CTD desafía altas vibraciones en flujo polifásico

Las vibraciones de la columna de perforación (Drill string) son principalmente debido a la acción de corte del trepano con la formación y el contacto del BHA en la pared del pozo. Estas vibraciones generan los movimientos axiales, laterales y torsionales, que pueden conducir a los efectos catastróficos sobre el conjunto de perforación. Las vibraciones severas de las columnas pueden afectar el éxito total de una operación, causando (twist -off) rotura por torsión, fallas del trepano, bajo índice de penetración y falla de componentes mecánicos y eléctricos del BHA.

Underbalanced Drilling / Flujo Polifásico

Para perforaciones en Desbalance el flujo monofásico, perforaciones liquidas (Ej., petróleo crudo, diesel y otros a base de aceite) que se utilizan a menudo son altamente reactivos y dañan a los componentes del elastómero y podrían limitar la confiabilidad y durabilidad del BHA. En la fase de planeamiento del proyecto, es crítico unir varios componentes del BHA al líquido que perfora. Los líquidos polifásicos, o sea, la mezcla del nitrógeno y del líquido, pueden estropear el elastómero debido a la hinchazón, así como las altas vibraciones, cavitacion, que podrían causar errores de los componentes electrónicos.

Detección de Vibraciones

Los avances recientes en tecnologías de CTD han proporcionado los medios para medir vibraciones del pozo. La Vibración Stick-Slip (VSS) censores en el BHA de CoilTrak CTD proporciona los datos en tiempo real de los esfuerzos dinámicos de la columna perforadora y permite ajustar parámetros mientras que perfora para evitar o reducir los daños que se puedan originar.


El modulo VSS es parte del (DPS) Drilling Performance Sub que contiene integrados la presión del pozo y los censores de peso sobre el trepano (WOB = Weigth on bit). Los datos se muestrean, se filtran y procesan a partir de tres acelerómetros en X, Y y Z. Se calculan todos los niveles del choque usando (g-RMS) para proporcionar un índice de la vibración lateral y axial de la columna perforadora.

Puesto que el BHA es un sistema de perforación por cable, los datos del pozo se trasmiten a la superficie cada 5-8 segundos, permitiendo que la perforadora haga las correcciones inmediatas basadas en información visible en la pantalla, en tiempo real. Tres colores en barras, similares a un semáforo, alertan a la perforadora de vibraciones laterales, axiales y/o torsionales potencialmente catastróficas. La clave del éxito del sistema es que es fácil de entender y utilizar, con una barra verde que indica el buen funcionamiento y las luces amarillas y rojas que indican la presencia de vibraciones perjudiciales. La meta fundamental en la gerencia de las vibraciones es reducirlas al mínimo ajustando el RPM, WOB y Caudal. Las ventajas del manejo de las vibraciones incluyen calidad de la perforación, reducción del tiempo muerto y ahorros en gastos de explotación.

Ajuste de procedimientos y de parámetros de perforación

Al perforar con 3 pulgadas, el CT BHA en el programa de desarrollo de UB, en el campo de Sharjah, los parámetros utilizados para perforar fueron modificados en base a las experiencias utilizando el módulo del VSS. El VSS midió los cambios en respuesta a las vibraciones del pozo que resultaron de cambios específicos en la perforación. Las vibraciones críticas aparecen principalmente cuando el BHA está en el fondo. De acuerdo con esta experiencia, los procedimientos fueron ajustados para bajar la secuencia de movimientos y para limitar la frecuencia de limpieza del pozo a un mínimo aceptable. Con el VSS 'Traffic Light' (' las advertencias semáforo ') exhibidas en la cabina de control de CT, la perforadora y el operador de CT redujeron al mínimo las vibraciones criticas de daño ajustando eficientemente los parámetros y procedimientos.

Ajuste De la Configuración del BHA

Sobre un extenso programa de dieciocho meses, muchos ensayos fueron conducidos para reducir las vibraciones del BHA. Los ensayos incluyeron la fabricación de piezas para un diseño más flexible, examinando el diseño del trepano y el aumento de la estabilización en la parte inferior del BHA. Con estos procedimientos, las vibraciones críticas de daño fueron aisladas antes de que causaran roturas a los sensibles componentes electrónicos. La experiencia hasta la fecha ha proporcionado datos útiles en tres categorías principales: