciones en distintos escenarios para
evitar la colisión y la optimización de tiempos en
la fase superficial de la perforación
El tipo de investigación utilizada en nuestra
investigación es aplicada. Dentro de este
marco utilizaremos los referentes teóricos y metodológicos que ya existentes en relación a
nuestra variable, la colisión de pozos, y lo
aplicaremos para resolver el problema
mencionado.
El método que utilizaremos es el descriptivo causal
explicativo.
Diseño de la Investigación
Población: Perforación de pozos de petróleo sobre
una plataforma fija en aguas someras al Nor-
oeste del Perú. Se considera 01 análisis aplicativos por pozo. (20
pozos por plataforma aproximada). Muestra: Perforación de
pozos de petróleo en el Nor-Oeste del Perú. Se
considera 2 análisis aplicativos por pozo. (2
Pozos).
IV
PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
4.1 Tipo de investigación
El trabajo de investigación es del tipo aplicada porque está orientado en la aplicación del Análisis de Anticolisión de pozos para solucionar problemas de colisión de pozos y mejorar los tiempos de perforación en las fases iniciales de un pozo de desarrollo en una plataforma fija en el noroeste del Perú y el mundo. El desarrollo del trabajo implica la ejecución del Análisis Radial de Anticolisión a un pozo para luego comparar los resultados con otro pozo previamente perforado en el cual no se realizó este análisis.
4.2 Diseño de la investigación Diseño cuasi experimental.
4.3 Población y muestra
Perforación de pozos de petróleo sobre una plataforma fija en aguas someras al Noroeste del Perú. Se considera 01 análisis aplicativos por pozo. (20 pozos por plataforma aproximada).
Muestra: Perforación de pozos de petróleo en el Noroeste del Perú. Se considera 2 análisis aplicativos por pozo. (2 Pozos).
4.4 Instrumentos de recolección de datos
Realizará un procedimiento personal muy confiable de primera fuente.
Utilizará una técnica documental.
V
DESARROLLO DEL MODELO CUASI EXPERIMENTAL
5.4 Planeamiento para la perforación del pozo LO19-8D (SLOT A)
El departamento de Geología había enviado al departamento de perforación la prognosis para la perforación de un nuevo pozo de desarrollo en la plataforma LO19 para incrementar las reservas probadas según el estudio que ellos habían realizado junto al departamento de producción.
El objetivo primario de este pozo era la formación “Upper Basal Salina” localizada con una profundidad vertical verdadera (TVD) de 8,050 ft y con unas coordenadas de objetivo UTM (WGS-84) de 9,508, 004.09 mN y 463, 804.29 mE y además debería cruzar un objetivo secundario que era la formación “Mogollon y Terebratula” localizados a unas profundidades verticales verdaderas (TVD) de 5,716 ft y 3,092 ft respectivamente.
Pozo esquemático LO19-1
Pozo esquemático LO19-5X
Por lo tanto el mejor pozo referente, debido a que se encuentra en la misma plataforma y llego a atravesar la misma formación que el nuevo pozo planea alcanzar, fue el LO19-5X. Sin embargo, no había que dejar de lado los otros pozos de la misma plataforma debido a la cercanía y formaciones que alcanzaron.
Figura 4: Mapa de la plataforma LO19.
5.1.1 Recolección de datos de trayectoria de los pozos perforados en LO19
Pozo: LO19-1
Los surveys del pozo LO19-1 se muestran en el ANEXO A.
Pozo Compañía
Desde (ft) Hasta (ft) Survey Tool Type
0 352.31 SLB_BLIND+TREND-Depth Only
352.31 3354 SLB_BLIND+TREND
Minimun Curvature / Lubinski
ISCWSA Rev 0 *** 3-D 95.000% Confidence 2.7955 sigma
LO19-1
Schlumberger
Pozo: LO19-6
Los surveys del pozo LO19-6 se muestran en el ANEXO A.
Figura 7: Sección vertical del pozo LO19-6.
Pozo Compañía
Desde (ft) Hasta (ft) Survey Tool Type
0 124 SLB_BLIND+TREND-Depth Only
124 3757.16 SLB_BLIND+TREND
Minimun Curvature / Lubinski
ISCWSA Rev 0 *** 3-D 95.000% Confidence 2.7955 sigma Schlumberger
Survey / DLS Computation Method Survey Error Model
Figura 8: Vista de planta del pozo LO19-6.
