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PERFORACION BAJO BALANCE
Perforación Bajo Balance
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PERFORACION BAJO BALANCE
Las nuevas tecnologías
estan revolucionando la
perforación con fluidos
compresibles y los
sistemas de control y
recuperación superficial.
ExperienciaBajo Balance
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PERFORACION BAJO BALANCE
Para una utilización exitosa de
estas nuevas tecnologías es
esencial contar con el apoyo
profesional de un grupo de
ingeniería.
ExperienciaBajo Balance
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PERFORACION BAJO BALANCE
Los ahorros potenciales de costos y el
incremento de la producción garantizan
la consideración de la perforación bajo
balance.
ExperienciaBajo Balance
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PERFORACION BAJO BALANCE
Beneficios
Perforación Bajo Balance
• Optimiza el desarrollo delreservorio.
• Minimiza los costos y riesgos.
• Incrementa la eficiencia de la perforación con mayores velocidades de penetración.
• Reduce el daño de formación.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Peso del fluido de
perforación Presión de formación
Terminologia
Se está perforando bajobalance cuando la cabeza hidrostática delfluido de perforación se diseña intencionalmentemenor que la presión de la formación que está siendo perforada
“La Perforación con Fluidos Compresibles” (PFC) se define como la técnica que empleagases para reducir la densidad del fluido de perforación.
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PERFORACION BAJO BALANCE
• Proporcionar servicios integrados de perforación bajo balance guiados con tecnología.
• Presionar el desarrollo de nueva tecnología.
• Maximizar la eficiencia e integración en la localización proporcionando mutiplesproductos y servicios.
• Crear alianzas con socios estratégicos en la industria.
Las metas de Weatherford en Perforación
Bajo Balance incluyen:
Direccion
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PERFORACION BAJO BALANCE
Qué servicios proporciona Weatherford?Qué servicios proporciona Weatherford?
Servicios
• Perforación con fluidos compresibles.
• Aditivos y Espuma especializados para perforación con fluidos compresibles.
• Software de Hidráulica para flujos multifase.
• Adquisición de datos.
• Ingeniería en aplicaciones técnicas de PFC.
• Compresión de Aire.
• Servicios de Nitrógeno.
• Equipo de perforación especial.
• Equipo de control y recuperación en superficie.
• Herramientas pozo abajo (motores, equipo de medición de presión, “deployment valves”, etc).
• Cabezas Rotatorias.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Taladro de pruebas y entrenamiento• OIME Modelo 950E.
• Profundidad máxima = 1,468 ft.
• 1,000 hp de potencia delmalacate.
• 450,000 lbs. en sistema de izaje.
• Llaves de potencia paratubería de perforación de 6-5/8”- 30”.
• Sistema de posicionamientoPush Master™.
• 16K “Power Tong” con “Power Scope”.
• Sistema Stabmaster™ “Stabberless2.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Taladro
Grupo deperforaciónbajo balance
Gases comprimidos
Gerencia de proyectoy planeación
Química de fluidos de perforación
Simulaciónhidráulica defluidos compresibles
Adquisición dedatos
Herramientas especiales
Sistemas deperforación con
percusión
Sistemas de recuperación
de producción
Servicios direccionales
Servicios
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PERFORACION BAJO BALANCE
Modelamiento por Modelamiento por ComputadorComputador
Cabezas Cabezas RotatoriasRotatorias
Sistemas de Sistemas de OrientaciónOrientación
Adquisición de Adquisición de datos en datos en tiempo realtiempo real
Ingeniería y Ingeniería y química de química de perforación con perforación con fluidos fluidos compresiblescompresibles
Sistemas de Sistemas de manejo y de manejo y de separación en separación en superficiesuperficie
Suministro Suministro de Nitrógeno de Nitrógeno y aire y aire comprimidocomprimido
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PERFORACION BAJO BALANCE
Muchas companías reconocidas confían en la esperiencia de Weatherford en la perforación bajo
balance.
