Metodología para la selección y optimización de Trépanos de Perforación

Objetivo El Objetivo de este trabajo es presentar la metodología que Smith Bits está realizando hoy en día para la selección y optimización de trépanos de perforación, a partir de la evolución y el desarrollo de nuevas tecnologías

Agenda Introducción Proceso Tradicional Proceso Actual Uso de Herramientas para análisis Registros de Trépanos (DRS™) Drill Bit Optimization System (DBOS™) IDEAS™ Analysis Request (IAR) Experiencias en Argentina

Selección de Trépanos Identificar estructura de corte que se adapte a las condiciones de perforación y pueda cumplir con el objetivo establecido y planificado Tipo de Estructura de corte TCI, MT, PDC, Hibrida, Impregnada Parámetros de diseño Cantidad de filas/aletas Tamaño de insertos/cortadores Agresividad de la estructura de corte Condiciones Hidráulicas Estándar, Anti-embolamiento, Anti-erosión Características adicionales Protección requerida (calibre, piernas) Limitador de Torque La selección de trépanos hace referencia al identificar la estructura de corte que mejor se adapte a las condiciones de perforabilidad en una aplicación específica, para maximizar el desempeño de la perforación y poder cumplir con el objetivo planteado con anterioridad. En términos generales, necesitamos identificar 4 parámetros específicos para definir el tipo de broca que se requiere para la aplicación. Estos parámetros son: Tipo de estructura de corte (mecanismo de corte) Parámetros de diseño (agresividad, estabilidad) Condiciones hidráulicas (necesidad para la aplicación) Características adicionales (features que se pueden colocar)

Proceso Tradicional Planteamiento del Objetivo Tipo de Estructura de corte Parámetros de diseño Condiciones Hidráulicas Características Adicionales Planteamiento del Objetivo Definición y análisis de la aplicación Proceso de Optimización Análisis de Información Evaluación de condición de desgaste Análisis de dureza de formación MENOR COSTO POR METRO DE LA SECCION Maximizar ROP Incrementar Cantidad de metros perforados Mejorar la condición de desgaste El proceso tradicional comienza por el planteamiento del objetivo, luego definición y análisis de la aplicación, lo que lleva a la selección del trépano. Por ultimo, se realiza la evaluación del trépano seleccionado con la prueba/corrida en campo. Evaluación del trépano Selección del Trépano

Proceso Tradicional Proceso de Optimización NO SI SI NO Planteamiento del Objetivo Definición de la Aplicación Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Análisis de la dureza de la Formación DBOS™ Proceso de Optimización Descripción del proceso tradicional. Para cada acción (Análisis de Información, Evaluación de Trépanos Usados y Análisis de Dureza de Formación, la idea es explicar cual es el trabajo que se hacia. Selección del Trépano Disponibilidad de estructura de corte NO Generar Proceso de Diseño SI Manufactura y Prueba de Campo SI Cumple Objetivo NO

Proceso Tradicional Ventajas Limitaciones Es un proceso continuo de trabajo en la aplicación Se hace un acercamiento a la necesidad en la aplicación El proceso de selección y optimización de un trépano para una aplicación toma un mayor tiempo No se tiene en cuenta la perforabilidad en cada formación y/o litología Proceso de evaluación es ensayo y error Limitaciones: El trépano seleccionado puede no ser el adecuado para la aplicación definida. La única forma de saber si es el correcto, es hacer la prueba de campo y se convierte en un ensayo de prueba y errror. La optimización de un trépano en una aplicación toma mayor tiempo porque no se tiene identificado el tipo base.

Proceso Actual Planteamiento del Objetivo Definición y análisis de la aplicación Proceso de Optimización El proceso tradicional comienza por el planteamiento del objetivo, luego definición y análisis de la aplicación, lo que lleva a la selección del trépano. Por ultimo, se realiza la evaluación del trépano seleccionado con la prueba/corrida en campo. Evaluación del trépano Selección del Trépano

Proceso Actual Proceso de Optimización NO SI SI NO Planteamiento del Objetivo Definición de la Aplicación Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Proceso de Optimización Descripción del proceso tradicional. Para cada acción (Análisis de Información, Evaluación de Trépanos Usados y Análisis de Dureza de Formación, la idea es explicar cual es el trabajo que se hacia. Selección del Trépano Disponibilidad de estructura de corte NO Generar Proceso de Diseño SI Manufactura y Prueba de Campo SI Cumple Objetivo NO

Proceso Actual Ventajas Limitaciones Se disminuye el ensayo y error en la selección del trépano para una aplicación. Con el uso de nuevas herramientas y tecnologías, la evaluación de la estructura de corte se realiza antes de la perforación. Es necesaria una mayor cantidad y calidad de información Mayor tiempo necesario para el análisis de información Limitaciones: Para un mejor resultado, se necesita contar con una mayor cantidad y calidad de información

Análisis de Información Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Análisis de Información

Análisis de Información Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Análisis de Información • 12.25” ‘Best in Class’ Interval Drilled (m) 3blds, 19mm 19mm Body 6 blds, 19/13mm 5 blds, 4 blds, 415-517 TCI 111-135 MT 1 MX09PX 30/03-A08A 2965 2 LA325B 30/03-A07A 2097 3 QP19L 30/03-06S 1665 4 DS53H 30/03-A15 1651 5 PD4 30/03-A07 1523 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 273m 546m 516m 340m 758m 130m 48m Run ROP (m/hr) 10 20 30 40 50 10.7 m/hr 16.2 11.3 22.2 20.5 5.2 8.5 30/03-07B 44.2 44.1 DS53HUG 30/03-A18 42.2 38.4 30/03-A09Z 35.2 ‘Best in Class’ =

Evaluación de Trépanos Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Evaluación de Trépanos BT ( 9 %) C 18 1 14 BHA 4 WT 91 S 2 CT DMF 5 7 A 73 IN LT LOG PR 36 3 NO 43 TD 45 . 6 8 I ( … ) O ( DC L G ( / 16 ") ODC RP # BITS: 11

Evaluación de Trépanos Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Evaluación de Trépanos

Caracterización de Formación - DBOS™ Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional

Caracterización de Formación Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional La caracterización de formación se realiza a partir de la selección de zonas de similar perforabilidad La Zona 1, es un carbonato masivo, con una compresibilidad de roca muy consistente entre 12 y 15 kpsi. La Zona 2, es un intervalo con predominación de lutitas entre 3 y 6kpsi, con alta porosidad. La Zona 3, es el reservorio objetivo, arenisca con compresibilidades hasta 30 kpsi. Caracterización de Formación. En este slide se explica como determinamos los intervalos de perforabilidad a partir de este ejemplo

Caracterización de Formación Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Graficas estadisticas que genera el DBOS

Mapeo de Pozos (Tipicamente de 4 a 8 pozos) Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Mapeo de Pozos (Tipicamente de 4 a 8 pozos) Mapeo Variaciones de Perforabilidad en una línea de sección en 2D

Mapeo de Parámetros Typically 8-30 Offset Wells Mapeo de Contorno Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Mapeo de Parámetros Typically 8-30 Offset Wells Mapeo Mapeo de Contorno Diagrama de Superficies Cualquier variable puede ser analizada

IDEAS™ Analysis Request - IAR Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Procedimiento de análisis de estructuras de corte para una aplicación definida, usando IDEAS™ En este slide se explica lo que es un IAR, a partir de una breve explicación de IDEAS.

IDEAS™ Analysis Request - IAR Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Información necesaria Estructuras de corte a Analizar Tipo de Formación Sand/Shale/Chalk Dureza de Formación DBOS Parámetros Operacionales W.O.B. R.P.M. Mud Weight Depth of hole Perfil del Pozo Vertical, directional Información del BHA Análisis dinámico del trépano (interacción trépano + BHA con la formación) Vibración Lateral Vibración Axial Vibración Torsional Que información se necesita y cual es el resultado que se obtiene a partir de la IDEAS.

IDEAS™ Analysis Request - IAR Análisis de la Información Parámetros Operacionales (WOB, RPM) Desempeño (Metros Perforados, Horas, ROP) Problemas Operacionales Evaluación de Trépanos Usados Condición de Desgaste Estructura de Corte IADC Características adicionales (features) Caracterización de Formación DBOS™ Abrasividad, Impacto Mapeo de Parámetros Análisis Dinámico de Estructuras de Corte IAR Vibraciones: Lateral, Axial, Torsional Vibración Lateral Perfil del Fondo del Pozo UY : negative as left UY : positive as right UZ : negative as high side UZ : positive as low side Tendencia Direccional Trayectoria del Centro del Trépano Vibración Axial Resultados del IAR - Perfil del fondo del pozo - Trayectoria del centro del trépano - Tendencia direccional - Vibración Lateral - Vibración Axial - Vibración Torsional (Bit Torque + RPM) Vibración Torsional

EXPERIENCIAS EN ARGENTINA

Optimización en sección 8 ¾”, Campo Centenario - Pluspetrol Pozo Tipo 2 o 3 carreras para hacer TD en la Sección Objetivo: Incrementar la ROP en la sección Mi519 hasta Tope Quintuco Mi516MUPX hasta TD Objetivo: Llegar a TD con una sola carrera MSi519PX – 5 Aletas de Backup Objetivo: Incrementar la ROP sin Perder durabilidad MSi519 – 2 aletas de Backup Mi519MHUBPX Pozo Tipo 2 o 3 carreras para hacer TD en la Sección Objetivo: Incrementar la ROP en la sección Mi519 hasta Tope Quintuco Mi516MUPX hasta TD Objetivo: Llegar a TD con una sola carrera MSi519PX – 5 Aletas de Backup Objetivo: Incrementar la ROP sin Perder durabilidad MSi519 – 2 aletas de Backup Mi519MHUBPX

Sección 12 ¼” en proyecto Chañares Herrados - SAI 12 ¼” MSi519PX 12 ¼” MSi616HBPX

Sección 12 ¼” en proyecto Chañares Herrados - SAI

Caracterización de formación - El Tordillo - Tecpetrol

Sección 8 ¾” – El Medanito - YPF Optimización Hidráulica

H 103 Usando el HAB, se disminuyo en promedio 11% el tiempo en horas de perforación. GM44 GM47 - HAB

H 108 Usando HAB se disminuyó en promedio 9% las horas de perforación GM44 GM47 - HAB

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