Pozo: LO19-5X.
Los surveys del pozo LO19-5X se muestran en el ANEXO A.
Pozo Compañía
Desde (ft) Hasta (ft) Survey Tool Type
0 124 SLB_BLIND+TREND-Depth Only
124 5375.775 SLB_BLIND+TREND
5375.775 8825.775 SLB_BLIND+TREND
Minimun Curvature / Lubinski
ISCWSA Rev 0 *** 3-D 95.000% Confidence 2.7955 sigma
Survey Error Model
LO19-5X
Schlumberger
Figura 8: Sección vertical del pozo LO19-5X.
Pozo: LO19-7.
Los surveys del pozo LO19-7 se muestran en el ANEXO A.
Figura 10: Sección vertical del pozo LO19-7.
Pozo Compañía
Desde (ft) Hasta (ft) Survey Tool Type
0 124.005 SLB_BLIND+TREND-Depth Only
124.005 407.6 SLB_BLIND+TREND
407.6 7590 SLB_UNKNOWN
Minimun Curvature / Lubinski
ISCWSA Rev 0 *** 3-D 95.000% Confidence 2.7955 sigma
Survey Error Model
Survey / DLS Computation Method
LO19-7
Figura 11: Vista de planta del pozo LO19-7.
Datos generales de la perforación de los pozos perforados en la plataforma LO19:
Orden Pozo Tipo de pozo
Fecha de inicio
Fecha de liberación del equipo
Días Fomación Productora Instalación de producción
1st LO19-1 Desviado 02-Mar-02 19-Mar-02 17 Helico Gas Lift convencional 2nd LO19-5X Vertical 22-Mar-02 14-May-02 53 Terebratula Gas Lift convencional 4th LO19-6 Direccional 10-Jun-02 27-Jun-02 17 Helico conglomerate Tubing con packer
5.1.2 Gráfica de Araña (“Spider Plot”) LO19-8D (SLOT A)
Con los datos recopilados de los registros de desviación durante de la perforación de pozos en la plataforma LO19, se realizó un gráfico de araña para poder visualizar la trayectoria de salida de los pozos.
5.1.3 Verificación de los datos de registro de desviación de los pozos perforados en la plataforma LO19.
Según el año de perforación de los pozos, (Año 2002) fecha en la cual los datos fueron registrados utilizando herramientas de registro muy básicas según la época, tienen un mayor error de los datos de inclinación y sobretodo de dirección. Así mismo, cabe mencionar que el pozo LO19-5X según el planeamiento debería ser un pozo vertical los datos de dirección no fueron registrados durante la perforación, pero usando herramientas de registro básicas (Tocto) que solo registran datos de inclinación pero con un alto error en sus datos.
Finalmente debido a la no confiabilidad de los datos de registro de desviación de los pozos se decidió realizar una campaña para la verificación de estos datos utilizando la tecnología Gyro para poder contar con datos de mayor precisión que son fundamentales para el Análisis de Anticolisión para el planeamiento del nuevo pozo LO19-8D (Slot “A”).
5.1.4 Gráfica de Araña del pozo LO19-8D (SLOT A) verificando el uso de herramientas de registro de desviación Gyro
Con los datos recopilados de los registros de desviación Gyro se verifico la trayectoria de los pozos perforados.
5.2Planeamiento direccional del nuevo Pozo LO19-8D (SLOT “A”)
Después de haber verificado las trayectorias de los pozos ya perforados hasta una cierta profundidad a excepción del pozo LO19-7 (el cual se encuentra abandonado y cementado hasta superficie según regulación del estado para abandonados de pozos), ahora es momento de definir cuál sería la ranura “Slot” de salida.
5.2.1 Selección de la ranura de salida “Slot”
La selección del slot para pozos exploratorios y desarrollo se diferencia en el riesgo de colisión que existe durante la salida de la trayectoria del nuevo pozo y los pozos antiguos.
Para los pozos exploratorios los cuales en su mayoría son verticales y además son los primeros en perforarse, el riesgo de colisión es mínimo por lo cual es recomendable utilizar los slot que se encuentran al interior. Para los pozos de desarrollo se tiene que considerar los slots disponibles, la dirección del objetivo a alcanzar, el grado de riesgo de colisión que existe entre el pozo planeado con los pozos perforados y las futuras trayectorias de salida de los pozos a perforarse en una campaña de pozos de desarrollo.
