Evaluación de la broca híbrida en la perforación de pozos en el noroeste peruano

Abstract

La perforación de pozos petroleros corresponde a una etapa fundamental en la extracción y producción de hidrocarburos, razón por la cual se requiere un continuo avance en las tecnologías aplicadas en dicho proceso. Entre estas tecnologías se encuentra el constante avance en materia de brocas buscando optimizar tiempos totales de perforación y parámetros como la energía aplicada, ROP y torque. En este proyecto de tesis, se lleva a cabo la evaluación en la perforación con la implementación de una nueva tecnología de brocas, la cual integra la estructura y funcionamiento de una broca de conos y de una broca PDC y busca moderar los efectos adversos sobre el torque y energía mecánica específica aplicada en los procesos de perforación en el área de estudio. El estudio se realiza con base en datos obtenidos en la perforación de los intervalos de estudio con broca híbrida, analizando tanto los parámetros de operación como las condiciones físicas de las brocas a estudiar una vez retiradas de fondo, estas condiciones, son posteriormente comparadas con el fin de determinar la broca cuyo desempeño conlleve a una perforación más efectiva en términos de energía mecánica específica, rata de penetración y tiempos efectivos, lo cual se ve reflejado en beneficios económicos. El diseño de la barrena híbrida es una combinación de un elemento de cono rodante y una barrena PDC. Tal como se aplica hoy, la parte central del pozo se corta únicamente con cortadores de PDC en las cuchillas primarias, mientras que la parte exterior más difícil de perforar se desintegra por la acción combinada de los elementos de corte en los conos de rodillo y las cuchillas fijas. El aplastamiento intermitente de una broca de cono giratorio se combina con el cizallamiento y raspado continuos de una broca de hoja fija.

The drilling of oil wells corresponds to a fundamental stage in the extraction and production of hydrocarbons, which is why continuous progress is required in the technologies applied in this process. Among these technologies is the constant advance in drill bits seeking to optimize total drilling times and parameters such as applied energy, ROP and torque. In this thesis project, drilling optimization is carried out with the implementation of a new drill technology, which integrates the structure and operation of a cone drill and a PDC drill and seeks to moderate the adverse effects on the torque and specific mechanical energy applied in the drilling processes in the study area. The study is carried out based on data obtained in the drilling of the study intervals with a conventional drill (PDC) and with a hybrid drill, analyzing both the operating parameters and the physical conditions of the drill bits to be studied once they have been removed from the bottom. These conditions are subsequently compared in order to determine the drill whose performance leads to a more effective drilling in terms of specific mechanical energy, penetration rate and effective times, which is reflected in economic benefits. The hybrid bit design is a combination of a rolling cone element and a PDC bit. As applied today, the center part of the well is cut only with PDC cutters on the primary blades, while the outer part more difficult to drill is disintegrated by the combined action of the cutting elements on the roller cones and the fixed blades. The intermittent crushing of a rotary cone bit is combined with the continuous shearing and scraping of a fixed blade bit.