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Nueva Tecnología en Perforación Direccional

Ignacio Gorgone

2 IG

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Contenido

l Sistema de Perforación Dirigible Rotatacional, RSSl Herramientas de Gyro durante la perforación, GWDl Presión Anular Mientras se Perfora – APWDl Transmisión en Tiempo Reall Perforación Sin Sorpresas, NDS

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Limitantes de la perforación direccional con motores de fondo

l Baja tasa de penetración

l Inadecuada limpieza del pozo

l Pega diferencial

l Micro-severidades (tortuosidad)

l Dificultad para deslizar, transmitir peso a la barrena y mantener la orientación

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Evolución de los Sistemas Rotatorios Navegables

Fijo o variable

Rotación continua

Posición variable

Arriba

Abajo

DerechaIzquierda

Ajustes en 3D en modo rotatorio

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Fundamento del “PowerDrive”

• Herramienta dirigible en 3D que hace cambios en la inclinación y en el azimuth mientras está rotando en forma continua

• No se requiere perforar en modo deslizante u orientado para construir la trayectoria direccional..!!

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Sistemas RSS “POWER DRIVE” de Schlumberger

l PowerDrive Xtra (Herramienta Principal)l PowerDrive X5l PowerDrive Vortexl PowerDrive Xceedl Power V

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Lugares donde se ha utilizado el “PowerDrive”

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Principio de operación del “PowerDrive”

Aleta extendidaAleta extendida Aleta recogidaAleta recogida

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Unidad de Desviación “Bias Unit”

l Tiene tres (3) aletas movidas por pistones hidráulicos

l Las aletas aplican fuerza lateral a la barrena mientras giran a la velocidad de ésta

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Unidad de control

l Permite el control de la desviación

l Actúa bajo el concepto básico de una plataforma montada sobre rodamientos dentro de un collar que se mantiene estática con relación al lado alto del pozo

l Tiene dos gneradores AC y dos turbinas que rotan en sentido contrario para producir la estabilización

l Dado que la Unidad de Control se mantiene estática, el sistema puede también tomar registros de inclinación y azimuth de la barrena mientras está rotando

l Provisión de datos direccionales

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Impeller

Impeller Torquer-Generator

(counter-clockwise)

Mule ShoeTorquer-Generator (clockwise)ROP or Antenna

Unidad de control

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Unidad de Desviación – BIAS –Unidad actuadora de las aletas por desvío del flujo

Aleta ExtendidaAleta Extendida Aleta recogidaAleta recogida

Recorrido aproximado de 18 – 20mm, (3/4”)Cortadores PDC alineados en paralelo a la cara de la aleta

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Válvula de Control y Estator

2. La válvula de control está libre para rotar independientemente (por medio del ensamblaje de rodamientos en el interior del cuerpo del estrangulador) y va acoplada a la Unidad de Control por medio de la pata de mula

1. El estator está unido al ensamblaje de araña que se fija al interior de la Unidad de Desvío “Bias” y por tanto rota con las mismas RPM que la sarta

3. Para maniobrar, la válvula de control se orienta en la dirección deseada de la cara de la herramienta, TF y después se mantiene estacionaria relativa al espacio

4. La respuesta es el flujo hacia cada aleta en forma secuencial a medida que la unidad de Desvío así como el Estator rotan al pasar la apertura de la válvula de control

FUERZA SOBRE LA ALETA

DIRECCIÓN DE NAVEGACIÓN

TBT1.6

ESTATOR

VÁLVULA DE CONTROL

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Ensamblaje de la Válvula de Control

Control ShaftDisk Valve

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Transmisión de comandos a la herramienta

l Para cambiar el ajuste de la herramienta, se envían señales por telemetría (“downlinking”). La herramienta reconoce cambios en la tasa de flujo (no cambios de presión).

l Ello implica reducciones en la tasa de flujo cuatro veces por un período corto entre el 20 y el 30% hasta más o menos 350 gpm en forma programada y cada una con duración aproximada de un minuto.

l Configurable en el campo (sin tener qué sacar la herramienta)l Robusta y probada hasta 11.000 mts.

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Mapa de Comandos

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Configuración típica de una sarta con “PowerDrive”

LWD Nuclear MWD LWD Resist. Estabilizador

PowerDrive13-15m

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Calidad del agujero

l Perfil Suave

l Agujero en calibre

l Sin espiral

l Se reduce la posibilidad de acumulación de recortes

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PowerDrive Xtra SeriesTodas las series usan la

misma electrónica Tamaños de “Bias” Reed Hycalog RS bit range 18 ¼” to 5 ¾”

14 ¾”- 12” Hole

Sizes

9 7/8”-7 7/8”

Hole Sizes

PD900

22”-18 ¼”-17 ½- 16”

Hole Sizes

6 5/8 ”- 5 3/4”

Hole Sizes

PD1100

PD475

PD675

PD825

10 5/8”

Hole Sizes

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Ejemplos de trabajos en México

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Jujo 502 y Jujo 542

Record mundial: Pozo de mayor TVD (4458 m) perforado con PD900

CAMPO JUJO0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

70000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320

DIAS

PR

OF

UN

DID

AD

Jujo 502

Jujo 521

Jujo 600

Jujo 2B

Jujo 523

Jujo 121

Jujo 532

Jujo 522

Jujo 504

Jujo 542

CAMPO JUJO0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

70000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320

DIAS

PR

OF

UN

DID

AD

Jujo 502

Jujo 521

Jujo 600

Jujo 2B

Jujo 523

Jujo 121

Jujo 532

Jujo 522

Jujo 504

Jujo 542

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KU 49

KU 49 *(DES)(M)EQ.9092 PA'TONALA' (PERF. CENTRAL, S.A.)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