Así mismo se tiene que tener en consideración la dirección de los próximos pozos:
5.2.2 Profundidad de asentamiento de la conductora
La altura que existe desde la mesa rotaria hasta el fondo marino es de 124 pies (ft) en la plataforma LO19 como lo podemos observar en la Figura 3.
Figura 3: Esquema de alturas de los niveles de la plataforma LO19.
MD VD HD MD VD HD
(ft) (ft) (ft) (ft) (ft) (ft)
1 LO19-8D UPP. BS. N 54° W 8634 8050 2954 9696 9029 3366 9'508,004.09 463,804
2 LO19-LOC. 2 UPP. BS. N 47° W 8280 8050 1650 9500 9250 2000 9'507,825 464,170
3 LO19-LOC. 3 HELICO N 79.5° W 3950 1350 3120 5883 1900 4930 9'507,655.21 463,604.55 4 LO19-LOC. 4 HELICO N 42° W 3400 1750 2450 5533 2800 4260 9'508,028.59 464,035.09
5 LO19-LOC. 5 UPP. BS. N 17° W 9000 8350 2880 10350 9550 3500 9'508,325 464,280
6 LO6-LOC.6 UPP. BS. N 17° W 10500 8500 5640 12000 9700 6610 9'509,120 464,040
LOCACIONES PROPUESTAS EN LA PLATAFORMA LO19
COORDENADAS DEL OBJETIVO
NORTE ESTE
N°
LOCACIONE S PROPUESTA
S
FOMACIÓN OBJETIVO
PROFUNDIDAD DEL
Pozo Revestimiento OD (Pulg- in)
ID
(Pulg- in) Grado
Peso (ppf) Conección Tope (ft) Fondo (ft) Diametro del Ensanchador (Pulg- in) Fecha LO19-1 Conductor 18 17.25 ASTM-A53B 70.59 Welded 0 325 22 03-Mar-02
LO19-5X Conductor 18 17.25 ASTM-A53B 70.59 Welded 0 335 22 22-Mar-02
LO19-6 Conductor 18 17.625 - 70.59 Welded 0 334 22 10-Jun-02
LO19-7 Conductor 18 17.25 ASTM-A53B 70.59 Welded 0 335 22 18-May-02
Por lo cual antes de iniciar la perforación para profundizar la conductora, debemos alcanzar el lecho marino soldando y bajando tubos de conductora desde la mesa rotaría hasta el fondo marino de 124 ft.
La profundidad a la cual debemos sentar la conductora, dependerá si son pozos exploratorios o de desarrollo, para los pozos exploratorios debemos alcanzar un intervalo de penetración del fondo marino de 300 ft – 500 ft aproximadamente para así poder alcanzar una formación consolidada que pueda brindar la integridad suficiente a la punta de la conductora para poder controlar la ventana de presiones que se tendrán durante la perforación de la fase superficial y posibles influjos superficiales. Por otro lado para los pozos de desarrollo la profundidad a la cual debemos sentar la conductora es también variable y está en función del tipo de procedimiento que se utilice para la profundización. La experiencia nos dice que el intervalo de penetración del fondo marino para los pozos de desarrollo es de 100 ft – 300 ft ft para las distintas conductoras colocadas dentro de la locación Lobitos.
En la plataforma LO-19 se perforaron 04 pozos previamente y la profundidad de asentamiento de la punta de las conductoras de los pozos previos fue de 335 ft (200 ft de penetración del fondo marino), pero además se registra que no hubieron problemas de integridad durante la perforación de la fase superficial que en algunos casos alcanzo una profundidad de 1,530 ft. Para el asentamiento del tubo de revestimiento de superficie.
Tabla 4: Datos de profundidad de asentamientos de conductoras en la plataforma LO19.
Posteriormente se arma y baja similar conjunto de fondo pero se añade un ensanchador para ampliar el hoyo de 17 pulgadas a 22 pulgadas, saca a superficie conjunto ampliador para luego soldar y bajar los tubos de conductora hasta lograr alcanzar la profundidad de asentamiento de la conductora estimada; sin embargo, la experiencia nos dice que grandes cantidades de chatarra caen del lecho marino hacia el pozo durante la ampliación del hoyo puesto el gran agujero que dejaba a su paso el ensanchador produce un camino más viable para que se caiga esta chatarra al pozo provocando tiempos perdidos en su recuperación mediante viajes de magnetos, canastas y hasta el uso de moledoras.