Servicio
• Shell -- Laterales perforados con Trans-Foam en shale de baja presión.• PDVSA -- Ingeniería de proyecto, sistema cerrado bajo balance.• PEMEX -- Selección de candidatos para perforación bajo balance,
planeación de pozos, sistemas de control y recuperación de perforación en superficie.
• YPF -- Gerencia de proyecto, perforación con espuma, evaluación de la formación mientras se perfora.
• Baker Inteq -- Servicios de fluidos, ingeniería y entrenamiento para perforación costa afuera.
• MOBIL -- Sistema completo de perforación bajo balance, ingeniería, adquisición de datos, aire comprimido, servicio de nitrógeno, fluidos.
• PetroBras -- Ingeniería, diseño y manejo de fluidos para proyectos de perforación con cabeza de baja presión en Salvador, Bahia.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Logros
• Trans-foam, el único sistema patentado de espuma re ciclable en el mundo.
• Perforación con espuma hasta 1,500 metros de alcanc e horizontal.
• Perforación con espuma con un 70% de contaminación con aceite.
• Perforación con espuma hasta profundidades de 22,00 0 pies.
• Simulador de condiciones de fondo de pozo AMFM, efe ctivo en 55-100% de fracción de volumen de gas.
• Perforación horizontal con tubería flexible y espum a en yacimientos de crudo agotados.
• Experiencia mundial sin paralelo en aplicaciones té cnicas de perforación con fluidos compresibles.
• Equipos especialmente diseñados para recuperación y control en superficie, incluyendo las mejores cabezas rotatori as.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Daño de formación
Taponamiento de fracturas
Taponamiento de poros Daño de formación
• Reducción de la permeabilidad relativa.
• Taponamiento de las gargantas de poro por cortesfinos.
• Hinchamiento de arcillas reactivas al agua.
• Daño por contacto con fluidos externos.
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PERFORACION BAJO BALANCE
QuímicaBajo Balance
• Surfactantes (Espumantes).
• Polímeros para el control de arcillas.
• Aditivos para el control de la corrosión.
• Química para la entrada de agua.
• Química para entrada de gases especiales.
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PERFORACION BAJO BALANCE
La espuma ofrece la mayor capacidad de levantamientode recortes de todos losfluidos de perforación.
Incremento en la capacidad de levantamiento de
cortes.
Reducción en los requerimientos de velocidad.
Fluidos Compresiblesde Perforación
Aire o Gas Niebla Fluido aired ao Espuma
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PERFORACION BAJO BALANCE
• Calidad (100) 100% Gas.
• Medio de transporte menos eficiente.
• Velocidades de 3,000 pies/min.
• La velocidad requiere cambios en la sección horizontal.
• El aire seco es raramente seco.
Gas y Aire Seco
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PERFORACION BAJO BALANCE
•Calidad ( 96 - 99.9 % ).
•30% mas aire requerido“NO”.
•Fase de agua contínua.
•Se asemeja físicamente a una niebla.
•Mejor definición: Espuma decalidad ultra alta.
•Caídas de fluidoconsideradas cortes con velocidad de asentamiento.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Espuma
• Calidad ( 55-99.5%).
• Medio mas eficiente (velocidad).
• Menor velocidad de asentamiento.
• Mas versátil.
• Rango de calidad efectivo masamplio.
• Presente hasta una calidad de 99.5%.
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PERFORACION BAJO BALANCE
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PERFORACION BAJO BALANCE
Fluido
GAS
Surfactantes (Espuma)
• Seleción cuidadosa.
• Proporcionatransporte a cortes grandes.
• Velocidad anular baja.
• Tolerancia de Hidrocarburos.
• Tolerancia a la sal.
• BHP Vs Fricción.
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PERFORACION BAJO BALANCE
120o
FASE
GASEOSA
DRENAJE EN LA
LAMINILLA
ELASTICIDAD DE LA
PELICULA
DENSIDAD TOTAL
SELECCION DEL
SURFACTANTE
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PERFORACION BAJO BALANCE
BULK FLUID
ESPUMA
GAS
120o
FASEGASEOSA
Región de película
Delgada
(Fase liquida)
Interfase(Fase de superficie 2-D)
Laminilla
Surfactantes(Espuma)
• Seleción cuidadosa.
