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Para hacer frente a las condiciones geológicas complejas y requisitos especiales de tipo bien, proporcionamos profesionales Perforación del pozo de proceso especial Soluciones, cubriendo los pozos direccionales, los pozos horizontales, los pozos extendidos del alcance, y los pozos multilaterales. Al aprovechar las herramientas avanzadas, las soluciones personalizadas y las tecnologías probadas, ayudamos a los clientes a superar los desafíos de perforación de manera efectiva, mejorar la eficiencia operativa, mitigar los riesgos y garantizar la finalización segura y eficiente de los pozos.
Los pozos de proceso especiales se refieren a todos los pozos no convencionales (excluyendo pozos verticales) en el desarrollo de campos petrolíferos. Este término específico de la industria incluye: pozos direccionales, pozos horizontales, pozos de desvían, pozos de alcance extendido, pozos multilaterales, etc. Las tecnologías avanzadas de control de perforación para pozos de proceso especiales ayudan a aumentar la producción de un solo pozo, mejorar las tasas de recuperación económica y mejorar la eficiencia general del desarrollo de campos petroleros.
Un pozo direccional es un término de perforación técnica que se refiere a un pozo perforado a lo largo de una trayectoria prediseñada con cambios controlados de inclinación y acimut.
El objetivo principal del diseño del pozo direccional es lograr el propósito de perforación previsto. Esto sirve como base principal y principio fundamental del diseño de pozos direccionales. Los diseñadores deben optimizar el perfil del pozo, el tipo de trayectoria, el programa de revestimiento, la selección del fluido de perforación y el método de finalización en función de los objetivos de perforación específicos para garantizar operaciones de perforación seguras, eficientes y de alta calidad.
Las aplicaciones incluyen la perforación en racimo en islas artificiales, perforación de pozos direccionales desde tierra hasta alta mar, perforación de trayectoria controlada por fallas, perforación en áreas donde las condiciones de la superficie (como montañas o edificios) restringen el acceso, explotación de trampas subsuperficiales, ingeniería de pozos de alivio direccional, corrección de desviación o operaciones de desvío, pozos de objetivos multilaterales, y desarrollo de pozo horizontal.
Los conjuntos de sarta de perforación para pozos direccionales generalmente se clasifican por su función en conjuntos de ángulo de retención, conjuntos de ángulo de caída, conjuntos de ángulo de construcción, conjuntos de microconstrucción, herramientas de desviación y sistemas de dirección. Para cada sección de pozo, se deben seleccionar configuraciones apropiadas de BHA y parámetros de perforación en función del perfil de pozo planificado. Esto asegura que el agujero perforado siga la trayectoria diseñada – el principio fundamental del control direccional de la trayectoria del pozo. Al diseñar un pozo direccional BHA, se debe observar el principio de compatibilidad de rigidez; es decir, la rigidez de toda la sarta de perforación debe disminuir gradualmente y no aumentar, para evitar la incompatibilidad de rigidez que podría evitar que la sarta de perforación se ejecute.
Los pozos agrupados se refieren a múltiples pozos (que van desde varios hasta más de cien) perforados desde una sola plataforma o plataforma de pozo. Mientras que las cabezas de pozo de superficie están espaciadas a solo unos metros de distancia, cada pozo se extiende en diferentes direcciones bajo tierra.
Normalmente, la perforación en racimo se emplea debido a las limitaciones de la superficie (como los recursos limitados de la tierra o las duras condiciones de la superficie), los factores regionales (como las zonas extremadamente frías, congeladas o las mareas planas) y las consideraciones económicas (ya que ofrece mayores beneficios técnicos y económicos en comparación con la perforación de un solo pozo). La perforación de pozos de racimo puede reducir los costos asociados con la reubicación de equipos, la construcción de carreteras, la instalación de tuberías y la configuración de comunicaciones. También simplifica el proceso de extracción de petróleo y gas y ayuda a proteger el medio ambiente. Debido a estas ventajas, los pozos de racimo son ampliamente utilizados en plataformas de perforación en alta mar, islas artificiales de aguas poco profundas, planos de marea y el desarrollo de depósitos de petróleo pesado y alto punto de fluidez.