Finalmente se estimó que la profundidad de asentamiento de la conductora del pozo LO19-8D sería de 300 ft, pues según la estadística de profundidades de asentamiento alcanzadas de las conductoras previas fue de 325 ft y no habría inconveniente para alcanzar la profundidad planeada, así mismo según registros de presiones de poro de las formaciones a perforar y densidades de fluido de perforación utilizadas para su perforación en los pozos previos confirman la integridad de la punta de la conductora a 300 ft para la perforación de la fase de superficie.
Teniendo las densidades del fluido de perforación reales que fueron utilizados en la perforación de los pozos off-set de la plataforma LO19, las densidades equivalentes que se obtienen en las pruebas de integridades de formación (FIT) con relación profundidad vertical real (TVD), y las densidades en las cuales se detectaron perdidas parciales y totales se decidió graficar la figura 8 con todos estos datos con la cual se puede visualizar la tendencia de las presiones que se espera encontrar durante la perforación del pozo planeado LO19-8D.
Figura 4: Curva de densidades de lodo de los pozos perforados en la plataforma LO19. 0.00 1000.00 2000.00 3000.00 4000.00 5000.00 6000.00 7000.00 8000.00 9000.00 10000.00
2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0
TVD
(
ft)
Peso del Lodo (ppg)
Datos de Presión Poral, Fractura y Curva de densidades de Lodo en función del TVD en la plataforma LO19
LO19-1D
LO19-5X
LO19-6D
LO19-7D
Cut Mud by Gas - Terebratula
Gas trip - Terebratula.
Gas trip - Palegreda
Mud Losses - Pariñas
Density Fractured Helico Fm - LO19-6D
Density Fractured Basal Salinas Fm -LO19 -5X
Density Fractured Terebratula Fm - LO19 -5X
Frac. Density Mogollon Fm
Frac. Density Pariñas Fm
Trip Gas - Pariñas
P.Gradient Terebratula
F.Gradient Terebratula
F.Gradient Pariñas
P. Gradient Mogollon
F.Gradient Mogollon
P.Gradient B.Salinas
5.2.3 Plan direccional del pozo LO19-8D (“Slot A”)
Después de haber seleccionado la más apropiada ranura de salida (“Slot “A”) y conociendo a que profundidad sería el asentamiento de la conductora se realizó el plan direccional del pozo L019-8D.
Tabla 5: Plan direccional del pozo LO19-8D (“Slot A”)
5.2.4 Análisis de Anti-colisión del pozo LO19-8D (“Slot A”)
Para la trayectoria de este pozo se está simulando perforar con herramienta de registro de desviación Gyro desde 300 ft hasta 850 ft y luego cambiar al sistema MWD hasta llegar a la profundidad total.
Figura 5: Ajuste de herramienta de Registro de desviación.
