La trayectoria del pozo

Abstract

Examinamos qué tan bien el diseño de terminación se rige por las características del subsuelo, el entorno de la superficie y el estado de la tecnología. Presentamos una metodología de diseño de pozos que toma en cuenta la geología, perforación, yacimiento y características y limitaciones operativas. El método selecciona las configuraciones pertinentes para la trayectoria del pozo, la terminación de la formación y los componentes del pozo para segmentar, encaminar, levantar y monitorear la corriente de flujo. Discutimos cómo esta metodología se deriva de historias de casos en terrenos, plataformas y campos submarinos.

Introducción

Varios desarrollos en la escena de E&P han motivado este trabajo sobre el diseño de terminación de pozos y su metodología subyacente.

En primer lugar, el cambio a campos fronterizos y desarrollos en aguas profundas, donde los entornos subterráneos y superficiales son complejos y el número de pozos es limitado, destaca el papel fundamental que desempeña cada pozo en el rendimiento general del campo o activo.

En segundo lugar, en la gran cantidad de campos maduros, en los que la producción está limitada por las instalaciones, el diseño eficiente de los pozos es posiblemente el medio más eficaz para mejorar el rendimiento del campo y eliminar los cuellos de botella de producción desde la fuente.

En tercer lugar, en los últimos años se ha desarrollado una amplia gama de tecnologías de perforación, terminación y producción en respuesta a la creciente complejidad de los objetivos de los yacimientos en los campos maduros y en desarrollo, lo que requiere el desarrollo de una metodología para informar y guiar la aplicación de la tecnología. (El trabajo previo en este dominio se refleja en parte en las referencias 1 a 6).

Finalmente, se han desarrollado técnicas de modelado robustas, principalmente en respuesta a los desarrollos tecnológicos, que permiten un análisis cuantitativo de las interacciones del yacimiento del pozo.

Enfoque general

Colocamos el diseño de pozos en una base común con una amplia gama de problemas de diseño de ingeniería, especialmente aquellos en la industria de procesos. Una planta de proceso se diseña típicamente con una corriente de entrada o alimentación específica y una corriente de salida o efluente prescrita. La experiencia y el conocimiento básico de una variedad de operaciones unitarias ayudan a determinar la arquitectura de la planta que puede convertir de manera confiable el flujo de entrada en el flujo de salida requerido dentro de las limitaciones de seguridad, economía, operatividad y eficiencia del proceso. El plano del proceso se captura en un diagrama de flujo del proceso, que se convierte en la base del diseño detallado, las especificaciones de los componentes, el plan de integración, etc.

Desacoplamos el problema de diseño del pozo en una fase de diseño conceptual o de alto nivel y una fase de diseño detallado, y permitimos iteraciones entre los dos. El objeto del diseño conceptual es determinar la arquitectura del pozo que puede convertir de manera más efectiva la corriente de entrada del reservorio a la corriente de salida que puede ser manejada por la infraestructura de superficie.

Sin embargo, en las plantas de proceso, la corriente de entrada está determinada por la arquitectura del pozo, particularmente el segmento del pozo que penetra en el yacimiento. Como tal, podemos distinguir un componente "inferior" dentro del pozo, que es el componente que penetra en el yacimiento y dicta el carácter de la corriente de entrada. El componente "superior" del pozo, por lo tanto, puede tratarse como el dominio que convierte un flujo de entrada de la terminación "inferior" en un flujo de salida que cumple con los requisitos de la infraestructura de superficie.

Los requisitos de la corriente de salida del pozo dependen de lo que se encuentre más allá del pozo y, por lo tanto, dependen principalmente del entorno del campo. Los cabezales de pozo secos (tierra y plataforma) tienen requisitos de entrega muy diferentes a los de los pozos submarinos (con un rango desde cabezas de pozo próximas en diferentes profundidades de agua hasta pozos satelitales y de amarre distantes). Así, así como el subsuelo gobierna la terminación "inferior", la superficie gobierna la terminación "superior". Dado que el pozo es un conducto entre el subsuelo y la superficie, esta dependencia es evidente. Sin embargo, existe una tercera dimensión que impacta en el diseño del pozo a la par con las características de la superficie y el subsuelo.

La tecnología es una manifestación de cómo los seres humanos interactúan con la naturaleza y, por lo tanto, encarna la noción de evolución y la dimensión del tiempo. Es razonable suponer que incluso si los reservorios de los que nos ocupamos hoy fueran idénticos a los de ayer, no se desarrollarían de la misma manera. Sin embargo, también estamos tratando con diferentes tipos de reservorios. Los reservorios de aguas profundas, por ejemplo, pueden decirse que no son deltaicos en su carácter, ya que han sido depositados en pendientes pronunciadas, barrancos y cañones. Esto es muy diferente a los entornos con los que la industria ha estado lidiando durante décadas. El contraste en los entornos superficiales de la tierra o los campos de aguas poco profundas y los campos fronterizos también es marcado. Por lo tanto, existe un impulso para desarrollar tecnologías que permitan a los operadores operar en estos entornos, porque el uso de tecnologías antiguas en nuevos entornos puede resultar ineficaz.

Historias de casos

Se realizó un estudio de campo para evaluar la dependencia de la arquitectura del pozo en las características del yacimiento, el entorno del campo y el estado de la tecnología. Se recopiló un total de 48 casos, que abarcan las principales provincias productoras: el Mar del Norte, Europa, África, Medio Oriente, Lejano Oriente, Golfo de México y América. Estos casos se consideran "representativos" de una gran sección transversal de pozos en estas regiones. Los casos son todos los pozos que se han completado en los últimos 5 años. El hallazgo básico de la encuesta fue que los campos terrestres, de plataforma y submarinos exhiben ciertos atributos comunes, pero la filosofía del operador también juega un papel importante en el diseño de la arquitectura del pozo. A continuación, se presenta una sinopsis de estos hallazgos.

• Terminaciones terrestres

En esta encuesta se incluyeron veinte terminaciones en tierras. La Tabla 1 contiene un resumen de las características clave de estas terminaciones: contexto de campo y yacimiento, trayectoria del pozo, terminación de la formación y equipo principal de terminación. Los pozos en el estudio tenían tasas de producción de vida temprana de 300 a 9,000 STB / d (1 30 MMscf / d para pozos gs), tamaños de terminación de revestimiento de producción de 4½ a 9 5/8 pulgadas y profundidades de yacimiento de 2,000 a 14,000 pie

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