La búsqueda por la optimización de los pozos petroleros continúa siendo siempre nuestro motivo para asistirte haciendo surgir la productividad de los tuyos. En UPC Global contamos con una serie de productos como los diferentes equipos de Echometer para analizar los pozos que lograrán eso y mucho más, sin olvidarnos de los servicios que proveemos a nivel mundial como lo son nuestros cursos y capacitaciones.

Es bien sabido que desde hace varios años se han desarrollado varias estrategias para perforar reservorio de baja presión (depletados) y que para estas técnicas se deben utilizar fluidos de perforación livianos con el fin de obtener una columna de fluido ligeramente Sobre-balanceada o Sub-balanceada para evitar la pérdida de circulación.

Esto es justamente lo que hacen el equipo Echometer Modelo H y una pistola de gas, juntos son capaces de optimizar los pozos petroleros de la mano de operadores especializados, claro está.

Nuevo Proceso de Perforación (Perforación con Capa de Nitrógeno).

Recientemente se ha implantado una nueva técnica de perforación muy diferente, en la que el fluido de perforación bombeado a través de la tubería de perforación no retorna a la superficie, sino que se pierde a la formación. El Anular (Tubo de perforación – Casing, Tubo de perforación - Formación) se coloca un fluido muy viscoso (no circula) y se bombea una cantidad apropiada de nitrógeno por encima de este fluido para mantener la presión hidrostática anular equilibrada con la presión de formación.

El concepto de NCD, es la inyección de gas nitrógeno en un "tapón de nitrógeno" o burbuja sobre una columna estática de lodo. El monitoreo preciso de la presión superficial combinado con el monitoreo del nivel de fluido en el anular utilizando un Echometer permitirá monitorear la presión de fondo de pozo. Se puede bombear lodo adicional (periódicamente o continuamente) según sea necesario, o se puede inyectar nitrógeno adicional para ajustar la presión en el espacio anular si se observa una caída de presión o se necesita presión y volumen adicionales para estabilizar el anular. La capacidad de controlar el nivel de fluido o el perfil de presión en el anular permite que durante las operaciones se identifiquen y reaccione a los cambios que se puedan presentar en la presión de la superficie.

En este punto, se requieren los estudios acústicos (Tecnología Echometer) para monitorear la interfaz entre la "Capa de nitrógeno" y el "Fluido de perforación (viscoso)" en el anular, debido a que este parámetro (distancia al nivel de fluido) asociado con la presión del cabezal de revestimiento (CHP) sol los indicadores de etapa temprana para la detección de influjos de hidrocarburos inesperados o la pérdida de circulación.

Equipo requerido para la Medida Acústica.

Esta nota técnica describe un sistema de monitoreo de nivel de fluido acústico que opera sin circulación de fluidos de perforación o sin que el anular está lleno de fluidos.

 Se requieren dos equipos. Una pistola de gas (en este caso Compacta) que tiene dos funciones, primero crea un pulso acústico en la superficie que viaja a través del pozo (Anular), y la segunda función, llevada a cabo mediante un micrófono alojado en el cuerpo de la pistola el cual recibe, amplifica, filtra y convierte en señales eléctricas los ecos reflejados por los collares (coupling), obstrucciones o nivel de fluidos.

El otro equipo es el analizador de pozos Echometer Modelo H, que procesa las señales eléctricas y generan un trazo acústico que se puede visualizar en la pantalla del equipo, dicho equipo posee un microprocesador capaz de almacenar la información de los registros.

El Modelo H es capaz de seleccionar automáticamente la reflexión del nivel de líquido mediante un esquema de reconocimiento de patrones que involucra la amplitud, la polaridad, el ancho y el desplazamiento de fase de las señales recibidas. El software escanea el registro digitalizado y selecciona todas las señales y los requisitos de patrón, luego selecciona el más probable para presentársela al operador. El proceso computarizado de la traza acústica ha dado lugar a avances significativos y mejoras en los estudios acústicos, lo que permite obtener profundidades de nivel de líquido más precisas y la visualización en tiempo real de las condiciones del pozo.

Equipos adicionales en el taladro

Adicional al equipo convencional de perforación se debe agregar otro para llevar a cabo el NCD, algunos de estos equipos son: Fuente de nitrógeno, Booster (inyección de nitrógeno), sistema de monitoreo de nivel de fluido, manómetro de presión y temperatura de cabezal, Choke Manifold, Válvula de Bloqueo de fondo de pozo, sensor de gas (N2, CO2), RCD dispositivo de rotación (Equipo requerido para sellar el sistema de perforación y permitir crear la tapa de nitrógeno).

Caracterización de NCD y mediciones acústicas.

La Caracterización es el proceso por medio del cual la medición acústica y la Capa de Nitrogeno “NCD” se deben caracterizar y calibrar, esto se hizo en a Hoyo Entubado (Casing Intermedio) de la siguiente manera:

1. Verificar profundidad total y toque del tope de cemento.
2. En la cabeza del pozo, debajo del BOP, se utilizó uno de los brazos del Casing Intermedio para conectar el Echometer (dispositivo de medición del nivel de líquido).
3. Sin las bombas del tanque funcionando y antes de bombear nitrógeno, se sacó del hoyo veinte (20) Stand (Aparejos de tres tubos) secos, esto creara un espacio anular vacío. Medir la caída de nivel de fluido en el anular utilizando el analizador de pozo cada 5 Stand.

Operación.

Finalmente para evaluar el desempeño de los registros acústica; se comparó la profundidad del nivel del líquido obtenido con el analizador acústico y la distancia calculada de la caída del nivel de líquido en el anular al extraer del hoyo las tuberías de perforación “seca” (desplazamiento del tubo de perforación).

Una vez que el NCD y la medición acústica fueron caracterizadas, se comenzó a perforar la zona de interés.  Usando la pistola de Gas Compacta, durante las operaciones normales se tomó una lectura acústica cada Stand durante los primeros diez (10) Stands, luego una lectura cada tres (03) Stand.

Si la operación de perforación requiere extraer o introducir tubería de perforación, se tomaban una lectura acústica cada Stand los primeros cinco (05) Stand, y luego cada tres (03) Stand.

El cambio del elemento del RCD se consideró una condición crítica, por lo tanto, cada vez que el elemento debió cambiarse, se tomaron una lectura acústica cada (03) tres minutos.

Otra situación crítica se presentó durante la operación de Wireline (Logging), debido a que dicha operación se realiza sin tubería de perforación dentro del pozo, y adicionalmente todo el nitrógeno es venteado (CHP @ 0,0 psig), por lo tanto la conexión hidráulicas con el fondo del pozo fue limitada, y debido a esto se dificulta la detección y control de cualquier influjo o pérdida de fluido de perforación a la formación.  En tal sentido, la medición acústica fue la única herramienta para monitorear el perfil de presión hidrostática dentro del pozo, y durante este tipo de operaciones las lecturas acústicas se realizaban cada cinco minutos.

Análisis del trazo acústico.

La desviación del nivel del líquido no mostró un comportamiento habitual (deflexión hacia abajo y hacia arriba), sino que se visualizaron una serie de ondulaciones en el trazado acústico.  El nivel del líquido debe definirse y verificarse a partir de sus repeticiones.

Dado que el estallido inicial necesario para crear el pulso acústico normalmente afectaba el primer medio segundo del trazo acústico y la mayor parte de los niveles de líquido eran poco profundo (menos de un segundo), no se pudo aplicar la técnica de Conteo de Collares para determinar el nivel de líquido.

Discusión de resultados, lecciones aprendidas.

• La medición de niveles de líquido durante la perforación aplicando el NCD es precisa, desviaciones menores al 8% entre los Niveles de fluidos determinado con Echometer y los calculados con el desplazamiento de fluidos de la tubería.  Esta técnica de perforación/monitoreo ha sido exitosa en todos los pozos aplicados, un total de 05 pozos de Junio 2.017 a enero 2.018, entendiendo por exitoso aquellos pozos donde la Zona de Interés (Yacimiento) fue perforada en su totalidad sin inconvenientes operacionales.
• Fue posible detectar niveles de líquido con un Echometer instalado en la cabeza del pozo, mientras que no se bombeó líquido en el anillo (o solo se bombeó intermitentemente).
• El analizador de pozo Echometer, no fue capaz de detectar lecturas acústicas mientras se bombeaba lodo por el espacio anular, ya que las ondas de sonido chocan con el lodo o porción de este a medida que cae.
• El ruido mecánico durante las operaciones de perforación o al introducir, sacar o rotar tubería del hoyo no afectó las detecciones del nivel de líquido.
• Durante las operaciones con cable (Logging), la energía del disparo se divide porque no hay sello por encima de la válvula de sonolog (válvula de Casing), una parte de la energía viaja corriente arriba y una parte de la energía viaja corriente abajo. Por lo tanto, el trazo acústico se analizó cuidadosamente para discriminar entre la deflexión del nivel del líquido y la deflexión creada por la energía del pulso acústico que viaja hacia la parte superior y detecto el lubricador, la distancia de esta deflexión coincidía exactamente con la distancia desde la válvula del Casing  hasta el tope superior del lubricador instalado con el equipo de cable.
• Si la presión del cabezal del pozo alcanza 0.0 psig (en caso de ventilar el nitrógeno por completo), es necesario bombear algo de nitrógeno para crear un medio de propagación para el pulso acústico.

Las mediciones acústicas aplicadas a nuevas técnicas de perforación son ideales y necesarias cuando hablamos de optimizar los yacimientos de los pozos petroleros teniendo en cuenta que para llevarlas a cabo se debe contar con un equipo de especialistas preparados en la tarea.