• Proporcionatransporte decortes grandes.
• Velocidadanular baja.
• Tolerancia de hidrocarburos.
• Tolerancia a la sal.
• BHP vs Fricción.
Borde de la burbuja
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PERFORACION BAJO BALANCE
Fluido Aireado
• Calidad (0-55) 0-55% de Gas.
• Medio extremadamenteinconsistente en rangos de calidadalta.
• El fluido y el gas tienen factores de fricción muy diferentes.
• El añadir gas a un lodo estándar no es la solución.
• Benificios con químicos especiales para el arraste.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Trans-Foam®
• La única espuma reciclabe en el mundo.
• La espuma con mayor tolerancia al aceite disponible.
• Reduce los costos de químicos.
• Reduce el consumo de agua.
• Proporciona una reducción sustancial de desechos.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Trans-Foam®
• Primer pozo, Basilacata, Italia, Texaco, 1992.
– 1,500 pies de agujero de 26” .– 4,500 pies de agujero de 17.5”.– Se establecieron registros de perforación para el
área.
• Pozo mas reciente, Venezuela, PDVSA, 1999.
– Lago de Maracaibo, Venezuela. – Locación costa afuera -- Contención crítica.– Altamente útil en laterales de 300 metros.– Influjo de crudo.– Diez días de circulación con solo un consumo de
500 barriles de agua.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Separador
Temblorinas, Sistema de circulación con pH bajo
Sistema de controlde pH
Solución recuperada listapara ser reusada
Equipo decompresión
Montaje típico paraTrans-Foam®
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PERFORACION BAJO BALANCE
Polímero para el control de arcillas
• Evita el gran problema de la hidratación de arcillas.
• Compatibilidad con espumantes.
• Incremento de la estabilidad del pozo.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Corrosión
• Siempre debe considerarse.
• Se acelera con la presencia de CO2 o H2S.
• Puede verse aumentada por incrementos en la presión y la temperatura.
• Erosión por corrosión en pozos laterales.
• De fácil manejo con los químicos apropiados.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Fuente: US DOE, Oil & Gas Journal Sept. 23, 1996
0.0%
5.0%
10.0%
15.0%
20.0%
25.0%
30.0%
35.0%
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Porcentaje de todos los pozos
02000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Número
de pozos
Procentaje de todos los pozosNúmero de pozos
Actividad de Perforación BajoBalance. Actividad en E.U. - 1994 - 2005
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PERFORACION BAJO BALANCE
Inyección de GasFluidos compresibles
• Aire, Nitrógeno o Gas natural.
• Inyección a través de la sarta de perforación.
• Inyección a través de tubería parásita.
• Inyección a través de Scab Liner o tubería concéntrica.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Inyección de Aire-Nitrógeno(Sarta de Perforación)
• Aplicación mas simple.
• Menores costos.
• Es difícil controlar la presión de fondo de pozo durante los viajes.
• Uso de “Steering Tool” o EMWD.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Tubería Parásita
• Mas costos de instalación.
• El control de la densidadequivalente de circulación(ECD) está limitado por la profundidad de la tubería.
• Buen control de la presiónde fondo de pozo durantelos viajes.
• Permite el pulso de lodo.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Scab Liner
• Instalación mascostosa.
• El control de la ECD esta limitada por la profundidad del “liner”.
• Control de la presión de fondo de pozo durantelos viajes.
• Permite el pulso de lodo.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Weatherford construye una
línea completa de equipo
de compresión diseñada
para optimizar su
funcionamiento.
Equipo de Compresión
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PERFORACION BAJO BALANCE
Weatherford mantiene un completo control durante todas las etapas de construcción del equipo de compresión.
