Direct XCDBarrena para tubería de revestimiento de aleación perforable

La barrena de aleación perforable para TD Direct*, Direct XCD* es una barrena de PDC fabricada especialmente para perforar pozos verticales o tangenciales hasta la profundidad total (TD) en una sola carrera. La barrena perfora con la tubería de revestimiento estándar que se rota en la superficie.

La estructura de corte de la barrena Direct XCD puede proveerse con cortadores de PDC de 13, 16 o 19 mm, disponibles en calidad estándar o premium. El material del sustituto de conexión es de acero, en tanto que su cuerpo es de una aleación de cobre y bronce. Esta aleación única permite a la barrena Direct XCD ser rebajada con cualquier barrena de PDC estándar, después de perforar hasta la TD y la tubería de revestimiento fue cementada en su lugar. Luego del rebaje, la barrena de PDC que hizo el rebaje puede seguir perforando el intervalo siguiente, lo que elimina la necesidad de un viaje sólo para el rebaje.

Barrena de PDC perforable para perforación con tubería de revestimiento

Después que la barrena Direct XCD perfora hasta la TD, actúa como zapata del revestidor (izquierda); luego de la cementación, la Barrena de aleación puede ser rebajada eficientemente (derecha).1

Durante la perforación, la rotación de la tubería de revestimiento y el espacio anular reducido resultante hacen que los recortes de la perforación recubran la pared del pozo y la refuercen. Esta acción se conoce como efecto de frisado ya que sella los poros de la formación para reducir las pérdidas de fluidos y mejora la cementación, protegiendo la integridad del pozo. Dado que los recortes se adhieren a la pared del pozo, la cantidad de recortes que vuelve a la superficie es menor. Y luego del frisado, el tamaño de los recortes que retornan a la superficie es más pequeño.

El efecto de frisado ha demostrado reducir el NPT atribuido a problemas relacionados con el pozo, tales como:

■ lutitas inestables ■ pozos estrechos ■ obstrucciones del pozo ■ pérdidas de circulación ■ pozos de gran diámetro que produce

recortes difíciles de remover del espacio anular

■ daño a las zonas de producción ■ atrapamiento de la tubería.

Mayor estabilidad del pozo y menores pérdidas de fluido

La perforación con la tubería de perforación convencional (izquierda) posibilita un espacio anular más grande, en tanto que la perforación con tubería de revestimiento (derecha) minimiza el tamaño del espacio anular; la rotación de la tubería de revestimiento cubre las paredes del pozo con los recortes, sellando los poros de la formación para reducir las pérdidas de fluido y generando un pozo reforzado para una mejor cementación.

Efecto de frisado

Tubería de perforación

Tubería de revestimiento

Espacio anular

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Barrena de aleación perforable Direct XCD Boquillas optimizadas resistentes a la erosión dirigen el flujo y la fuerza hidráulica para maximizar la ROP.

Revestimiento opcional de carburo de tungsteno aplicado al cuerpo y las aletas de la barrena, que incrementa la resistencia a la erosión en aplicaciones agresivas.

Amplios Canales de Flujo La limpieza de recortes es maximizada con amplios canales de flujo y un gran área de desalojo de recortes.

Estructura de corte de la barrena puede proveerse con cortadores de PDC de calidad premium de 13, 16, o 19 mm en cada aleta.

Diseño del cuerpo de la barrena que permite el rebaje con cualquier barrena de PDC.

Composición de cuerpo Bi-Metal Cuerpo compuesto de una aleación perforable que incluye un niple de acero de grado estándar de la industria petrolera.

Patines de calibración helicoidales maximizan la estabilidad de la barrena y reducen las vibraciones.

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Diámetros de barrenas disponibles y nomenclaturaTamaño de Barrenas DisponiblesAplicación Barrena Tamaño de Revestimiento, pulg × Tamaño de Barrena, pulgFormaciones suaves <8,000 psi de esfuerzo compresivo no confinado (UCS)

XCD319 133⁄8 × 171/2XCD413 103/4 × 131/2XCD416 95⁄8 × 121/4XCD419 95⁄8 × 121/4 133⁄8 × 171/2 185⁄8 × 23 20 × 23 20 × 24

Formaciones medias 8,000–14,000 psi (UCS)

XCD316 123/4 × 151/2XCD416 95⁄8 × 121/4XCD419 95⁄8 × 121/4 133⁄8 × 171/2XCD516 7 × 81/2 103/4 × 131/2XCD519 16 × 181/4XCD616 133⁄8 × 16 133⁄8 × 171/2

Formaciones duras >14,000 psi (UCS)

XCD516 95⁄8 × 115⁄8 95⁄8 × 121/4XCD613 95⁄8 × 121/4

Nomenclatura

95⁄8 × 121/4 XCD 5 16Tamaño de cortador, mm

Número de aletas

XCD — Direct XCD barrena de aleación perforable

Tamaño de barrena, pulg

Tamaño de revestimiento, pulg

4

Características de la caraP Cortadores premium S Cortadores estándarO Paso para el rebaje optimizadoCaracterísticas hidráulicasH Mayor número de toberas al estándarL Menor número de toberas al estándar E Toberas resistentes a la erosión

Características de las conexionesB Conexión en blancoWP Preparada para soldarBTC Conexión API buttressC Conexión premium por solicitud

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Caso de estudio

La barrena de aleación perforable para tubería de revestimiento Direct XCD perfora 5 pozos para alcanzar un yacimiento de la cuenca Pérmica por debajo de la zona de inyección de CO2

La construcción ineficiente de los pozos amenaza con exceder el presupuesto del operadorComo parte de un esfuerzo para alcanzar un yacimiento de la cuenca Pérmica, un operador estaba utilizando un diseño de pozo de tres sartas de revestimiento en el que la profundidad de asentamiento se encontraba por encima de la zona de inyección de CO2 a alta presión. Este enfoque resultó efectivo y contrarrestó los problemas que había experimentado el operador con un diseño de dos sartas: surgencias de CO2, atascamiento de la tubería, colapso o derrumbe del pozo, operaciones de cementación deficientes y NPT. No obstante, el costo elevado del diseño de pozo de tres sartas lo convirtió en una opción insostenible para el operador.

Implementación del diseño de pozo de dos sartas perforando con tubería de revestimientoPara mantener la viabilidad económica del proyecto, Schlumberger recomendó la construcción de un pozo con dos sartas de revestimiento utilizando la barrena para revestidor de aleación perforable Direct XCD de 77⁄8 pulgadas de Smith Bits. A la tubería de revestimiento acoplada con roscas BTC de 5½ pulgadas del operador, se le agregaron anillos de torque multi-lóbulos (MLT) para proporcionar un enrosque positivo e incrementar el torque. Además, se utilizaron centralizadores hidroformados para ayudar a estabilizar la sarta de revestimiento de perforación y centrarla para la cementación.

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Construcción de pozos de alta calidad a un costo razonable La utilización de la barrena para revestidor Direct XCD para ejecutar un diseño con dos sartas de revestimiento en cinco pozos, permitió que el operador pasara por la tubería de revestimiento de 85⁄8 pulgadas colocada en forma convencional y perforara hasta la TD, por debajo de la zona de inyección de CO2 a alta presión, con tubería de revestimiento de producción de 5½ pulgadas. La tubería de revestimiento de producción de 5½ pulgadas se cementó, y la barrena Direct XCD se rebajó con una barrena de PDC estándar. Durante la operación, no se experimentó incidente alguno de surgencia, tubería atascada, colapso o derrumbe del pozo, o NPT prolongado.

Como resultado de la operación, se eliminó el costo de una sarta de revestimiento adicional en cinco pozos y los registros de adherencia del cemento confirmaron que la cementación había sido excelente para el operador.

El diseño de pozo de dos sartas de revestimiento permitió ahorrar el costo de una sarta adicional y a la vez produjo pozos de alta calidad.

3-string CASING DRILLING3-string CASING DRILLING

113⁄4 pulg

85⁄8 pulg

51⁄2 pulg

85⁄8 pulg

51⁄2 pulg

Diseño de pozo de dos sartas perforando con tubería de

revestimiento

Diseño de pozo de tres sartas de la perforación convencional

Zona de inyección de CO2

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Caso de estudio

La aplicación en lutitas inestables amenaza la operaciónUn operador del Condado de Fremont, en Colorado, estaba perforando una sección de pozo de 95⁄8 pulgadas a través de una porción de la formación Niobrara de la cuenca de Denver-Julesburg, que se caracteriza por la presencia de las lutitas inestables Pierre. Si bien la profundidad planificada del pozo era de 5,000 pies, a una profundidad de 3,800 pies (1,159 mts) el BHA se atascó y se perdió. Después de desviar la trayectoria del pozo hasta 3,410 pies (1,040 mts), el departamento de perforación intentó correr una tubería de revestimiento de 95⁄8 pulgadas, pero no pudo lograr que la sarta pasara más allá de 2,444 pies (745 mts). El operador procedió a extraer la sarta del pozo y efectuó un viaje de limpieza con la sarta de perforación hasta 3,095 pies (944 mts). Al reingresar en el pozo después de la cementación, el operador sólo pudo llegar hasta una profundidad de 2,800 pies (854 mts).

La barrena perforable Direct XCD rescata dos pozos en Colorado y genera un ahorro de USD 8,6 millones

La perforación con tubería de revestimiento previene el abandono del pozoDespués de 68 días de perforación, el operador consideró la posibilidad de abandonar el pozo, pero decidió tratar de alcanzar la TD planificada utilizando la barrena para perforación con tubería de revestimiento Direct XCD. Bajar rimando el agujero con la tubería de revestimiento de regreso hasta el fondo permitió que el operador perforara el resto del intervalo hasta la TD, utilizando una barrena Direct XCD de 81⁄2 pulgadas en la tubería de revestimiento de 7 pulgadas. Luego de asentar y cementar la tubería de revestimiento, se rebajó la barrena Direct XCD. La operación de perforación con tubería de revestimiento requirió aproximadamente 10 días de equipo de perforación y posibilitó el ahorro de USD 5,5 millones en el pozo, luego de lo cual el operador continuó corriendo la sarta de producción.

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La barrena Direct XCD protege la inversión en el primer pozo y reduce el costo del segundoUna vez terminado el pozo, el operador trasladó el equipo de perforación a una distancia de 20 pies para perforar un segundo pozo. Mediante la utilización del mismo diseño de perforación del primer pozo, el operador corrió una barrena Direct XCD con la tubería de revestimiento de 95⁄8 pulgadas para perforar, en sólo siete días, desde 1,600 pies (488 mts) hasta la TD del intervalo, situada a 4,900 pies (1,494 mts). Respecto de la inversión de USD 5,5 millones efectuada en el primer pozo, la inversión del segundo se redujo en USD 3,1 millones.

La Barrena Direct XCD redujo sustancialmente el tiempo de construcción del pozo del operador en la lutita inestable Pierre del campo de la cuenca de Denver-Julesburg mediante la perforación con revestimiento de dos pozos, lo que generó un ahorro de USD 8,6 millones.

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Los anillos de torque multi-lóbuloIncrementan la capacidad de torque y a la vez protegen las conexiones de las tuberías de revestimiento Los anillos de torque multi-lóbulo (MLT) proporcionan un hombro de torque en la rosca, para incrementar la capacidad de torque al ser instalados en las conexiones estándar con roscas API BTC, para las aplicaciones de la tecnología de perforación con tubería de revestimiento y liner TDDirect*. El incremento de la capacidad de torque impide la sobrecarga de las roscas y coples utilizados en las conexiones de las tuberías de revestimiento y de producción API en aplicaciones de perforación y reparación de pozos, lo que reduce los costos de mantenimiento y reposición de las conexiones de los tubulares.

El anillo MLT provee un hombro de torque confiable en la rosca para incrementar la capacidad de torque a la vez que se protegen las roscas de conexión.

La capacidad de torque normal o con hombro de una conexión BTC de una tubería de revestimiento de 95⁄8 pulgadas en acero de calidad N-80 se incrementa cuando se instalan anillos MLT en las conexiones con roscas API BTC estándar.

Torq

ue, p

ie.lb

f

70,000

60,000

50,000

40,000

30,000

20,000

10,000

0

44,630

9,630

9,630

9,630

49,190

58,020

Peso de la tubería de revestimiento, lbm/pie36 43.5 53.5

Capacidad de torque de las conexiones con anillos MLT Capacidad de torque de las conexiones estándar

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Centralizadores para tuberías de revestimiento hidroformadosCentralización del pozo para perforación con tubería de revestimiento y linerEl centralizador hidroformado para tubería de revestimiento permite la centralización para la cementación en pozos verticales y desviados. Los centralizadores se colocan en el diámetro externo de la sarta de revestimiento para generar la separación entre la tubería de revestimiento y las paredes del pozo durante las aplicaciones de la tecnología TDDirect.

Fabricado con un proceso especial de hidroformado, el centralizador posee un método exclusivo de diseño y fijación. El resultado es un tubular para perforación con tubería de revestimiento que proporciona la resistencia y la rigidez necesarias para tolerar las cargas dinámicas del fondo de pozo y a la vez mantener la separación con respecto a las paredes del pozo bajo la acción de fuerzas laterales considerables sin ser aplastado. Además, el diseño del centralizador favorece el efecto de frisado, que hace más resistentes a los pozos y genera una adherencia efectiva del cemento que ayuda a proteger la integridad de los mismos.

El diseño de aletas helicoidales del centralizador para la tubería de revestimiento mejora la circulación, la limpieza del pozo y la cementación.

Centralizador sin endurecimiento superficial

Centralizador con endurecimiento superficial

*Marca de SchlumbergerLos nombres de otras compañías, productos y servicios son propiedad de sus respectivos titulares.Copyright © 2013 Schlumberger. Todos los derechos reservados. 13-BT-0049-esp

slb.com/DirectXCD

Direct XCD

Para más información sobre la barrena para revestidor Direct XCD, consulte slb.com/DirectXCD.

AnimaciónObserve cómo la barrena para perforación con revestimiento Direct XCD brinda más eficiencia en aplicaciones relacionadas con pozos verticales.

Casos de estudio ■ Mediante la utilización de una barrena para revestidor Direct XCD

en la formación Niobrara de Colorado, un operador ahorró USD 5,5 millones en un pozo y redujo en USD 3,1 millones el costo de otro.

■ Una barrena Direct XCD fue utilizada para alcanzar un yacimiento por debajo de una zona de inyección de CO2 en la cuenca Pérmica y a la vez permitió que el operador reemplazara un diseño de pozo de tres sartas de revestimiento por un diseño de dos sartas de menor costo.

IDEASPlataforma integrada de diseño de barrenas slb.com/IDEAS

Nomenclatura

95⁄8 × 121/4 XCD 5 16

Barrena para perforación con revestidor Direct XCD