Pasos clave de construcción para pozos de clúster: Debido al pequeño espaciamiento de la cabeza de pozo en la perforación de pozos de clúster, la sección vertical antes del kickoff (típicamente 500–1200 m) requiere una calidad de perforación de precisión excepcionalmente alta. Para garantizar la calidad de la sección vertical, un paso técnico crítico es evitar colisiones. El método anticolisión comúnmente empleado implica utilizar tecnología de visualización para rastrear y monitorear la trayectoria del pozo. La visualización aprovecha las pantallas de la computadora para observar intuitivamente la configuración espacial de la trayectoria del pozo desde varias perspectivas tridimensionales. Esta tecnología ha sido ampliamente adoptada en la exploración y desarrollo de petróleo. Ofrece un valor sustancial en anticolisión para pozos adyacentes, pozos de alivio y pozos direccionales, así como en el monitoreo y control de la entrada al objetivo y la trayectoria del pozo, y en la evaluación de la calidad de las trayectorias de perforación reales. En la actualidad, los métodos más utilizados incluyen el escaneo de distancia horizontal, el escaneo de distancia mínima y el escaneo de distancia normal.
Un pozo horizontal es un tipo de pozo especializado con inclinación máxima que alcanza o se acerca a 90° (generalmente no menos de 86°), manteniendo una sección lateral designada dentro de la formación objetivo.
Los pozos horizontales demuestran una amplia aplicabilidad en todos los tipos de yacimientos, con características de "menos pozos con mayor producción". Se despliegan principalmente en reservorios confirmados geológicamente para mejorar la productividad en reservorios de baja permeabilidad, reducir la conificación de agua de los acuíferos de borde/superior/inferior, retrasar el avance del agua y controlar el corte de agua, y maximizar la penetración a través de redes de fractura vertical en reservorios heterogéneos. Además, pueden acceder a múltiples zonas portadoras de hidrocarburos en yacimientos multicapa y mejorar las tasas de recuperación final.
El diseño e implementación de pozos horizontales debe satisfacer los requisitos de exploración, desarrollo y producción de petróleo, con el objetivo de mejorar la eficiencia general de las operaciones de exploración y desarrollo. Actualmente, los métodos de perforación se clasifican principalmente por herramientas de dirección en perforación de dirección deslizante y perforación de dirección giratoria. Basándose en el enfoque de orientación, se pueden clasificar como perforación de dirección geométrica y perforación de geodirección.
Seleccionar un ensamblaje de fondo de pozo (BHA) apropiado es fundamental para un control preciso de la trayectoria en la perforación de pozos horizontales. La selección y el uso correctos del BHA no solo mejoran la precisión del control de la trayectoria y la velocidad de perforación, sino que también ayudan a lograr un pozo liso con una curvatura uniforme y una severidad mínima del dogleg.
Para las secciones de alto ángulo y horizontales, se recomienda una configuración de BHA invertida, colocando collares de perforación y tubería de perforación de gran peso en las secciones de bajo ángulo o verticales para aplicar peso en la broca mientras se evita el pandeo de la tubería de perforación regular durante la perforación. La longitud de la tubería de perforación inclinada debe ser igual o mayor que la longitud total del pozo por debajo de la inclinación 45° y la sección perforada planificada.
Para manejar mejor las condiciones complejas de fondo de pozo y los incidentes potenciales en intervalos de alto ángulo y horizontales, se puede colocar un frasco de perforación en una posición apropiada de fondo de pozo.