MD Inc Az TVD DLS VS N.Offset E.Offset T.Face B.Rate T.Rate (ft) (°) (°) (ft) (°/100 ft) (ft) (ft) (ft) (°) (°/100 ft) (°/100 ft) Inicia la Perforación 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Conductora 300.00 0.00 0.00 300.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KOP & BUILD #1 350.00 0.00 0.00 350.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KOP & BUILD #2 850.00 10.00 260.00 847.47 2.00 30.23 -7.56 -42.86 260.00 2.00 0.00 Monte : 1,304.94 17.40 298.55 1,290.00 2.50 125.42 18.17 -141.83 70.88 1.63 8.47 EOB & HOLD 1,552.00 22.81 307.31 1,521.98 2.50 210.00 64.89 -212.43 33.28 2.19 3.55 13 3/8 in Casing 1,600.00 22.81 307.31 1,566.22 0.00 228.60 76.17 -227.22 0.00 0.00 0.00 Helico : 2,207.25 22.81 307.31 2,126.00 0.00 463.92 218.84 -414.44 0.00 0.00 0.00 Lobitos : 2,905.87 22.81 307.31 2,770.00 0.00 734.64 382.98 -629.82 0.00 0.00 0.00 Terebratula : 3,255.18 22.81 307.31 3,092.00 0.00 870.00 465.05 -737.51 0.00 0.00 0.00 Chacra : 4,004.78 22.81 307.31 3,783.00 0.00 1,160.49 641.16 -968.61 0.00 0.00 0.00 Pariñas : 4,903.00 22.81 307.31 4,611.00 0.00 1,508.56 852.19 -1,245.53 0.00 0.00 0.00 Palegreda : 5,202.41 22.81 307.31 4,887.00 0.00 1,624.58 922.54 -1,337.83 0.00 0.00 0.00 9 5/8 in Casing 6,100.00 22.81 307.31 5,714.42 0.00 1,972.41 1,133.42 -1,614.56 0.00 0.00 0.00 Mogollón : 6,101.72 22.81 307.31 5,716.00 0.00 1,973.08 1,133.83 -1,615.09 0.00 0.00 0.00 San Cristobal : 6,999.94 22.81 307.31 6,544.00 0.00 2,321.15 1,344.86 -1,892.00 0.00 0.00 0.00 Upper Basal Salina : 8,633.66 22.81 307.31 8,050.00 0.00 2,954.24 1,728.70 -2,395.68 0.00 0.00 0.00 Balcones : 9,496.09 22.81 307.31 8,845.00 0.00 3,288.45 1,931.32 -2,661.56 0.00 0.00 0.00 Profundidad Total: 9,695.69 22.81 307.31 9,029.00 0.00 3,365.79 1,978.21 -2,723.09 0.00 0.00 0.00
La elipse de incertidumbre se incrementa a lo largo de la trayectoria del pozo planeado (Figura 6) y está en función del tipo de herramienta de registro de desviación que se utilice, por el ejemplo el uso de herramientas como Gyro reducen la incertidumbre en comparación de los registros MWD que son afectados por la interferencia magnética que producen los tubos de revestimiento que se encuentran alrededor del pozo planeado (Figura 7).
Figura 6: Elipse de incertidumbre
Determinación del factor de separación (F.S):
Este factor se calcula de la relación entre la distancia centro a centro de los dos pozos y la suma de los semiejes mayores de las elipses de incertidumbre de los 02 pozos sumado el radio de la broca a utilizarse en la perforación de la sección del pozo más el radio del diámetro del tubo de revestimiento del otro pozo de referencia (offset) que ya ha sido completado el cual se desea evitar colisionar.
Figura 7: Modelo de error de las herramientas de registro
La separación mínima aceptable (S.M.A) entre 02 pozos se calcula:
𝑆𝑀𝐴 = 𝐸𝑅 + 𝐸𝑂+ 𝑅𝐵+ 𝑅𝐶
Donde:
ER= Proyección de la elipse de incertidumbre (Pozo planeado a perforarse) en dirección de la máxima aproximación hacia el otro pozo.
EO= Proyección de la elipse de incertidumbre (Pozo de referencia -offset) en dirección de la máxima aproximación hacia el otro pozo.
RB= Radio del diámetro de la broca a utilizar en la perforación del pozo planeado. RC= Radio del diámetro del tubo de revestimiento del pozo de referencia – offset. X= Distancia adicional además de la separación mínima aceptable.
El factor de separación se determina:
Si no hay una distancia adicional a la separación mínima aceptable, entonces:
X= 0, por lo cual tendremos el siguiente escenario:
Figura 8: Distancia mínima crítica entre 02 pozos
Así mismo reemplazando X=0 en la ecualización anterior:
𝐹𝑆 = (𝑆𝑀𝐴 + 𝑋) (𝐸⁄ 𝑅+ 𝐸𝑂+ 𝑅𝐵+ 𝑅𝐶)
𝐹𝑆 = (𝑆𝑀𝐴 + 0) (𝐸⁄ 𝑅+ 𝐸𝑂+ 𝑅𝐵+ 𝑅𝐶)
𝐹𝑆 = (𝑆𝑀𝐴) (𝐸⁄ 𝑅 + 𝐸𝑂+ 𝑅𝐵+ 𝑅𝐶)
𝐹𝑆 = (𝐸𝑅+ 𝐸𝑂+ 𝑅𝐵+ 𝑅𝐶) (𝐸⁄ 𝑅+ 𝐸𝑂+ 𝑅𝐵+ 𝑅𝐶) = 1
Tabla 6: Factor de separación (FS) en función de la probabilidad que ocurra una colisión.