Equipo deCompresión
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PERFORACION BAJO BALANCE
Equipo deCompresión
La calidadcomienza en la etapa de diseño y continúa durante todo el proceso de construcción.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Las facilidadesexistentes en nuestrostalleres, ayudan a mantener elcontrol de calidad, costosy tiempo de producción.
Equipo deCompresión
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PERFORACION BAJO BALANCE
Equipo deCompresión
Membranas de nitrógeno de alta presión y panel de control.
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PERFORACION BAJO BALANCE
El aire a alta presión fluye a través de las membranas y como resultado se obtiene nitrógeno de alta pureza a altapresión.
Equipo deCompresión
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PERFORACION BAJO BALANCE
Compresores de Weatherford en elsitio de trabajo.
Equipo deCompresión
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PERFORACION BAJO BALANCE
Combinación Compresor-Booster
Consumo de combustible - 22 gal/hr
El mas bajo en la industria!
Equipo de Compresión
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PERFORACION BAJO BALANCE
Unidad de compresiónde Nitrógenode Membrana
Equipo de Compresión de Nitrogeno
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PERFORACION BAJO BALANCE
El “Gauge Carrier” aloja
dos registradores
electrónicos de presión y
temperatura.
Se coloca detrás del
ensamble de fondo de
pozo, recolecta datos en
memorias que pueden ser
descargados durante los
viajes.
Adquisición de datos de presión “Gauge Carrier Tool”
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PERFORACION BAJO BALANCE
Adquisición de datos de presión
• Se pueden correr multiples portadores (carriers) en la tubería de perforación, con lo cual se puede obtener ungradiente de presión a travésde toda la sección horizontal del pozo.
• Esta información puedeayudar a deteminar de dondeviene exactamente el influjo.
• Estos datos guardados en memoria mostrarán todos losviajes de conexión y recolectarán cualquier datode presión que se hayaperdido con las herramientasde MWD.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Válvulas de Contrapresión Recuperables
• Durante la perforación bajo balance, las válvulasde contrapresión recuperables llegan a seresenciales en la operación pues permiten despresurizar la sarta de perforación cuando es necesario hacer una conexión.
• Debido a la naturalezacrítica de la válvula de contrapresión en aplicaciones de bajobalance, se ha vuelto unapráctica estándar tener 2 válvulas en la sarta.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Downhole Deployment Valve
➢➢ IncrementaIncrementa la la seguridadseguridad ..
➢➢ Ahorra tiempoAhorra tiempo deldeltaladrotaladro ..
➢➢ Ahorra dineroAhorra dinero ..
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PERFORACION BAJO BALANCE
Deployment Valve en posición abierta• La válvula se coloca en la tubería
de revestimiento conservando su diámetro interno.
• La válvula proporciona un mediode aislamiento del anular a travésde una placa tipo charnela.
• La válvula puede ser operada a través del anular o un capilar.
• Se utiliza un empacador externode tubería de revestimiento para proporcionar una barrera entre elcemento y la válvula.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Deployment Valve en posición cerrada
• Después de sacar la tubería de perforación a través de la “deployment valve”, se cierra la válvula presurizando hidráulicamente el anular intermedio.
• Se puede continuarsacando la tubería a unapresión cero, con lo cualse elimina la necesidaddel equipo de “snubbing”.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Equipo de Control y Medición en Superficie
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PERFORACION BAJO BALANCE
Configuración de la Cabeza de Pozo
D.S.A
281 "
7.14 m
75 "
SpacerSpool
Check Valve
"C"Section
SchafferAnnular
Preventer10,000 #
Pipe Rams
Pipe Rams - 4 1/2"
Blind Rams
Tech CorpRCH
"B"Section
"A"Section
FlowSpool
4 1/16" x 10,000#2 1/16" x 10,000#
10,000#
5,000#
Flow "T"
Separator
1.90 m
Mud Cross H.C.R.
E.S.D
223 "
5.66 m
6 ",
Sch
edul
e 16
0, F
low
line
• El arreglo de preventores constade: arietes de tubería y anular estándares.