La selección de la broca debe basarse en el tipo de formación, y la broca seleccionada debe tener un buen rendimiento de retención de calibre. Si se selecciona una broca de cono de rodillo, debe tener características y rendimiento adecuados para altas velocidades de rotación para que coincida con la perforación del motor de fondo de pozo. Cuando los insertos de aleación dura se sueldan en una broca de cono de rodillo, además de evitar el desgaste del diámetro exterior, también se debe considerar su efecto en la reducción de la anisotropía de la broca. El acortamiento de la longitud del calibre de una broca PDC mejora la capacidad de dirección, mientras que el aumento de la longitud del calibre ayuda a mantener la inclinación del pozo. Durante la perforación rotativa en ángulo de retención o en secciones horizontales, mientras que el rango de selección de brocas es relativamente amplio, la capacidad de control direccional debe considerarse cuidadosamente.
Un pozo de alcance extendido generalmente se refiere a un pozo direccional donde la relación entre el desplazamiento horizontal y la profundidad vertical es igual o mayor que 2. Algunas definiciones también consideran la relación entre la profundidad medida y la profundidad vertical.
Los pozos de alcance extendido se caracterizan por largos desplazamientos horizontales y secciones tangentes extendidas con altos ángulos de inclinación. Esta característica acentúa los efectos gravitacionales, lo que lleva a dos desafíos importantes en la perforación de REG: mayor dificultad y carga de trabajo en la medición y control de la trayectoria del pozo, y fricción y torque elevados entre la sarta de perforación de fondo de pozo y la pared del pozo. Una trayectoria de pozo bien diseñada es uno de los factores clave para el éxito de los pozos de alcance extendido. Impacta directamente las capacidades de los equipos de perforación, control de pozos, limpieza de pozos, perforación segura, funcionamiento de revestimiento y operaciones de fondo de pozo.
La perforación de pozos de alcance extendido impone mayores demandas en el sistema de accionamiento. Teniendo en cuenta tanto la eficiencia de perforación como la seguridad en el fondo del pozo, un sistema de accionamiento superior es esencial. La salida de par del accionamiento superior debe coincidir con la resistencia a la torsión de la rosca de tubería de perforación más pequeña utilizada, que generalmente proporciona 61–81 kN·m de par. Para los pozos de alcance ultra extendido, la capacidad de par del accionamiento superior se vuelve aún más crítica debido a los mayores desafíos de par en las secciones largas y de ángulo alto.
Para cumplir con los requisitos hidráulicos y garantizar una limpieza efectiva de los agujeros, el sistema de circulación de la plataforma debe ser capaz de satisfacer las demandas de perforación. Esto puede implicar aumentar el número de bombas de lodo a tres o más, elevar la potencia nominal de 1600 kW a 2000 kW o 2200 kW, y aumentar la presión nominal tanto de las bombas de lodo como del sistema de fluido de perforación de superficie de 35 MPa a 42 MPa o 52 MPa.
Debido a las cargas de elevación pesadas en pozos de alcance extendido, se requiere un sistema de elevación de alta capacidad. Un potente sistema de elevación no solo garantiza un disparo suave de las sartas de perforación, sino que también mejora la eficiencia del disparo y la capacidad de manejar las complicaciones del fondo de pozo. Actualmente, están disponibles drawworks accionados por engranajes con potencias de 4000–5000 hp (2942–3678 kW).
Un pozo multilateral se refiere a un pozo donde se perforan dos o más pozos desde un solo pozo principal en el yacimiento, con cada pozo completado por separado. La tecnología de perforación de pozos multilaterales se considera un método eficaz para mejorar la recuperación de los depósitos de petróleo restantes, aumentar aún más la producción de un solo pozo y mejorar la eficiencia económica del desarrollo del campo.
La aplicación de pozos multilaterales es extensa, adecuada no solo para desviar y revitalizar pozos viejos, sino también para el desarrollo de nuevos pozos, y se puede aplicar a varios tipos de reservorios.
Desarrollados a partir de tecnologías de perforación direccional y horizontal, los pozos multilaterales presentan desafíos y riesgos operacionales significativamente más altos en comparación con los pozos convencionales direccionales u horizontales. La principal diferencia radica en la complejidad de la estructura del pozo, ya que los pozos multilaterales presentan múltiples uniones donde los pozos ramificados se conectan al pozo principal.