Las empresas direccionales manejan diferentes criterios para tomar decisiones basados en los resultados del factor de separación tanto en el planeamiento y durante la operación de perforación.
Tabla 7: Criterios de anticolisión basados en el facto de separación según Weatherford.
En el siguiente cuadro podrán visualizar un resumen de los menores factor de
separación que se presentaran durante la trayectoria del pozo planeado LO19-8D (“Slot A”) y los demás pozos perforados:
FS (Factor de
Separación) FS<1.0 1.0 <= FS < 1.5 1.5 <= F.S Probabilidad de
Colisión (1 / P) P < 400 400 <= P < 9000 P >= 9000 Resultados utilizando el factor de separación
convencional (F.S) Factor de Separación FS= 3 FS< 3 Factor de Separación FS>= 3 1.5<FS< =3 1<FS< =1.5 FS=< 1
DURANTE LA PERFORACIÓN
Se implementa medidas correctivas y procedimientos basados en el análisis de riesgos.
Se requiere la aprobación del gerente de perforación, implementando medidas correctivas y procedimientos para controlar el riesgo de colisión.
Detener la perforación y no se debe continuar con está realizar un plan con el cual logremos un factor de separación mayor a 1.
Se debe Continuar con la perforación.
DURANTE EL PLANEAMIENTO
Trayectoria bien planeada.
Tabla 8: Factores de separación mínimos en el planeamiento del LO19-8D (“Slot A”).
Resumen basado en la menor distancia centro a centro entre el pozo planeado LO19-8D (“Slot A”) y los demás pozos perforados:
Tabla 9: Distancia Ct a Ct mínimas en el planeamiento del LO19-8D (“Slot A”).
Las distancias en superficie de los pozos ya perforados (LO19-1, 7.37 ft), (LO19-7,19.75 ft), (LO19-5X, 12.44ft) con respecto al nuevo pozo LO19-8D (“Slot A”) en la etapa de planeamiento de la trayectoria se reducen a (LO19-1, 5.54 ft), (LO19-7,9.59 ft), (LO19-5X, 10.31 ft).
Esto es común dentro de una plataforma fija, por lo cual el Análisis de Anticolisión será enfocado en el factor de separación mínima.
MD del pozo planeado
MD del pozo
secundario TVD
Distancia Centro a Centro de los pozos
(Ct-Ct)
Factor de Separación
(FS)
Riesgo
(ft) (ft) (ft) (ft) (ft) (ft)
LO19-1 570.00 570.29 569.78 1.47 1.36 FS (Medio), Ct-Ct (Alto) LO19-7 530.00 530.46 529.88 5.95 2.61 FS (Bajo), Ct-Ct (Medio) LO19-5X 460.00 460.22 459.97 6.89 2.91 FS (Bajo), Ct-Ct (Medio) LO19-6 390.00 389.90 390.00 15.31 5.19 FS (Medio), Ct-Ct (Medio)
Nombre de los pozos secundarios
MD del pozo planeado
MD del pozo secundario TVD
Distancia Centro a Centro de los pozos
(Ct-Ct)
Factor de Separación
(FS)
Riesgo
(ft) (ft) (ft) (ft) (ft) (ft)
LO19-1 559.06 559.37 558.88 5.54 1.50 FS (Medio), Ct-Ct (Alto) LO19-7 514.37 514.88 514.28 9.59 2.92 FS (Bajo), Ct-Ct (Medio) LO19-5X 425.31 425.54 425.30 10.31 3.31 FS (Bajo), Ct-Ct (Medio) LO19-6 300.00 299.94 300.00 18.41 5.61 FS (Medio), Ct-Ct (Medio)
5.2.5 Detalles operacionales para reducir el riesgo de colisión Pozo
Las operaciones de perforación direccional iniciarán después que el conductor 18” se halla profundizado hasta los 300 ft según plan. La secuencia de trabajos direccionales para reducir los riesgos de colisión en la siguiente fase de superficie son los siguientes:
Sección de Superficie 17” (Desde 300 ft – 850 ft): Perforación con motor de fondo y toma de registro Gyro
Sección de Superficie 17” (Desde 850 ft – 1600 ft): Perforación con motor de fondo y toma de registro Gyro.
