RSS de Push-the-Bit

ICruise push-the-bit RSS de Halliburton (Imagen: Halliburton)

En 2016, dos empresas de servicios conocidas por sus sistemas orientables rotativos de punto-bit (RSS) decidieron crear sus propias herramientas push-the-bit. Sus ofertas apuntan a una mayor confiabilidad, uso de la herramienta, pozos más suaves y niveles más altos de consistencia en el desempeño de la perforación de un pozo a otro, dicen las compañías.

El punto-a-bit RSS del Geopilot de Halliburton era un "caballo de batalla", pero la compañía buscó desarrollar un sistema de empujar el bit que pudiera manejar pozos complejos, ser confiable y proporcionar resultados consistentes. Debido a una variedad de factores involucrados en la perforación, dice Paul Bond, gerente de producto de Halliburton RSS, los rendimientos de perforación para múltiples pozos en el mismo campo pueden no coincidir.

"Se puede perforar un pozo en un campo en alta mar, y es un récord, pero el próximo pozo podría no ir tan bien", dice.

Halliburton decidió aprovechar los avances tecnológicos (empaquetado de productos electrónicos, algoritmos sofisticados y procesador de alta velocidad) que se habían producido desde que se habían desarrollado los sistemas anteriores.

"Aprovechamos esa tecnología para incluirla en la herramienta para impulsar algunas de esas mejoras en la confiabilidad y la capacidad de manejo, y para poder perforar rápidamente con la herramienta", dice.

El resultado fue iCruise, que se lanzó en el tercer trimestre de 2018. La "i" en iCruise es para inteligencia, explica Bond. El exterior de la herramienta "parece simple y robusto", pero el interior tiene la capacidad de capturar grandes cantidades de datos en tiempo real y transmitirlas al operador.

Tres almohadillas salen de la herramienta una vez por rotación, por lo tanto, a 400 revoluciones por minuto, cada almohadilla saldrá en el mismo punto seis veces por segundo para empujar la broca en la dirección en que el perforador quiere dirigir el pozo. Un sistema de control complejo tiene en cuenta 1,000 mediciones de la cara de la herramienta por segundo para determinar cuándo enviar el teclado.

"Ese es el tipo de inteligencia que ponemos en él", dice Bond. "Almacenamos mucha información en las herramientas y la utilizamos para mejorar la confiabilidad general".

Esas mediciones de los voltajes, temperaturas y vibraciones de la herramienta también se toman por segundo y se almacenan en la memoria del sistema, lo que permite realizar diagnósticos inteligentes en tiempo real. La cantidad masiva de datos generados de cada ejecución se puede usar para "determinar cuándo retirar ciertos componentes de la herramienta antes de que fallen, según el historial de esos componentes", dice Bond. "Esto lleva los diagnósticos a un nuevo nivel".

El proceso de diseño de Halliburton incorporó el uso del modelado digital doble. "Nos da una buena idea de cómo funcionaría en el espacio digital antes de que incluso perforemos el pozo".

El gemela digital se puede usar con planes de pozo para ayudar a que la perforación sea más predecible, repetible y consistente que cuando se usa un perforador direccional manual solo, dice.

"Podríamos colocar modelos en una computadora de superficie y planificar y evaluar los pozos para evitar otros pozos, y desarrollar una plataforma de automatización en la que el sistema de superficie genere comandos a la herramienta para que la herramienta siga el plan del pozo", dice Bond.

Halliburton realizó esa prueba en un banco de pruebas, con una computadora que genera comandos directamente a la herramienta iCruise en noviembre de 2018 en Texas.

"Lo planeamos con una construcción y un giro de 11 grados, y siguió el plan con precisión", dice, y agregar confianza en esta tecnología podría reducir los requisitos para tener tantos perforadores direccionales en el lugar.

El propio sistema puede manejar patas de perro de 18 grados. iCruise está disponible en 4 3/4 pulgadas, 6 3/4 pulgadas, 8 pulgadas y 9 1/2 pulgadas.

Los ingenieros de Halliburton preparan el sistema de manejo rotativo inteligente iCruise para una corrida en un banco de pruebas (Imagen: Halliburton)

Según Halliburton, la modularidad del iCruise BHA y sus capacidades de dirección precisas han brindado pozos suaves con menos tortuosidad, lo que ha resultado en velocidades de disparo más rápidas después de perforar laterales de más de 2 millas de largo.

Hasta la fecha, Halliburton ha perforado 250,000 pies con iCruise en múltiples cuencas en América del Norte, Medio Oriente y Argentina. Está programado para su despliegue en el Golfo de México y en la costa de Noruega a finales de este año.

"Este será nuestro caballo de batalla en el futuro", dice Bond.