35000 10 20 30 40 50 60 70 80 90

DIAS

PR

OF

UN

DID

AD

l 14 días ahorrados

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Cuitlahuac 427

Desplazamiento vs Profundidad

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 20 40

Desplazamiento (m)

Pro

fun

dia

d m

edid

a (m

)

Cuitlahuac 427

Cuitlahuac 422

Desempeño - Comparación con otros pozos

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Cuit 427

Cuit 561

Cuit 422

Cuit 623

Cuit 523

Cuit 479

Tasa de penetración (m/h)

Tasa de penetración sección superior Tasa de penetración sección inferior

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Arcos 275

Desempeño - Comparación con otros pozos

0 5 10 15 20 25 30

Arcos 524

Arcos 517

Arcos 114

Arcos 518

Arcos 37

Arcos 87

Arcos 109

Arcos 117

Arcos 519

Arcos 124

Arcos 90

Arcos 56

Arcos 118

Arcos 113

Arcos 275

Tasa de penetración [m/h]

25 IG

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Ku-25

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Schlumberger RSS

l PowerDrive Xtra ( Main Tool )l PowerDrive X5l PowerDrive Vortexl PowerDrive Xceedl Power V

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Métodos de Navegación con el RSS

l Push-the-bit (Empuja la barrena)– Fuerza lateral es aplicada hacia la barrena par

incrementar la acción de corte

l Point-the-bit (Apunta hacia la Barrena)– Introduce una excentricidad a la trayectoria de la

barrena en forma análoga a al efecto de la carcaza curva en el motor de lodos.

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PowerDrive X5

l GR en la herramiental 150ºC de Temperatural Más resistencia a Choque y Vibracionesl Comercializada a final de Febrero del 2004l 5 “Bias Units” (6 ¾”) en NGC, 12 “Control Units” en

NGC & Tailandial Distribución de 45 “Control Units” para finales de

febrero del 2004.

29 IG

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Diferencias en el PD675

PowerDrive X5Phase Angle Shift 188 º (1-7)

139 º(ENP008 and up)

PowerDrive Xtra BUPhase Angle Shift 105 º

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PowerDrive -Vortex

Top Sub/Flex Power Section

Bearings

~60 ft (PDX900)

PD Control Unit

PD Bias UnitJunk Basket

Bit

Straight Housing

125

60

8.3 – 14

220

5

600-1200

12-1/4 to 14-3/4

11.00§Tool max O.D. (in)

§Hole Size (in)

§Flow Rate (GPM)

§DLS/BUR (deg/100 ft.)

§Operating Speed at Bit (RPM)

§Mud Weight (lbm/gal)

§Temp. (degC)

§PD + Motor length (ft)

§ Straight Motor with 7:8 GT HN234 Power Section

§ New Generation Motor Bearings

§ New Generation Motor Transmission

§ Tailored Stabilization Options

§ Rubber & Junk Basket

§ Short Hop Will not Work on Power Drive

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PowerDrive -Xceed

l 3 sections – Power Generation, Sensors/Control, Steeringl High reliability through:

– Proven MWD sensor and 150oC rating– Designed to operate in abrasive environments– Sensor package 12 ft from bit

l RT continuous TF, Inc. & Azi allows improved controll Capability to kick-off from vertical

32 IG

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Conclusiones

• El uso de PowerDrive para la perforación permite:– Mejorar la eficiencia en general de la perforación y ésto se

traduce en menores costos– Reducir los incidentes de pérdida de herramientas en los

pozos– Permite que diseños más complicados de pozos sean

perforados en forma segura– Mayores desplazamientos y menores riesgos en pozos de

largo alcance• La práctica demostró que el PowerDrive es un remplazo

efectivo de las herramientas de perforación convencionales

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GWDGyro Durante la Perforacion

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GWD

GWD: Combina la precisión de las herramientas de Gyro y la tecnología de MWD’s para crear un servicio que puede producir registros a medida que se perfora sin interferencia magnética.

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GWD - Beneficios

SEGURIDAD:• No necesita Wireline • No necesita Slick Line• Menor disponibilidad de personal• Menor cantidad de equipo• Riego de pega es reducido

UBICACION DE POZOS:• Mejora la infromación haci el DD ayudando a ubicar

los pozos de una manera acertada • Sensor de Gyro mas cerca de la barrena

36 IG

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GWD – BHA Tipico

37 IG

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Otros Servicios

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Presión Anular en Tiempo Real (APWD*)

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Presion Anular en Tiempo Real (APWD*)

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Presion Anular en Tiempo Real (APWD*)

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Transmision en Tiempo RealInterAct

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Conexión de InterACT - InternetInternet

SCC

LDAP

Data

InterACTDataSedalia

TransAct

InterACTProxy Server

Cliente

Internet

iDirect (RTR)

Cliente

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InterACT entrega en Tiempo Real …InterACT en Tiempo Real para D&M

l consolas de perforación

l trayectoria de los pozos

l diagramas del Toolface (Cara de la herramienta)

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InterACT entrega en Tiempo Real …Datos en Tiempo Real de los Registros de Wireline y Datos digitales.

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Perforación Sin Sorpresas (NDS*=No Drilling Surprises)

DrillMAP Plan

Auditoria de Datos

RiskTRACKRastro de Riesgos

Información Pozos Vecinos

Análisis de Sísmica

WellTRAKComparación

Comparacion entre Plan y Real

Bien?Si, Continuar

No, Diagnóstico

y Tratamiento

RiskTRACKBase de Datos

Captura de Conocimiento

s

Revisión del Plan

Ventana de Presiones de Poro

3D Visualización

DrillCASTPronostico

Fase Mientras se Perfora

Modelo Mecánico de

Tierra

Planificación