IAPG Uso de Trépanos Impregnados con Turbina Para Mejorar ROP en Formaciones Duras y Abrasivas del Carbonífero - Pozos HPHT en el Sur de Bolivia
Ricardo Vásquez Repsol YPF Bolivia S.A. 1
Áreas de Operación Repsol YPF Situación Geográfica LOS PENOCOS CASCABEL
PATUJU YAPACANI
SARA-
BOOMERANG PALACIOS ENCONADA
SURUBI
Norte
VIBORA
OCEANO PACIFICO
BOLIVIA
COCHABAMBA
MAMORÉ
PALOMA SIRARI
SANTA CRUZ DE LA SIERRA LA PEÑA-TUNDY
GRIGOTÁ
CAMIRI
RIO GRANDE
Centro
CHARAGUA
CUMANDAIRENDA
ITATIQUI
GUAIRUY
ARGENTINA
SANTA CRUZ CHUQUISACA
CUEVO
HUACAYA
Sur
CAIPIPENDI TARIJA
CASTELLÓN
MARGARITA
CAMBARI
2
Descripción Litológica Descripción de Formaciones del Carbonífero FM. Taiguati La litología principal de esta formación es la diamictita, fracturada irregularmente y no calcárea. FM. Tarija Esta formación usualmente ha sido dividida en tres miembros menores basados en la variación litológica: •Miembro 1 de diamictita en el tope (aproximadamente un cuarto del espesor total de la formación), compuesta casi en 100 % de una típica diamictita medianamente gris, compuesta de granos de cuarzo, silicio, arcilla y también rocas de granito, riolita, cuarzo, etc. mezclados y con una dureza extrema por compactación. •A continuación viene el Miembro 2, arenoso, consistente de un grueso intervalo de arena con intercalaciones delgadas de limolitas arenosas. •Por ultimo esta el Miembro 3, principalmente limolítico en la base (aproximadamente un cuarto del espesor total de la formación), consistente de una limolita gris bastante tenue en el tope, debajo yace una capa gruesa de arenisca de grano fino a medio, dura cuando hay una presencia de cemento calcáreo y limpia y suelta cuando no hay cemento
Fm. Itacuamí Compuesta por arcillita levemente micromicacea con escasa presencia de cristales de pirita. Estudios superficiales hacen que sea considerada una excelente capa sello debido a su buena capacidad sellante.. Fm. Tupambi La parte superior de esta formación esta compuesta de arena, regularmente intercalada con diamictitas arenosas rojizas muy oscuras y limolitas. 3
Experiencias Anteriores
MGR-X1
MGR-X2
MGR-X3
MGR-4
El record fue un trépano de 12¼” IADC 637 que perforo 120 m en 70 horas a 1.7 mph y fue sacado 5-5-WT-A-E-1BT-PR. Se utilizo lodo 9.6 ppg WBM HT Polímero y BHA convencional
Todavía con trépanos de insertos (IADC 437, 447 & 515), el mejor fue un 12¼” IADC 515 con un record de 68 m a 1.5 mph y fue sacado 6-8-BT-M/G-E-I-OC-PR. Se uso lodos 14.5 ppg WBM Glydril y BHA convencional 30’–60’
Uso trepano de insertos (IADC 445X & M432), la mejor carrera fue de un 12¼” IADC 445X que perforo 68 m a 2 mph y salio 8-7-WT-A-E2/16”-RG-HR. Se utilizo lodo 10.8 ppg WBM (Bentonítico extendido) y BHA rígido con estabilizadores a 0’-30-60’
Aun con trépanos de insertos (IADC 435 & 515), la mejor carrera fue un 17½” IADC 515 que perforo 103 m a 1.2 mph y fue sacado 45-WT-A-E-I-BT-PR. Se uso lodo 9.6 ppg WBM Drilplex BHA con RSS (Vertitrack) 4
Pruebas en HCY-X1D ST Turbina
Primera corrida
Segunda y tercera corrida
9½” AKO 1°
12¼” IADC M842 SPC promedio = 116 Aletas = 12 Cortadores frente = (5) 13mm Cilindros GHI = (68) 13mm 3259-3371 m (112 m) Tupambi
12¼” IADC M842 SPC promedio = 190 Aletas = 18 Cortadores frente = (5) 13 mm Cilindros GHI = (85) 13 mm Corrida 1 3587-3931 m (344 m) Tupambi-Iquiri Corrida 2 4014-4241 m (227 m) Iquiri-Los Monos
5
Prueba 1 en HCY-X1D ST (12¼”) ROP promedio 90 min/m DIAM
BRAND
TYPE
IADC
SERIAL
12.1/4
Hughes
GX-C20DX
517
5107298
JETS
12.1/4
Hughes
HHS158G1G5U4
M842
7303005
12.1/4
Smith
GFS20BODVCPS
517-X
12.1/4
Smith
GS20HBDVCPS
517-X
12.1/4
Hughes
HHS158G1G5U4
M842
7303062
12.1/4
Smith
GF20BDVPS
517-X
MY-5378
12.1/4
Smith
K705TPBXC
M842
JX-2081
12.1/4
Smith
GF20BDVPS
517-X
MY-5377
16
16
16
12.1/4
Hughes
GX-C20DX
517
5106999
16
16
16
12.1/4
Hughes
HHS158G1G5U4
M842
7303062
12.1/4
Hughes
MX-CS20GDX
517
6038895
TFA
IN
0,78
2788
2830
42
39,90
1,05
1,20
2830
2974
144
167,25
0,86
0,78
2974
3013
39
41,35
0,94
0,78
3013
3058
45
49,44
0,91
1,20
3058
3209
151
173,30
0,87
0,78
3209
3259
50
65,91
0,76
3,00
3259
3371
112
55,00
2,04
16
0,78
3371
3407
36
51,44
0,70
16
0,78
3407
3452
45
57,70
0,78
1,20
3452
3515
63
82,20
0,77
0,78
3515
3587
72
69,37
1,0
16
16
16
16
MX-7375
16
16
16
16
MY-8633
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
OUT RUN HOURS ROP
Dull Grade ROP promedio 30 min/m
4-8-RO-T-X-I-WT-PR
ROP promedio 87 min/m 6
Conclusiones Prueba 1 HCY-X1D ST Beneficios • •
• •
La primera prueba fue exitosa, considerando el incremento de ROP de 0.94 (mejor ROP promedio de trepano impregnados anteriores) a 2.04 m/h. Fue mas fácil deslizar y efectuar las correcciones direccionales requeridas que en carreras anteriores y los direccionales pudieron comparar los resultados del trabajo planeado y el real en una misma carrera. El balance económico comparando carreras anteriores con trépanos tricónicos de insertos con motor de fondo se calcula en un beneficio neto de aproximadamente 176.000 U$. Las curvas de Profundidad y Costo vs. Tiempo mejoraron considerablemente.
Desventajas • •
El trepano elegido fue suave para la formación y el tramo de 112 m no fue suficientemente bueno para el propósito inicial, el desgaste mostró un anillado y el trepano no se pudo reutilizar La descripción litológica de la formación fue dificultosa debido a la salida de recortes quemados y estructuras / texturas modificadas por acción del excesivo calor inducido por la turbina y el trepano girando a altas RPM’s. Debido a que Geología estaba esperando un pase de formación (de Tupambi a Iquiri), esta fue la causa principal para volver a utilizar trépanos de insertos nuevamente luego de la primera prueba.