• La Cabeza Rotatoria proporcionaun sello energizado en la tuberíade perforación cuando se rota o se hace viaje con la tubería.
• Un carrete de desviación incorporado a la Cabeza Rotatoria para proporcionar un medio de conexión al equipo de separación.
• Una válvula ESD bridada al carretede desviación (no debe ser usadaen la línea de flujo primaria si la presión de matado de pozo excede la presión de trabajo de la CabezaRotatoria)
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PERFORACION BAJO BALANCE
Líneas de flujo
• Las líneas de flujo están bridadas al arreglo de preventores. Una conectada al carrete de desviación y la otra al carrete inferior de la TR.
• Diseñadas para flujo abrasivo.
• Todos las tuberías y adaptadores se encuentransoldados.
• Diámetro de 4” a 6” de tuberíade pared gruesa para minimizarla contrapresión en le pozo.
• Una tercera línea de flujo puedeser añadida al ensamble de válvulas del taladro.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Cabeza RotatoriaRPM System 3000
• Diseñado para mantener contrapresiónen el pozo durante la perforación.
• Presión de trabajo durante la perforacióno “stripping” de 2,000 lppc.
• Presión estática de 3,000 lppc.
• Velocidad de rotación durante la operación de 200 RPM.
• Diseñado para sellar tanto en tubería lisa como en flechas irregulares.
• Sello pasivo de respaldo opcionalmontado sobre el sello activo.
• Pueden acomodar una unidad de “snubbing” para ser usada durante losviajes para cambio de barrena.
• Diseñado para reducir los tiempos gastados durante los cambios del elemento de sello o de los baleros.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Sección del RPM System 3000
CandadohidráaulicoPistón delcandado
Ensamble de baleros
Candado mecánico
Elemento de selloenergizado con presión Salida lateral de
7 1/16”
Brida para lacabeza del pozo
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PERFORACION BAJO BALANCE
RPM System 3000
• Este sistema hidráulico energizael elemento activo de la CabezaRotatoria.
• Este control hidráulico esoperado y monitoreado por computador.
• Todos los componentes de estesistema de control hidráulico son intrínsecamente seguros.
• En la unidad hidráulica están incorporados tanto sistemas de enfriamiento como de calentamiento.
• Un panel remoto de control para los perforadores permite un monitoreo contínuo por parte delpersonal del taladro.
Unidad de Control Hidráulico
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PERFORACION BAJO BALANCE
Cabezas Rotatorias de Control
• Doble elemento de sello rotatorio.
• Sellos enfriadoscon agua.
• Lubricación positiva con aceite.
• Tenaza operadahidráulicamente.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Cabezas Rotatoriasde Control
• Las cabezas rotatorias Williams son reconocidas a nivel mundial en elcontrol de pozo y otros usos cuando se perfora para la búsqueda de petróleo, gas y recursos geotérmicos.
• El modelo 7000 de Williams está diseñado para operar a altas presionesen aplicaciones de circulaciónhorizontal y reversa. Puede ser usado con rotaria o “top drive”. Los cambios del ensamble de rodamientos y del sello pueden hacerse rápidamente sin remover la tubería de perforación.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Equipo de Separacióny Medición
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PERFORACION BAJO BALANCE
Equipo de Separación y Medición• El dimensionamiento adecuado y
la selección de este equipo esun factor crítico.
• El tanque debe ser capaz de separar líquidos (agua y aceite), gases y sólidos y al mismotiempo medir con precisión losvolúmenes de cada uno.
• Tiene el separador la habilidadde transferir líquidos y sólidos a presión cero?
• La capacidad del tanque paracontener sólidos es de gran importancia.
• El sistema preferido de recolección de datos es el de flujo en tiempo real.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Separador de Cuatro Fases
• Separador de cuatrocompartimientosque permite la serparación de losretornos del pozo.
➢ SólidosSólidosSólidosSólidos....
➢ Gases.Gases.Gases.Gases.
