Determinación del momento óptimo para el cambio de barrena - I

Un método experimentado para determinar el momento preciso para suspender la perforación y efectuar un cambio de barrena consiste en ir calculando los costos por metro parciales y graficar (Gráfica 10.4) los mismos contra el tiempo.

Tiempo (Horas)

Gráfica 10.4

El costo por metro perforado al inicio de la perforación con cualquier tipo de barrena representará siempre el costo por metro más alto debido a que los metros perforados son pocos. Lo anterior se observa en la gráfica 2: conforme se incrementa la longitud perforada, y el tiempo, se tendrá una tendencia a disminuir el costo por metro, como se muestra en la región 0A de la gráfica 2. Posteriormente tendrá un comportamiento más o menos constante, después de la estabilización del costo por metro (región AB) y, finalmente, se observará que se incrementa el costo por metro (de la región B en adelante). Esto podría indicar que la vida útil de la barrena ha terminado. El costo por metro aumenta en razón del grado de desgaste que ha alcanzado la barrena en su estructura de corte, en el caso de barrenas de diamante o en el sistema de rodamiento para el caso de barrenas de conos.

Análisis de igualdad de costo entre barrenas - III

La barrena PDC tiene que perforar los 915 m a un ritmo de penetración de 7.3 m/Hr para igualar el costo por metro del pozo vecino de $ 90.92 para los mismos 915 m. Si la velocidad de perforación se asume, se usa la siguiente fórmula para calcular el break even de metros perforados

En este caso la barrena de diamante solamente tiene que perforar 285 m para llegar al punto de igualdad de costo.

Análisis de igualdad de costo entre barrenas - II

Rendimiento de pozo vecino:
Total de horas de rotación = 96
Tiempo total de viaje = 51 horas
Costo del equipo = 500 $/Hr
Costo total de barrenas = $11,700
Total de metros perforados = 915 m
Entonces el costo por metro del pozo vecino para el intervalo de 4000 a 4915 m
es:

Para determinar si una aplicación es apta para una barrena de diamante, los rendimientos del pozo vecino se conocen, pero el rendimiento de la barrena se estima. Así, se tiene que asumir cuántos metros hay que perforar o el ritmo de penetración (ROP) que debe lograr la barrena en cuestión. Suponiendo los metros perforados se emplea, entonces, la siguiente fórmula para calcular el ritmo de penetración para ni ganar, ni perder:

Análisis de igualdad de costo entre barrenas - I

La fórmula del costo por metro se puede emplear para comparar costos usando barrenas de diamante contra barrenas convencionales o comparar las ventajas económicas relativas con tipos diferentes de barrenas de diamante. Anteriormente, a raíz de la introducción de las barrenas de diamante, casi todas las comparaciones se hacían con barrenas convencionales. Hoy, sin embargo, un creciente número de las evaluaciones se hacen para comparar el rendimiento de diversas barrenas de diamante. El costo previsto por metro perforado para una barrena propuesta suele compararse con el costo real de otras barrenas empleadas para perforar en la misma región y bajo condiciones similares de perforación. Los pozos que se usan para hacer las comparaciones suelen denominarse “vecinos”, o pozos de correlación (pozos offset). En general, la comparación es más válida mientras más cercano esté el pozo vecino a la localización propuesta y mientras más parecidos sean los parámetros de perforación. 

Cuando se propone usar una barrena de diamante en regiones donde se usan barrenas tricónicas convencionales, es muy útil efectuar un análisis de “IGUALDAD DE COSTO”, también conocido como “NI GANAR, NI PERDER” (BREAK EVEN). El punto break even se refiere simplemente a los metros perforados y las horas requeridas a tratar de igualar el costo por metro que se pudiera obtener para un pozo en particular si no se hubiese usado una barrena de diamante. Para obtener “igualdad de costo”, se tiene que usar, para fines comparativos, un buen récord de barrenas de un pozo vecino. Si se usa el siguiente registro de barrenas de 8 ½ pg tipo 517 que perforaron de 4000 a 4915 m, se puede determinar si una barrena de diamante resulta económica.

ANÁLISIS DEL COSTO POR METRO

En el manual para Perforador-Cabo, se proporcionó la fórmula del costo por metro perforado, para evaluar el rendimiento económico de una barrena. En este caso analizamos por medio de una gráfica los costos que se involucran en la misma.

Nota: A partir del costo mínimo se incrementa el costo, suponiendo desgaste de la barrena.

Aplicaciones prácticas

El sistema de evaluación de desgaste de la IADC puede ser utilizado con varios propósitos. Los fabricantes evalúan el diseño y aplicación de las barrenas; el personal técnico evalúa y mejora sus programas de perforación. El sistema puede ser computarizado para construir una base de datos mundial para coordinar las aplicaciones de las barrenas. El objetivo principal de este sistema es obtener un “cuadro estándar” de una barrena, sin importar dónde, o bajo qué circunstancia ha sido utilizada. Algunas compañías que fabrican barrenas efectúan otras evaluaciones de desgaste apegadas a la IADC, con la finalidad de llevar un control más estricto y así efectuar las mejoras necesarias. 

Como ejemplo se puede mencionar que algunas compañías evalúan los tres conos de las barrenas de rodillos y para las barrenas PDC califican cada uno de los cortadores y la información se divide en nueve categorías. Las dos primeras categorías, las cuales se enumeran, indican la ubicación del cortador en la barrena respecto a las aletas; la tercera categoría identifica el porcentaje de desgaste del cortador mediante un calibrador especial de desgaste. Las dos siguientes categorías indican la condición general de cada cortador y de su soporte; las categorías seis y siete se relacionan con la erosión y las dos últimas con los postes impregnados de diamantes y con cualquier otra observación pertinente. Lo anterior con la finalidad de continuar con las mejoras en el rendimiento con base en el diseño. Ejemplos de evaluación de desgaste se pueden observar en las Fig. 10.6 y 10.7

Evaluación del desgaste de barrenas - V

Otro punto fundamental y casi no usado es el análisis de los récords de barrenas. Ahí, además de anotar datos como la profundidad inicio y término de perforar, las condiciones de operación, el tipo, las toberas utilizadas, el tiempo de perforación, etc., se incluyen las observaciones, en donde se puedan explicar las condiciones en las que fue operada la barrena, que en muchos casos son especiales, tales como:

· Inicio de desviación. 

· Mantener, incrementar o reducir ángulo. 

· Velocidad de perforación controlada por pérdida de circulación, cambio de formación, etc. 

· Utilización de motores de fondo, turbinas y/o sartas navegables. 

· Utilización de martillo en casos de atrapamiento. 

· Perforar con pérdida total de circulación. 

· Perforar con presencia de gases amargos como ácido sulfhídrico y bióxido de carbono. 

· Perforar con condiciones no óptimas de cualquier tipo por incapacidad del equipo de perforación, como el gasto, las revoluciones por minuto, etc. 

Con las observaciones mencionadas anteriormente, se tendrá un mejor criterio para evaluar el desgaste y no se sacrificará el uso de un tipo de barrena que ha sido seleccionado correctamente. Esto podría suceder en el caso de una barrena de conos que se ha utilizado para iniciar a desviar, y al evaluarla tenga un excesivo desgaste en los baleros y los metros perforados sean pocos. A simple inspección se supondría que tuvo un bajo rendimiento, pero la realidad es que se utilizó con operaciones drásticas con un fin específico. En el mismo caso podría estar una barrena de diamantes; por esta razón se recomienda llevar los records de las barrenas que se van a evaluar.