7
Prueba 2 en HCY-X1D ST (12¼”) ROP promedio 65 min/m
ROP promedio 30 min/m
DIAM
BRAND
12.1/4
Hughes
12.1/4
Hughes
12.1/4
Smith
12.1/4
TYPE
IADC
SERIAL
JETS
GX-C20DX
517
5107298
HHS158G1G5U4
M842
7303005
GFS20BODVCPS
517-X
MX-7375
16
16
16
Smith
GS20HBDVCPS
517-X
MY-8633
16
16
16
12.1/4
Hughes
HHS158G1G5U4
M842
7303062
12.1/4
Smith
GF20BDVPS
517-X
MY-5378
12.1/4
Smith
K705TPBXC
M842
JX-2081
12.1/4
Smith
GF20BDVPS
517-X
MY-5377
16
16
16
12.1/4
Hughes
GX-C20DX
517
5106999
16
16
16
12.1/4
Hughes
HHS158G1G5U4
M842
7303062
12.1/4
Hughes
MX-CS20GDX
517
6038895
12.1/4
Smith
K503TBPXC
M842
JX2026
12.1/4
Hughes
MXL-DS28DX
527
6040313
16
16
16 20
16
16
16 20
16
16
16 20
TFA
IN
0,78
2788
2830
42
39,90
1,05
1,20
2830
2974
144
167,25
0,86
16
0,78
2974
3013
39
41,35
0,94
16
0,78
3013
3058
45
49,44
0,91
1,20
3058
3209
151
173,30
0,87
0,78
3209
3259
50
65,91
0,76
3,00
3259
3371
112
55,00
2,04
16
0,78
3371
3407
36
51,44
0,70
16
0,78
3407
3452
45
57,70
0,78
1,20
3452
3515
63
82,20
0,77
0,78
3515
3587
72
69,37
1,04
3,02
3587
3931
344
187,00
1,84
0,92
3931
16
16
16
OUT RUN HOURS ROP
Dull Grade 2-2-WT-A-X-I-SS-BHA
Tope de formación Iquiri 3886 m
ROP promedio 65 min/m 8
Conclusiones Prueba 2 HCY-X1D ST Beneficios •
•
•
La segunda carrera fue la mejor, logro mejorar la ROP de 0.8 m/h (mejor ROP con trépanos de inserto luego de la primera prueba) a 1.8 m/h. El mayor éxito, sin embargo, fue la perforación de un tramo de 344 m, remplazando 5 carreras con trépanos tricónicos. Nuevamente, el control direccional fue mas fácil de ejecutar y los deslizamientos para ajustar el plan fueron realizados en varios intervalos, con óptimos resultados. El balance económico para la segunda prueba, muestra un ahorro de aproximadamente
1’038.594 U$ • • •
Nuevamente, las curvas de Profundidad y Costo vs. Tiempo mejoraron considerablemente. Se detectó el tope de la formación Iquiri en 3886 m sin mayores problemas para Geología. El trepano salio en muy buenas condiciones, por lo que puede ser reutilizado en futuros pozos (desgaste 2-2-WT-A-X-I-SS-BHA).
Desventajas • •
Nuevamente, en algunos tramos, se observaron muestras quemadas. Como este fue el problema principal de la primera prueba, se incluyo un GR en la herramienta MWD para ayudar a detectar topes formacionales.
