Optimización de estructuras de

Optimización de estructuras de corte para etapas de perforación

Durante el desarrollo de un campo petrolero, muchas veces se busca replicar las prácticas, lecciones y herramientas de perforación utilizadas en el pozo exploratorio que dio paso al descubrimiento del yacimiento, en aras de asegurar el éxito durante las operaciones para el desarrollo de los pozos subsecuentes en el campo

Por / By : José López, Andrés Merchan, Francisco Santarini, Daniel Morales, Ricardo Murillo, Carolina Vidal, Orlando Urribarri y José Tinoco

Los profesionistas continúan conociendo los campos a través de su desarrollo, perfeccionando las prácticas operativas y la selección de herramientas que aseguren operaciones seguras y rápidas, sin comprometer la integridad de los pozos perforados. Los campos de desarrollo de México no son la excepción, donde pozo a pozo se analizan las mejores prácticas, herramientas y lecciones aprendidas, logrando mejorar los tiempos de desarrollo de los pozos.

Dentro del estado mecánico de un pozo en campo de desarrollo los ingenieros observaron una etapa de perforación y ampliación simultánea. Los trabajos se efectuaron al menos a 1,000 metros con barrena de 14-½” y ampliador de 17-½” dentro de las formaciones del Plioceno Medio.

El reto principal consistió en perforar las zonas intercaladas de lutita, lentes de

Cutting structure optimization for drilling stages

During an oil field’s development, many times, the practices, lessons, and drilling tools used in the exploratory well that led to the field’s discovery is replicated to ensure success during operations for the development of subsequent wells in the area.

Professionals continue to know the fields throughout their development, improving operational practices, and selecting tools that ensure safe and fast operations without compromising the drilled wells’ integrity. Mexico’s development fields are no exception, where best practices, tools, and lessons learned are analyzed on a well-by-well basis, improving well development times.

Within the mechanical state of a development field well, engineers observed a simultaneous drilling and expansion stage. The work was performed at least 1,000 meters with a 14-½” drill bit and 17-½” enlarger within the Middle Pliocene formations.

The main challenge consisted of drilling the interspersed zones of lutite, carbonate lenses (mudstone), and sandstone, severely impacting

carbonatos (mudstone) y areniscas, los cuales impactan severamente las estructuras de corte, afectando la armonía entre la barrena y el ampliador. Durante el desarrollo del campo el grupo de trabajo analizó esta etapa tratando de encontrar los diseños y estructuras de corte adecuadas para mejorar el desempeño y los tiempos de perforación.

Los ingenieros probaron estructuras de corte con cortadores PDC de 16mm replicando las propuestas de los pozos de exploración; sin embargo, esto no fue suficiente, dado que las vibraciones estaban presentes y el ROP disminuía considerablemente durante el desarrollo de la etapa. Un problema de barrena fue notorio, cambiando a cortadores de 13mm y manteniendo los cortadores de 16mm en el ampliador. Aunque el desempeño de la etapa mejoró, seguían presentes las vibraciones y el ROP se veía afectado.

Continuando con los análisis, el equipo llegó a la conclusión de cambiar una vez más la estructura de corte. Utilizó el ampliador equipado con cortadores de 13mm, al igual que la barrena, con lo cual lograron una mejoría significativa en cuanto a vibraciones y ROP.

Muchas veces los cambios más mínimos pueden ayudar a generar un gran impacto en las operaciones de perforación, donde un simple cambio de tamaño de las estructuras de corte puede generar un cambio significativo en el desempeño de la operación. Los cambios también ayudan a superar lo que en teoría se presenta como una formación relativamente blanda pero llena de retos que, por diminutos que parezcan, si no se enfrentan de manera adecuada. pueden provocar grandes pérdidas de tiempo que retrasarían en general los objetivos del proyecto de desarrollo del campo. the cutting structures, affecting the harmony between the drill bit and the expander. During the field development, the team analyzed this stage, finding good designs and cutting systems to improve the performance and drilling times.

The engineers tested cutting structures with 16mm PDC cutters replicating the exploration wells’ proposals; however, this was not enough since vibrations were still present. The ROP decreased considerably during the development stage. A drilling problem was noted, switching to 13mm cutters and keeping the 16mm cutters in the amplifier. Although the stage performance improved, vibrations were still present, and the ROP was affected.

Following the analysis, the team concluded that the cutting structure should be changed once more. It used the expander equipped with 13mm cutters, the same as the drill bit, thus achieving a significant improvement in terms of vibration and ROP.

The smallest changes can often help to generate a significant impact on drilling operations, where a simple change in the size of the cutting structures can cause a considerable difference in the operation’s performance. The changes also help overcome what in theory is a relatively soft formation but full of challenges that, however small, if not adequately addressed, can result in extensive time losses that would generally delay the field development project’s objectives.