Las claves del crudo pesado: construcción y terminación de pozos
Por Alan Peats – Una discusión sobre los avances en la perforación, terminaciones, y control de la arena en pozos de crudo pesado.
Las condiciones geológicas que forman los yacimientos de crudo pesado y la química del propio crudo presentan una variedad de retos para la construcción y terminación de pozos. Sin embargo, en la última década la investigación de la recuperación de crudo pesado ha aportado muchos avances en productos y servicios de cementación, perforación direccional, construcción de pozos multilaterales, control de la arena y tecnología de terminación térmica. Los métodos mejorados de levantamiento artificial, tales como los sistemas de bombas eléctricas sumergibles de alto volumen Hotline™ también han sido desarrollados para la explotación de crudo pesado a alta temperatura.
Construcción de pozos
Aunque cada yacimiento es distinto, las explotaciones de crudo pesado típicamente comprenden grandes cantidades de pozos relativamente poco profundos y estrechamente espaciados. Muchos de los nuevos pozos son horizontales o altamente desviados, y algunos tienen terminaciones multilaterales que parecen huesos de la caja torácica o las púas de una horquilla.
El emplazamiento del pozo es importante, tanto en la superficie como en el fondo del pozo. Para reducir al máximo la huella medioambiental, varios pozos son a menudo perforados desde una solo plataforma. Esto también mejora la eficiencia y las economías de la construcción de pozos.
Las tasas de perforación a través de arenas petrolíferas no consolidadas pueden alcanzar 1 000 pies por hora, por tanto incluso los pozos complicados pueden ser construidos en varios días. Las plataformas con motores superiores, con su mayor velocidad y eficiencia, ahora son usadas con frecuencia para perforar pozos de crudo pesado.
Con las arenas no consolidadas, ocurre a menudo que el crudo es el que retiene junta a la masa arenosa, pero la fricción procedente de la broca giratoria crea suficiente calor para bajar la viscosidad del crudo en la zona de las cercanías de la punta de la broca. Sin el efecto aglutinante del crudo pesado que mantiene los granos de arena juntos, el orificio de perforación se torna menos estable. Los perforadores resuelven el problema seleccionando la broca correcta para conseguir altas tasas de penetración, y el fluido correcto de perforación para garantizar simultáneamente la circulación y la refrigeración de la broca.
En la superficie, los perforadores tienen que asegurarse que tienen suficiente capacidad de bombeo para mantener circulando los fluidos, especialmente en pozos largos y complicados. Usando el lodo de perforación correcto puede también evitar que el crudo viscoso, pegajoso y pastoso se pegue al orificio de perforación y a la sarta, e impedir que llegue al suelo de la plataforma donde puede crear problemas de seguridad y medio ambiente.
Terminaciones
La mayoría de los ingenieros de perforación concuerdan que con crudo pesado, la parte de perforación de sus actividades ha dejado atrás a la parte de terminaciones. La razón es que los pozos de crudo pesado tienden a ser más complejos que los de yacimientos convencionales. Sin embargo, como la industria tiene la capacidad de desarrollar nueva tecnología, las herramientas avanzadas de guía tales como Periscope™ ofrece a los perforadores la oportunidad de orientar con fiabilidad la broca a través de canales serpenteantes llenos de crudo y arena, construyendo pozos que hubieran sido imposibles justo hace cinco años.
Aunque su perforación es muy cara, los pozos multilaterales están recortando los costos generales de explotación en algunos yacimientos reduciendo la cantidad de infraestructura en la superficie y el número de pozos necesarios para explotar el yacimiento. El aspecto negativo es que los diseños de estos pozos son mucho más desafiantes. En yacimientos con un alto número de pozos poco profundos a través de yacimientos múltiples apilados, los pozos son tan complejos que los perforadores tienen que usar herramientas para evitar colisiones y software para impedir que los nuevos orificios de perforación atraviesen los pozos vecinos.
La complejidad y las economías también limitan las opciones de terminación. Las operadoras en Venezuela, por ejemplo, han construido pozos con secciones horizontales que se extienden hasta un máximo de 5 000 pies (1 500 metros). Las cuñas ranuradas, mallas o separadores son instalados para mantener la arena afuera, pero los múltiples orificios de perforación desde el tronco principal hacia las arenas adyacentes son dejados abiertos. Tales decisiones de control de arena son a menudo críticas en el diseño de pozos para crudo pesado.
Recuperación mejorada
Cuando las economías de un nuevo yacimiento lo permiten, las operadoras típicamente planifican la recuperación mejorada usando calor, disolventes, agua, y CO2 o combinaciones híbridas para mover el crudo pesado, incluso si inicialmente usan explotación en frío. La técnica más frecuente es cierto tipo de recuperación térmica, usando vapor para calentar la formación, pero los pozos diseñados solo para la explotación en frío no puede aceptar el vapor. Los pozos térmicos son más caros que los diseñados solo para explotación en frío, pero los pozos térmicos a menudo producen a tasas mucho más elevadas.
Una de las áreas de mayor crecimiento de la tecnología del crudo pesado es el desarrollo de bombas sumergibles eléctricas de alto volumen (ESP) que pueden sobrevivir los ciclos de temperaturas extremas generadas por la recuperación térmica. Actualmente en el mercado existen ESP con tiempos demostrados de servicio de 900 días a temperaturas operativas hasta 218 ºC (425 ºF).
Tendencias de la industria
Los pozos inteligentes, con suficiente hardware para controlar el flujo de fluidos desde zonas selectas, no son frecuentes en entornos de explotación de crudo pesado. Las principales razones son el gasto del hardware y las altas temperaturas por el orificio de perforación.
La industria está trabajando en tecnología que permite a las operadoras cerrar partes de sus pozos para desviar la producción o ajustar la tasa de inyección de vapor. Con estos equipos, pueden efectuar un ajuste fino en la regulación del rendimiento de sus pozos y mejorar la rentabilidad de las nuevas explotaciones de crudo pesado, dos pasos importantes para satisfacer las necesidades crecientes de energía del mundo.