9
Prueba 3 en HCY-X1D ST (12¼”) ROP promedio 70 min/m DIAM BRAND
TYPE
IADC SERIAL TFA RUN HOURS ROP
I
O
D
L
B
G
O
R
12¼
Hughes
MX-CS20GDX
517
6038895
0,78
72
69,37
1,0
3
5
WT
A
E
1
BT/TR
HR
12¼
Smith
K503TBPXC
M842
JX2026
3,00
344
187,00
1,8
2
2
WT
A
X
I
SS
BHA
12¼
Hughes
MXL-DS28DX
527
6040313
0,92
46
51,80
0,9
2
3
WT
A
E
1
FC/RG
HP
12¼
Hughes
MX-CS28DX
527
6027733
3,14
5,5
14,50
0,4
1
1
WT
A
E
I
TR
PR
12¼
Hughes
MX-CS28DX
527
6027733
1,17
31,5
40,12
0,8
2
3
WT
A
E
1
TR/RG
HR
12¼
Smith
K503TBPXC
M842
JX2026
3,00
227
161,90
1,40
5
5
WT
A
X
I
SS
PJ
12¼
Hughes
HCM507ZX
M423
7302877
1,20
58
27,21
2,1
0
0
NO
A
X
I
NO
HP
ROP promedio 35 min/m
Dull Grade 5-5-WT-A-X-I-SS-PN
Tope formación Los Monos 4219 m ROP promedio 50 min/m
10
Conclusiones Prueba 3 HCY-X1D ST Beneficios • • • •
Se logro mejorar la ROP de 0.78 m/h (promedio de 3 trépanos de inserto luego de la segunda prueba) a 1.4 m/h logrando perforar un tramo de 227 m. Se cumplieron a cabalidad los objetivos propuestos, alcanzando el tope de la formación Los Monos @ 4219 m, sin mayores problemas para Geología. Nuevamente, el control direccional fue mas fácil de ejecutar y los deslizamientos para ajustar el plan fueron realizados en varios intervalos, con óptimos resultados. El balance económico para la segunda prueba, muestra un ahorro de aproximadamente
400.000 U$ •
Se tuvieron perdidas de lodo importantes durante la perforación, las mismas que se pudieron controlar con baches de material sellante.
Desventajas • •
Nuevamente, en algunos tramos, se observaron muestras quemadas. El trepano tuvo que ser sacado a superficie luego de detectar una perdida de lodo y en el intento por sellarla, se preparo y envió un bache con 80 lpb de material sellante, lo que ocasiono taponamiento en la sarta de perforación.
11
Análisis Económico de Pruebas en 12¼” HCY-X1D ST HUACAYA -X1(D) 12.1/4" -BASE TUPAMBI + IQUIRI TURBINE + IMPREGNATED Drill DEPTH IN (m) DEPTH OUT (m) FOOTAGE (m) ROP: (m/hr) TRIP TIME (hr/trip) TRIP FACTOR (hr/mt) REAMING (hrs/m)
3587 3931 344 1,84 30 0,09 0,131
45,00
Days
187,0
7,79
30,0 45,0
1,25 1,88
TOTAL TIME (Days) Personnel Turbine Operator (2) MWD operator (2) Directional operator (2) Caseta (1)
MUD MOTOR + TRICONES
10,91
2 2 2 1
Operation day 11 11 11 11
$/day 2000 1000 1400 50 4450
$ 22.000 11.000 15.400 550 48.950
Drill DEPTH IN (m) DEPTH OUT (m) FOOTAGE (m) ROP: (m/hr) TRIP TIME (hr/ trips) TRIP FACTOR (hr/mt) REAMING (hrs/mt) consi 60m/run
3587 3931 344 0,89 180 0,52 0,12
40,13
11,00 4000 10,91 2400
180,0 40,1
7,50 1,67
Personnel Directional Operator (2) MWD operator (2) Caseta (1)
2 2 1
Operation day 26 26 26
$/day 1400 1000 50
$ 36.400 26.000 1.300
2450
63.700
Operation
16.000 4.000 5.780 2.400
$/day 176.000 4.000 63.088 2.400
No Stand By rates considered
Tools 8.1/2" DHM DHM Redress Power Pulse 8.1/2" Redress
1 2 1 2
25,28 3000 25,28 2400
5.160 6.000 5.780 4.800
130.430 6.000 146.102 4.800
No Stand By rates considered
21.780 Total Personnel + Tools OTHER COST Bit Cost (Impregnated) 1 Drilling Cost ($US/day) Total Drilling Metric Cost ($US/mt) Total Drilling Cost ($US)
16,10
25,28
$/day 1 1 1 1
386,5168539
