sim mulator tar i ja samples
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8/16/2019 Sim Mulator Tar i Ja Samples
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© 2007 Baker Hughes Incorporated
SIMULADOR DE PERFORACIÓNTHE WOODLANDS, TEXAS
Evaluación de Muestras de la Formación Tarija
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1. Objetivos de la prueba del simulador
2. Síntomas de ineficiencia de la perforación de la formación Tarija
3. Descripción del laboratorio de pruebas de Hughes Christensen
4. Descripción del simulador de compresión
5. Obtención de muestras en Bolivia
6. Propiedades mineralógicas de las muestras
7. Resultados de la pruebas bajo compresión con trépanos de
insertos
8. Evaluación de Resultados
9. Conclusiones y Recomendaciones
AGENDA DE LA PRESENTACIÓN
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• Reducción de costos asociados a pruebas en el campo
• Comportamiento de diferentes estructuras de corte en
diamictitas
• Energía mecánica específica (MSE) de perforación
• Perfi l de huella en el fondo
• Disfunciones asociadas a las propiedades de la roca
• Conocimiento para diseñar nuevas estructuras de corte
• Proyecto ejecutado con la ayuda de REPSOL-YPF
OBJETIVOS DE LAS PRUEBAS
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COSTOS ASOCIADOS
0
50000
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150000
200000
250000
C
o s
t $ U S
B i t C o s t
R i g C o s t
S a m p l e
E x t r a c t i o n
S a m p l e
T r a n s p o r t
S a m p l e
C u t t i n g
S a m p l e
T e s t i n g
T o t a l C o s t
Field vs. Lab Cost Comparison
Simmulator Rig
-192K
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COMPORTAMIENTO DE TRÉPANOS
• Baja eficiencia = Baja ROP = Costos altos de perforación
• Desgastes OC y TR
• Poca duración de horas (mayor cantidad viajes) = Costos altos
de perforación
• Alto MSE (Energía Mecánica Especifica)
• Vibraciones de Trépano y BHA
• Dificultad en encontrar punto de optimización
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VIBRACIÓN LATERAL
• Puede ser generado por varios componentes
• Interacción de la roca-trépano-parámetros
• Desbalance de componentes del BHA
• Calibre deteriorado (pozo ensanchado)
• Rotación fuera de centro
• Golpes laterales en reversa o hacia delante (whirl )
• Difícil de ver en superficie
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VIBRACIÓN LATERAL
• Prueba en laboratorio de perforación
• Prueba de estabilidad bajo condiciones atmosféricas
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VIBRACIÓN AXIAL
• Interacción roca-trépano (común con trépanos de dientes einsertos)
• Puede ser generado a raíz de otro tipo de vibración
• Se puede detectar en superficie• En casos extremos el trépano salta en el fondo
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VIBRACIÓN TORSIONAL
• Intercalaciones con variación
• Parámetros de perforación (bajas RPM y alto WOB)
• En casos extremos el trépano o BHA puede desenroscarse o
romperse• Carga de energía se disipa de golpe
• Condición conocida como Stick-Slip
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ROTACIÓN FUERA DE CENTRO
• Interacción roca-trépano
• Pobre estabilidad lateral del trépano (Diseño del BHA)
• Altas RPM
• Creación de surcos (canales) en el fondo
• Ineficiencia = Baja ROP = Carreras Cortas = Desgaste severo de los trépanos
• Puede estar asociado a vibraciones y desbalance generado por el BHA
• Diseño del trépano (estructura de corte)
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ROTACIÓN FUERA DE CENTRO
• Simulación de trépano en modo OC (rotación fuera de centro)
• Movimiento es mas suti l de lo que parece
• Genera canales (carriles de apoyo) y desgasta cuerpo del cono
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SINTOMAS:ROTACIÓN FUERA DE CENTRO
• Desgaste concentrado entre las hileras de los insertos
• Puede llevar a problemas mas serios como perdidas de conos
Nuevo
Después de la Carrera
Off-Center
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SINTOMAS:ROTACIÓN FUERA DE CENTRO
• Casos mas severos en zonas de diamictita muy inestable
• El desgaste de las patas del trépano muestran el cono de mayor acción
Nuevo
Después de la Carrera
Off-Center = Perdida de Nariz
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TRACKING
• Simulación de trépano en modo tracking
• No tiene cobertura total del fondo de pozo
• Insertos caen en el mismo lugar que antecesor = Ineficiencia
• Puede estar ligado a otro modo de desgaste como OC
Sin Tracking Tracking
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SINTOMAS: TRACKING
• Desgaste entre insertos con marcas visbles
• Autoafilado de insertos en punta (desgaste en los costados de los insertros)
Marcas entre insertos
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MSE = ENERGÍA MECÁNICA ESPECÍFCA
• Puede ser usado como índice de Eficiencia
• Difícil de medir en el campo (control sobre condiciónes de fondo)
• Requiere de instrumentos de medición cercana al trépano
• Aumenta WOB = Aumenta MSE
• Aumenta RPM = Aumenta MSE
• Aumenta TQ = Aumenta MSE
• Disminuye ROP = Aumenta MSE
• Eficiencia = 1 = MSE / UCS
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LABORATORIO DE PERFORACIÓNThe Woodlands, texas
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LABORATORIO DE PERFORACIÓNThe Woodlands, texas