VI
ANÁLISIS DE RESULTADOS
6.1Evento de Colisión de pozo durante la perforación del pozo LO19-8D (Slot A) Después de ser aprobado el programa de direccional junto a los demás programas que involucrar una perforación tales como el diseño de puntos de revestimiento, programa de fluido de perforación, selección de brocas, programa de registros eléctricos, etc. Todos estos deben estar plasmado dentro de un programa de perforación que debe ser firmado por el responsable que elaboró el programa de perforación, revisado por el jefe o líder de perforación y aprobado por el gerente de perforación.
Este procedimiento se realizó la cantidad de veces que se consideró necesario para profundizar la conductora hasta 255 pies (ft), puesto se había perforado con la broca de dientes 17” y el cross over con jets hasta 260 pies (ft) más a la hora de deslizar la conductora llego con dificultad alcanzar solo hasta la profundidad de 255 ft (ft), considerando esta la profundidad de asentamiento de la conductora.
Arma y baja registro de GYRO para determinar la dirección de la punta de la conductora la cual nos dio como resultado a la profundidad de 225 ft, Inclinación: 1.42 ° y dirección: 54.15°, corta tramo de la conductora e instala y prueba del diverter de 21 ¼” y procede a realizar el trabajo de cementación. Espera fragüe y arma sarta rotatoria con broca de dientes 17” y encuentra tope de cemento a la profundidad de 220 pies (ft), realiza perforación de cemento y formación hasta alcanzar la profundidad de 278 pies (ft) donde se arma y baja registro de GYRO en modo de registro múltiple a las siguientes profundidades 270 ft, 250 ft, 200 ft, 150 ft, 100 ft & 50 ft la cual determina que la punta de la conductora se encuentra con alto riesgo de colisión del pozo LO19-1 y que el factor de separación (FS) era menor que 1 por lo cual se solicita que envíen las herramientas direccionales para perforar con broca de dientes de 12 ¼” y motor de fondo con asiento para instalar el sensor de Gyro para orientar el motor y a la vez determinar la dirección del pozo durante la maniobra para evitar la colisión.
La gerencia de perforación acepta continuar con la perforación considerando los riesgos que esto implica y solicita que se realicen todos los procedimientos necesarios para evitar la colisión de pozo, así que la empresa de servicio orienta el motor de fondo en contra de la dirección de colisión y registra cada 30 ft la trayectoria del pozo mediante el uso de la herramienta Gyro. Durante la maniobra de perforación para evitar la colisión se observa porcentaje de cemento en los retornos hasta de 20%, se llega alcanza la profundidad de 371 ft, saca arreglo de fondo direccional y arma sarta rotatoria con broca de dientes de 12 ¼” y asiento para la herramienta de Gyro y así poder registrar el fondo del pozo.
LO19-1
Colisión
capacidad del cuerpo de tubería y no logra liberarse se decide abandonar el pozo después de realizar un desenrosque mecánico.
Figura 1: Vista de planta del evento de colisión del Pozo LO19-8D (“Slot A”) y el pozo LO19-1
6.2¿Pudo minimizarse los riesgos de colisión con el pozo LO19-1 durante el planeamiento?
Este análisis se realizó para la perforación del nuevo pozo LO19-8D (“Slot H”) y poder llegar al objetivo que no pudo ser alcanzado con la perforación del pozo LO19-8D (“Slot A”) para lo cual primero se tuvo que definir la ranura de salida más adecuada (Slot).
Figura 2: Selección del Slot “H” para la perforación del pozo LO-19-8D.
Tabla 1: Orientación de la conductora de 18”.
Tabla 2: Análisis de Factor de Separación”.
Figura 3: Grafico del araña del pozo LO19-8D (“Slot H”) basado en la orientación de la conductora de 18” con dirección de 250°.