TOTAL TIME (Days)
Operation Tools 9.1/2" Turbina Turbine Redress Power Pulse 8.1/2" Redress
Days
140.000 60.000
245.488 294.438 Total Personnel + Tools 140.000 660.000 3.181,5 1.094.438
OTHER COST Bit Cost (Tricone) Drilling Cost ($US/day) Total Drilling Metric Cost ($US/mt) Total Drilling Cost ($US)
10.940
6
37.000 60.000
287.331 351.031 222.000 1.560.000 6.200,7 2.133.031
12
Prueba 4 en HCY-X1D ST (6”)
DIAM MARCA
TIPO
6
Hughes
HH172
6
INTEQ
C-201
6
Hughes
DP409XZ
6
Hughes
HH372G1G5G8U4
6
Hughes
6
Smith
ROP promedio 75 min/m
IADC SERIAL TFA RUN HOURS ROP M842
I
O
D
L
B
G
O
R
7300828
1,10
12
16,10
0,7
3
3
WT
A
X
I
NO
CP
314408
0,30
2,2
10,34
0,2
1
1
WT
A
X
I
NO
PR
M333
7012546
0,56
32,8
39,80
0,8
2
8
WT
A
X
I
CT
TQ
M842
7107813
0,82
17,5
28,70
0,6
8
8
WT
A
X
I
NO
PR
STX-1
117
5113769
0,75
KGR50ABCETPX
M842
JT6643
1,20
85,5
58,90
1,5
1
3
WT
N
X
I
LT
TD
Dull Grade 1-3-WT-N-X-I-LT-TD
ROP promedio 100 min/m
Tope formación Icla 4737 m ROP promedio 40 min/m
13
Conclusiones Prueba 4 HCY-X1D ST Beneficios • • • • • • •
La carrera con trepano impregnado y turbina fue la mejor de la fase, logro mejorar la ROP de 0.8 m/h (mejor ROP con trépanos impregnados y motor de fondo) a 1.5 m/h. El tramo perforado fue de 85.5 m y tuvo que ser detenido al llegar a profundidad final del pozo. Se remplazando 3 carreras con trépanos impregnados y motor de fondo. El control direccional no tuvo problemas al estar ya dentro del objetivo (Huamampampa), sin embargo, la turbina incluía un AKO de 0.75° por si había necesidad de efectuar correcciones. El balance económico comparando el uso de motor de fondo, muestra un ahorro de aproximadamente 170.000 U$ Nuevamente, las curvas de Profundidad y Costo vs. Tiempo mejoraron considerablemente. Se detectó el tope de la formación Icla en 4737 m sin mayores problemas para Geología. El trepano salio en muy buenas condiciones, por lo que puede ser reutilizado en futuros pozos (desgaste 1-3-WT-N-X-I-LT-TD).
Desventajas •
No se tuvo ningún problema en especial en esta carrera.
14
Análisis Económico de Pruebas en 6” HCY-X1D ST HUACAYA -X1D (ST) 6" - HUAMAMPAMPA TURBINE + IMPREGNATED (SMITH) Drill DEPTH IN (m) DEPTH OUT (m) FOOTAGE (m) ROP: (m/hr) TRIP TIME (hr) TRIP FACTOR (hr/mt) REAMING (hrs/m)
4715 4800 85,5 1,5 30 0,35 0,211
18,00
2 2 2 1
Operation day 5 5 5 5
Days
Drill
57,0
2,38
30,0 18,0
1,25 0,75
DEPTH IN (m) DEPTH OUT (m) FOOTAGE (m) ROP: (m/hr) TRIP TIME (hr) TRIP FACTOR (hr/mt) REAMING (hrs/mt) consi 60m/run
4,38
TOTAL TIME (Days)
TOTAL TIME (Days) Personnel Turbine Operator (2) MWD operator (2) Directional operator (2) Caseta (1)
MUD MOTOR + IMPREGNATED (HUGHES)
$/day 2000 1000 1400 50 4450
$ 10.000 5.000 7.000 250 22.250
Personnel Directional Operator (2) MWD operator (2) Caseta (1)
4714,5 4800 85,5 0,8 90 1,05 0,22
19,00
2 2 1
Operation day 9 9 9
5,00 4000 4,38 75,0 4,0 4,38 4,38 4,38
4,45
90,0 19,0
3,75 0,79
$/day 1400 1000 50
$ 12.600 9.000 450
2450
22.050
Operation $/day
1 1 1 1 1 1 1 1
106,875
8,99
Operation Tools 4.3/4" Turbina Oper. Turbine Redress Slim Pulse 4.1/2" Oper. Slim Pulse Redress Slim Pulse Stby GR Oper. Float Sub Oper. Monel 4,3/4" Oper.
