Transferencia eficiente del peso a la mecha de perforación en las secciones horizontales de los pozos productores en el área de Petrocedeño

Los yacimientos a estudiar corresponden a ambientes de deposición fluvial/deltáico, de matriz formada por granos gruesos con alta permeabilidad, teniendo espesores de arena promedio de 40 pies. y poca compactación de los granos de las arenas petrolíferas. Presentan crudo extrapesado de alta viscosidad. La profundidad de los yacimientos es poca: desde 1.400 pies TVD hasta 2.000 pies TVD con algunas arenas encontradas inclusive a 1.100 pies TVD

Con la finalidad de estudiar las optimizaciones posibles, se utilizó un pozo prototipo con el que se simularon los diferentes escenarios, con las siguientes características:
• Pozo de 3 secciones: superficial revestida de 13 3/8”, intermedia revestida de 9 5/8”, horizontal encamisada de 7”
• Profundidad vertical (TVD): 1600 pies
• Longitud total: 7000 pies
• DLS de 5,38°/100 pies hasta los 70°
• Tangente de 100 pies a los 70°
• DLS de 4°/100 pies hasta los 90°
• Tangente de 200 pies a 90°

Optimización en base a 4 puntos focales
La optimización de la transferencia de peso a la mecha de perforación en el área de Petrocedeño se ha hecho en base a estos 4 puntos focales:
1. Aplicando la técnica de rotación alternada de la sarta de perforación mientras se desliza
La tecnología direccional tradicional de perforación utilizada en Petrocedeño opera en 2 modos:
• Rotación de toda la sarta desde superficie cuando se desea mantener la dirección del pozo que se está perforando (modo “rotating”)
• Rotación solamente de la mecha con el motor de fondo, sin rotación de toda la sarta (modo “sliding”)
Cuando se utiliza el segundo modo, la sarta no se mueve dentro del hoyo, teniendo un roce estático (que es mayor al roce dinámico cuando está en movimiento). Debido a esto el peso sobre la mecha disminuye.
La técnica de rotación alternada consiste en rotar la sarta solamente media vuelta en una dirección, luego rotarla media vuelta en la dirección opuesta. Gracias a la flexibilidad de la tubería, solamente rota una sección de la misma, disminuyéndose el roce. La rotación no llega a la mecha, la cual puede deslizar en la dirección deseada.

2. Modificando la sarta para hacerla más equilibrada
Tradicionalmente se había venido usando en Petrocedeño una sarta direccional organizada de la siguiente forma:
• Mecha
• Equipo direccional
• Tubería de perforación (DP)
• Tubería pesada de perforación (HWDP)
• Portamechas (Drill collars)
Un largo tramo de tubería de perforación (DP) proporcionaba buen peso al principio de la perforación y bajo roce cuando la tubería estaba horizontal. Sin embargo ocurría un efecto negativo debido a la flexibilidad: el pandeo (o buckling), que hacía que la tubería se pegara a los lados del pozo aumentando el roce. Esto no ocurría con la tubería pesada de perforación (HWDP) porque era menos flexible.
Fue así que el equipo de Perforación Direccional y el equipo de
Ingeniería de perforación probaron una sección de tubería híbrida.
Constaba de ciclos de 5 tubos de DP y un solo tubo de HWDP. Esta configuración continuaba siendo liviana (y de bajo roce), pero el tubo de HWDP intercalado minimizaba el pandeo.
La sarta de perforación que actualmente utiliza Petrocedeño se compone así:
• Mecha
• Equipo direccional
• Tubería de perforación (DP)
• Tubería Híbrida (5 DP + 1 HWDP)
• Tubería pesada de perforación (HWDP)
• Portamechas (Drill collars)

3. Monitoreando la correcta limpieza del hoyo
La limpieza del hoyo es un factor que puede modificar drásticamente la transferencia eficiente de peso a la sarta de perforación.
El problema con un hoyo con demasiados ripios radica en que estos se van depositando casos que el peso disponible disminuya drásticamente.
Las siguientes acciones aseguran una correcta limpieza del hoyo:
• Optimización del programa hidráulico
• Sistema de control de sólidos de superficie adecuado
• Chequeo constante de la ECD y de la reología del lodo
• Viajes de limpieza sólo cuando las acciones anteriores no sean suficientes

4. Planeando intercambio de sartas o “Pipe Swap” cuando es necesario
El intercambio de sartas (o pipe swap) es una técnica muy utilizada en la perforación de las secciones horizontales de los pozos del área de Petrocedeño. Se diseñan 2 o más sartas diferentes y se usan ambas según su desempeño a lo largo de la sección horizontal.

Como ejemplo se diseña la sarta #1 que puede llegar a la profundidad de 7000 pies. Se diseña la sarta #2 que tiene problemas en la parte intermedia del pozo, pero podría alcanzar 7300 pies.

Conclusiones
Hoy en día Petrocedeño cuenta con más de 500 pozos horizontales perforados sin inconvenientes. Se estima que la longitud promedio es 20% mayor a la longitud que se podría haber alcanzado sin las optimizaciones. Como se conoce la longitud máxima de cada pozo también se han podido optimizar los tiempos. Además se están instalando collares sobre rodamientos, intercalados en la sarta, que disminuyan el roce. Se modifica el lodo utilizado por uno de mayor lubricidad y las bandas de desgaste de los cuellos de las tuberías de perforación de manera que ofrezcan menor resistencia a la rotación.

Referencia
Charla dictada en el II Foro de perforación realizado en Intevep por F. Santaniello. Petrocedeño.