• Equipo de perforación con cámara
de compresión
• Simula condiciones de fondo hasta
6700m
• Se pueden probar todo tipo de
formaciones bajo condiciones
controladas
• Análisis de parámetros
• Sensores miden comportamiento
del trépano y formación
• Pruebas dejan un testigo con huella
dejada en el fondo
• Simula condiciones de hidrostática
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LABORATORIO DE PERFORACIÓNThe Woodlands, texas
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OBTENCIÓN DE MUESTRASSUR DE BOLIVIA
• Se obtuvieron muestras para pruebas de
mineralogía de Quebrada del RioBermejo y Quebrada del Toro ( Huacaya)
• Se obtuvieron muestras para simulador
de Aguarague y la Quebrada de Isiri
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MUESTRAS PARA SIMULADOR
• Muestras de ISIRI muestra
mejor compactación,resistencia al golpe, mayor
contenido de quarzo (arena)
• Muestras de AGUARAGUE
con contenido mas arcil loso,frágiles, micro-facturado,
sensible a atmósfera
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CORTE DE MUESTRAS
• 4 muestras grandes de ISIRI se envían para corte ci líndrico en Savanah,
Georgia• Solo 2 muestra finales sobreviven el viaje y el proceso de corte
• Revestimiento con fibra de vidrio para mantener rigidez en el transporte y
pruebas finales en el simulador
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PRUEBAS MINERALOGÍA
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PRUEBAS MINERALOGÍA
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PRUEBAS MINERALOGÍA
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PRUEBAS SIMULADOR
• Prueba de dos muestras bajo las mismas condiciones• Trépano A: 12¼” GX-09DX (IADC 437) Siete hileras de insertos
internas, 3 hileras externas, 88 compactos
•
Trépano B: 12¼” EP6312 (estructura de corte nueva IADC 517),Ocho hi leras de insertos internas, 3 hileras externas, 133
compactos
• Ambos trépanos no sufrieron roturas o desgaste visible
• RPM: 150
• WOB: 15-20-25-30-35 Kips
• 450GPM, Lodo base agua 9.5ppg, boquillas 3x15, TFA = 0.52in²
• 1.47 HSI
• 5800 PSI de presión de fondo (confinamiento)
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MUESTRA A: GX-09DX
Trépano sin desgaste ni daños
Se observa arrastre de insertosSeñales de rotación fuera de centro (gradas en las
paredes)
Tracking visible en el fondo
Formación arenosa con comportamiento Plástico?
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MUESTRA A: EP6312
Imagen de fondo mucho mas limpia
Muy poca rotación fuera de centroSe observa poco arrastre de insertos
No se perciben marcas en las paredes de la muestra
Energía específica menor y mas constante
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RESULTADOS Y COMPARATIVA
ROP vs Depth
0.00
10.00
20.00
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40.00
50.00
60.00
70.00
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90.00
100.00
0 5 10 15 20 25 30 35
Depth (inches)
R O P ( f
t / h r
)
0
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REP0701A
REP0701BREP0701A RPM
REP0701B RPM
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RESULTADOS Y COMPARATIVA
Specific Energy vs Depth
0
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Depth (inches)
S p e c
i f i c E n e r g y
( p s
i )
0
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REP0701A
REP0701BREP0701A RPM
REP0701B RPM
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RESULTADOS Y COMPARATIVA
Torque vs Depth
0.0
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1000.0
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2500.0
3000.0
3500.0
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Depth (inches)
T o r q u e (
f t * l b s
)
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REP0701A
REP0701BREP0701A RPM
REP0701B RPM
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RESULTADOS Y COMPARATIVA
•Pruebas de mineralogía de las muestras deISIRI con contenido de cuarzo de 95%
• Anteriores muestras (Bermejo, Huacaya)
muestran contenido de cuarzo en 71% y
58% respectivamente
• Apr isionamiento de la pr imera muestra
dentro del simulador señala la generación de
sólidos muy finos•UCS en el orden de 26KSI (mas duro que las
otras muestras)
•Comportamiento de dureza parecido al
granito
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• El diseño de la estructura de corte del EP6312 se
adapta mejor a una diamictita arenosa
•
Deben efectuarse pruebas de campo para validarresultados
• Las pruebas llamaron la atención de la gente de
investigación y desarrol lo debido al comportamientoatípico de la roca
• Una muestra arenosa con alta dureza tiene
comportamiento plástico?• Muestras con diferente dureza aparente se comportan
de la misma manera bajo confinamiento
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• La ROP en ambas pruebas se pareció mas a la de unmármol de 10,000 psi
• La primer prueba generó huellas de Tracking y Off-
Center mas relacionadas a una arci lla• Las diamictitas parecen tener una resistencia mucho
mayor a lo esperado en el plano de corte
• El índice de UCS no parece ser demasiado relevante alevaluar condiciones confinadas de diamictitas
• Las propiedades de la roca parecen ser únicas
(densidad de la roca vs. contenido de cuarzo vs. DTc)