MD del pozo planeado
MD del pozo secundario TVD
Distancia Centro a Centro de los pozos
(Ct-Ct)
Factor de Separación
(FS)
Riesgo
(ft) (ft) (ft) (ft) (ft) (ft) LO19-1 550.00 550.00 549.89 7.77 2.72 FS (Bajo), Ct-Ct (Medio) LO19-8D (SLOT A) 320.00 320.00 319.96 7.74 1.60 FS (Medio), Ct-Ct (Medio)
LO19-5X 640.00 640.00 639.72 10.71 3.69 FS (Bajo), Ct-Ct (Medio) LO19-6 450.00 450.06 450.00 22.51 13.11 FS (Bajo), Ct-Ct (Bajo)
Nombre de los pozos secundarios
LO19-1 LO19-5X LO19-7 LO19-6 LO19-8D ("SlotA") 230° 8.39 ft @ 100 ft 10.55 ft @ 0 ft 2.67 ft @ 520 ft 11.01 ft @ 0 ft 6.39 ft @ 190ft 240° 8.20 ft @ 140 ft 10.55 ft @ 0 ft 3.95 ft @ 510 ft 11.01 ft @ 0 ft 5.94 ft @ 210ft 250° 7.71 ft @ 540 ft 10.33 ft @ 590ft 5.34 ft @ 510 ft 11.01 ft @ 0 ft 5.44 ft @ 220ft 260° 6.26 ft @ 540 ft 9.37 ft @ 580ft 6.72 ft @ 500ft 11.01 ft @ 0 ft 4.90 ft @ 240ft 270° 4.91 ft @ 530 ft 8..29 ft @ 560ft 8.06 ft @ 500 ft 11.01 ft @ 0 ft 4.31 ft @ 310ft 280° 3.76 ft @ 520 ft 7.11 ft @ 550ft 9.31 ft @ 490 ft 11.01 ft @ 0 ft 3.53 ft @ 310ft Orientación de la
Conductora 18"
6.2.3 Plan direccional del pozo LO19-8D (“Slot H”)
Después de haber seleccionado la apropiada ranura de salida (Slot “H”) y haber modificado la profundidad de asentamiento de la conductora a 250 ft, se realizó el plan direccional del pozo LO19-8D (Slot H).
Tabla 3: Plan direccional del pozo LO19-8D (“Slot H”)
Tabla 4: Programa de Registros de Herramienta LO19-8D (“Slot H”)
Comentario MD (ft) Incl (°) Az (°) TVD (ft) VSEC (ft) NS (ft) EW (ft) DLS (°/100ft) Inicio la Perforación 0.00 0.00 250.00 0.00 0.00 0.00 0.00 N/A
EOC 100.00 1.00 250.00 99.99 0.49 -0.30 -0.82 1.00
18" Conductor 250.00 1.00 250.00 249.97 1.97 -1.19 -3.28 0.00 KOP 450.06 1.00 250.00 450.00 3.93 -2.39 -6.56 0.00 Monte 1303.94 17.63 305.35 1290.00 138.41 70.41 -119.85 2.00 EOC (Curve-Hold) 1561.00 22.76 306.00 1531.17 227.12 122.20 -191.87 2.00
13 3/8" Csg. 1600.00 22.76 306.00 1567.14 242.21 131.07 -204.08 0.00 Helico 2206.07 22.76 306.00 2126.00 476.71 268.91 -393.79 0.00 Lobitos 2904.47 22.76 306.00 2770.00 746.93 427.75 -612.41 0.00 Terebratula 3253.66 22.76 306.00 3092.00 882.04 507.17 -721.71 0.00 Chacra 4003.03 22.76 306.00 3783.00 1171.99 677.61 -956.28 0.00 Pariñas 4900.97 22.76 306.00 4611.00 1519.42 881.83 -1237.36 0.00 Palegreda 5200.28 22.76 306.00 4887.00 1635.23 949.91 -1331.05 0.00 Mogollon 6099.31 22.76 306.00 5716.00 1983.08 1154.38 -1612.46 0.00 9 5/8" Csg. 6100.00 22.76 306.00 5716.64 1983.35 1154.53 -1612.68 0.00 San Cristobal 6997.25 22.76 306.00 6544.00 2330.51 1358.60 -1893.54 0.00 Upper Basal Salina - LO19-8D 8630.45 22.76 306.00 8050.00 2962.43 1730.05 -2404.77 0.00 Balcones 9492.61 22.76 306.00 8845.00 3296.01 1926.14 -2674.64 0.00 5 ½" Csg. 9691.15 22.76 306.00 9028.08 3372.83 1971.29 -2736.79 0.00