Originalmente un proceso auxiliar en la tecnología de perforación, el sidetracking se ha empleado durante mucho tiempo en las operaciones de perforación. La aplicación de la tecnología de desvío – transformando pozos viejos en nuevos, y aún más en tipos de pozos complejos, como pozos horizontales desviados y pozos multilaterales para la optimización de patrones de pozos, mejora de reservas y aumento de producción – surgió durante las etapas intermedias del desarrollo del campo petrolífero, impulsado por la necesidad de reparar y modificar numerosos pozos de envejecimiento. Las operaciones de Sidetracking incluyen el control de trayectoria de pozo desviado y el corte de ventana de revestimiento.
En la sección de patada de salida direccional, se debe emplear la medición durante la perforación (MWD) para el monitoreo de la trayectoria. Durante la perforación rotativa, los levantamientos de múltiples disparos se usan típicamente para la medición de la trayectoria. Si la inclinación excede 3° en la sección direccional, las herramientas de MWD se pueden aplicar directamente para la perforación de orientación del "lado alto de la cara de la herramienta". Si la inclinación está por debajo de 3°, MWD no se puede usar inmediatamente; en su lugar, se requiere perforar 20–30 m más allá de la interferencia magnética antes de cambiar a las herramientas de dirección de línea de cable.
La fase más crítica en la perforación de desvían es el corte de la ventana de revestimiento, que se logra a través de dos métodos principales:
Este método implica instalar un whipstock a la profundidad y orientación predeterminadas dentro de la carcasa existente. El whipstock desvía la broca para fresar a través de la pared de la carcasa, creando una ventana de salida para las operaciones de desvío. Esta técnica mantiene la integridad original de la carcasa sin cortar la cuerda tubular.
Este proceso elimina completamente un segmento de carcasa especificado en la profundidad de destino, exponiendo la formación para establecer una ventana de desvlo. Esto crea una ventana que permite que el pozo sea desviado hacia fuera del pozo original.
Tecnología de escariado para extender la vida de producción de los pozos desviados: aunque los pozos desviados son rentables y ofrecen resultados rápidos, su vida útil de producción es relativamente corta. Esto es particularmente evidente en los pozos desviados de recuperación térmica, algunos de los cuales tienen una vida de producción inferior a la mitad que la de los pozos recién perforados, o incluso inferior. Mejorar la vida útil de la producción de pozos desviados es un aspecto crítico de la aplicación de la tecnología de desvían. Los factores primarios que afectan la vida de producción de los pozos desviados incluyen espacio anular limitado, revestimiento no centralizado y mala calidad de cementación. El enfoque principal para abordar la holgura anular limitada es la aplicación de la tecnología de escariado. Las herramientas de escariado comunes incluyen brocas de escariado de doble centro, herramientas de escariado excéntricas, herramienta de escariado de rodillo hidráulico y escariadores de PDC accionados hidráulicamente con posicionamiento mecánico.
Broca escariadora de doble centro
Herramienta de escariado excéntrico
Herramienta de escariado de rodillos hidráulicos
Tipo herramienta de PDC de la extensión del agujero
Las herramientas especializadas para aplicaciones complejas de pozos incluyen subs direccionales, collares de perforación no magnéticos, estabilizadores de diámetro variable, etc.
El submarino direccional es una herramienta especializada de fondo de pozo que se utiliza en la perforación direccional para la desviación del pozo y la corrección de azimut. Dos tipos principales incluyen subs direccionales rectos y subs direccionales doblados.
El collar de taladro no magnético proporciona un entorno de medición para instrumentos de inspección magnética que no se ve afectado por campos magnéticos. Debe colocarse cerca de la broca o cerca del conjunto de perforación del orificio inferior.
El estabilizador de diámetro variable ajusta su diámetro exterior a través de métodos de control específicos, modificando así las características mecánicas del conjunto del orificio inferior (BHA) y permitiendo el ajuste del ángulo de desviación del pozo sin disparo.
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