Magnus
Cuando Weatherford fijó la vista en la creación de una oferta push-the-bit, la empresa de servicios avanzó rápidamente a través del proceso de desarrollo al traer a ingenieros familiarizados con los sistemas push-the-bit, llevando a cabo sesiones de información con los clientes para comprender completamente sus necesidades y deseos. en un RSS push-the-bit, y al mismo tiempo diseñando y fabricando una herramienta.

Menos de un año después, en abril de 2017, Weatherford tenía una herramienta completamente funcional en un banco de pruebas en Oklahoma, y en abril de 2018, Weatherford comercializó su RSS Magnus push-the-bit con un collar de 6 3/4 pulgadas. Hasta febrero, la compañía había perforado más de 200,000 pies con Magnus en los EE. UU., México y el Medio Oriente.

Etienne Roux, presidente de perforación y evaluación de Weatherford, dice que la compañía invirtió en el desarrollo de un sistema push-the-bit por varios motivos, entre ellos el hecho de que Magnus abre el mercado offshore para la compañía de servicios al tiempo que impulsa una mayor eficiencia de utilización de la herramienta debido a Diferencia de diseño inherente entre los sistemas de punto y de empuje-bit.

"Todos los sistemas orientables rotativos son complejos", dice. "Los sistemas push-the-bit son menos complejos, sin embargo".

Magnus push-the-bit de Weatherford (Imagen: Weatherford)

Parte del desafío de conducción para el diseño del sistema push-the-bit, dice, es que los clientes quieren que los costos bajen en la construcción de pozos. Durante años, los precios no habían disminuido para las operaciones RSS de push-the-bit, dice, en gran parte debido a un duopolio en el espacio push-the-bit. Además, cuando un sistema fallaba, a menudo tenía que enviarse lejos para reparaciones que causaban ineficiencia de capital y restricciones de disponibilidad costosas. Los clientes querían un sistema optimizado para minimizar las posibilidades de tuberías atascadas, y querían un sistema que proporcionara un pozo sin problemas que pudiera mantenerse y volverse lo más cerca posible de las operaciones.

El objetivo de Magnus es reducir los costos generales de construcción de pozos, dice Roux. La herramienta en sí misma es capaz de perforar más, más y más profundo con menos requisitos de mantenimiento en comparación con otros sistemas, dice.

Magnus es una herramienta robusta, y su diseño aerodinámico minimiza los problemas de tuberías atascadas, según la compañía.

Una de las características clave del diseño de Magnus es su trío de almohadillas independientes, que Weatherford desarrolló en respuesta a los pedidos de los clientes para un método de RSS que daría como resultado un pozo más suave, agrega. Las almohadillas salen a intervalos predeterminados para mover la broca en la dirección requerida. Las tres almohadillas se pueden apagar a pedido, lo que permite, por primera vez, un verdadero control independiente de las almohadillas, lo que permite un manejo más suave de los pozos y permite salidas de la carcasa más eficientes, afirma.

"Magnus elimina los microdoglegos y la tortuosidad, las cosas que los chicos de la terminación odian que costaron mucho dinero durante la vida del pozo y que pueden resolver problemas de producción a largo plazo", dice Roux.

El sistema tiene una capacidad de dogleg de más de 10 grados cuando es necesario para construir una curva, según la compañía, mientras que el muestreo de alta velocidad verifica la posición de la toolface. Weatherford ha comercializado su tamaño de 950 herramientas para secciones de orificios de 12 1/4 pulgadas y una versión de Magnus de collar de 11 pulgadas estará disponible más adelante este año.

Weatherford dirigió a Magnus en el sector mexicano de la plataforma del Golfo de México en noviembre de 2018 para un cliente. En esa aplicación, Magnus estaba reemplazando la herramienta RSS push-the-bit de un competidor por un pozo a 161 pies de profundidad de agua.

"Logramos superar la entrega de la competencia en tasa de penetración y tiempo hasta la profundidad total", dice Roux.

Los KPI del cliente solicitaron un ROP a 9 m / h por encima de la sección, y Magnus entregó más de 16 m / h, según Weatherford. Además, dice la compañía, era crítico que la tasa de acumulación se mantuviera en menos de 3.75 DLS, que Magus entregó, manteniéndose en 3.67 DLS.

Mirando hacia adelante, Weatherford apunta a automatizar más completamente a Magnus. Por ejemplo, Weatherford es un software de ajuste fino que hace posible medir automáticamente la dirección y el acimut de manera similar en que se controla la inclinación, lo que permite realizar ajustes en tiempo real para mantenerse en una trayectoria predefinida de pozo y azimut.

"Estamos haciendo mucho trabajo para que sea posible ejecutar Magnus de forma autónoma", dice Roux.

Los ingenieros de Weatherford implementan el RSS Magnus push-the-bit (Imagen: Weatherford)