➢ AceiteAceiteAceiteAceite....
➢ FluidoFluidoFluidoFluido de de de de perforaciónperforaciónperforaciónperforación o o o o HHHH2222O.O.O.O.
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Separador de Cuatro Fases
• La medición de los gases producidos a través de este separador se hacecon un sistema de orificioequipado con transductores de presión y temperatura para tiemporeal.
• La medición de líquidos se hace con medidores de turbina ubicados en ambassalidas de líquido.
• Cada uno de los cuatrocompartimientos está equipado con mirillas paramonitorear la acumulaciónde sólidos y líquidos.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Vista Interna del Separador de 4 fases
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Ensamble de válvulas de entraday Muestreadores
• Controlan todos los retornosdesde el pozo y desvían elflujo a su destino apropiado.
• Con salidas laterales en distintos sentidos.
• Se puede reparar o inspeccionar una línea delensamble mientras se mantiene el flujo por otralínea.
• Los muestreadores pueden usarse individualmente o simultaneamente.
• Utiliza estranguladores hidráulicos.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Recolectores de Muestras
• Recolecta losrecortes de perforación para elgeólogo.
• Deben tener la capacidad de serpurgados con ungas inerte.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Patín de Bombeo del Sistema de Recuperación de Superficie
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PERFORACION BAJO BALANCE
Esquema de Dispositivos Sistema de Recuperación
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PERFORACION BAJO BALANCE
Equipo de Superficie paraSistema Abierto
• Limitado por la presión y el gasto de flujo.
• Proporciona pocasposibilidades de medición de losgastos de flujo.
• Los tanques abiertoshacen de la producción y almacenamiento de hidrocarburos unasunto con mayores riesgos.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Adquisición deDatos
• Medición y registrode:– Presiones.– Gastos.– Gas.– Líquido.– Temperaturas.
• Muestra los datosen tiempo real.
• Proprietarios delmejor Software de la industria.
• Software diseñado para proporcionarintercambio de datos dinámicoscon modelos de flujo de múltiples fases - Weatherford es la única companía en elmundo con estacapacidad.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Sistema de Adquisición deDatos
• Un computador de flujorecolecta todos los gastosde flujo de inyección y de producción en tiempo real.
– Inyección de Gas.
– Inyección de Líquidos.
– Producción de Gas.
– Producción de aceite & gas.
– Todas las temperaturas y presiones del equipo y delflujo de superficie.
– Volúmenes de líquidos en eltanque.
• Y luego produce un informede pérdidas o gananciasnetas en tiempo real.
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PERFORACION BAJO BALANCE
Adquisición de Datos
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PERFORACION BAJO BALANCE
Adquisición de Datos
• Extremadamente importante.
• Los datoshistóricos mejoranla operacionesfuturas.
• Se requieren parainmportantesdecisiones de ingeniería.
• Proporciona unregistro electrónico del pozo.
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PERFORACION BAJO BALANCE
ModeloModeloModeloModelo Hidráulico paraHidráulico paraHidráulico paraHidráulico para Múltiples FasesMúltiples FasesMúltiples FasesMúltiples Fases
Modelo AMFM
• Desarrollado por Clearwater y Penn State University.
• Diseñado por Ingenieros entrenados en el campo.
• Es el modelo maspreciso para flujosde dos y tres fases.
• 7 años de desarrollo.
• No está diseñado para uso comercial.
• Se usa como unaherramienta queasegura el éxito en el campo.
• Actualizadocontinuamente con datos precisos de campo.
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PERFORACION BAJO BALANCE
La experiencia de Weatherford le
asistirá en la investigación de si el uso
de sistemas de Bajo Balance es el
medio mas eficiente para reducir sus
costos de perforación y estimulación.
El Equipo Completo
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PERFORACION BAJO BALANCE
Cuente con la experiencia de
Weatherford para maximizar
la productividad en su
próximo proyecto de
perforación.
Para todas sus necesidades en
perforación
El Equipo Completo