Days
18.500 4.000 4.560 16,66 1800 575 50 120
$/day 92.500 4.000 19.950 1.250 7.200 2.515,6 218,8 525,0
Tools 4.3/4" DHM DHM Redress Slim Pulse 4.1/2" Slim Pulse Redress Slim Pulse Stby GR Oper. Float Sub Oper. Monel 4,3/4" Oper.
1 1 1 1 1 1 1 1
8,99 125,875 8,99 125,875 4,0 8,99 8,99 8,99
4.560 20 4.560 16,66 1800 575 50 120
41.016 2.518 41.016 2.097 7.200 5.172,0 449,7 1.079,4
No existe Stby p/Turbina 128.159 150.409 Total Personnel + Tools
Total Personnel + Tools OTHER COST Bit Cost (Impregnated) 1 Drilling Cost ($US/day) Total Drilling Metric Cost ($US/mt) Total Drilling Cost ($US)
59.000 60.000
59.000 300.000 5.958,0 509.409
OTHER COST Bit Cost (Tricone) Drilling Cost ($US/day) Total Drilling Metric Cost ($US/mt) Total Drilling Cost ($US)
100.548 122.598 $/mr 188
16.074 60.000
16.074 540.000 7.937,7 678.672
15
Resultados Finales en HCY-X1D ST Grafica de Tiempo & Costo vs, Profundidad 0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
DÍAS 300 325
350
375
400
425
450
475
500
525
550
575
600
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
PROFUNDIDAD (m)
2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800
Trepano impregnado y turbina Pérdida de circulacion
4000 4200 4400
Time Prognosis Side Track (Days)
4600
DFS (days)
4800 5000 5200 5400 5600
Cambia Lodo Corona 6" Problem TD
Real Cost Est. Acum. Cost ($) Trepano impregnado y turbina
65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
COSTO ACUMULADO (MM $us)
2000
625
16
Conclusiones Finales: Beneficios •
•
•
•
La utilización de trépanos impregnados y turbinas en las fases de 12¼” y 6” permitió un ahorro de ± 1’800.000 U$ si comparamos el rendimiento que se tenia anteriormente utilizando la combinación de trépanos tricónicos de insertos y motores de fondo. El trabajo direccional es mas fácil de realizar debido a que se superan las dificultades para deslizar y efectuar las correcciones direccionales requeridas, además que al ser mas largos los tramos perforados, se puede comparar los resultados del trabajo planeado y el real en una misma carrera. La experiencia obtenida anima a pensar que esta tecnología podría expandirse a diámetros mayores (17½”) y permitir su uso en pozos en los que las formaciones duras y abrasivas se presentan someras. Se esta trabajando también en alternativas de utilización en tramos de formaciones duras y abrasivas que necesitan ser ampliados, analizando oportunidades de realizar este trabajo mas eficientemente.
Desventajas •
•
La descripción litológica de la formación puede llegar a ser dificultosa debido a la salida de recortes quemados y estructuras / texturas modificadas por acción del excesivo calor inducido por la turbina y el trepano girando a altas RPM’s, por lo que se deben incluir herramientas de LWD en el BHA, especialmente cuando se espera una transición de formaciones. No existen muchas compañías que cuenten con las herramientas requeridas, por lo que la competencia es casi nula o focalizada entre muy pocas.
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