Por qué Shell perforó un pozo de "herradura" en la cuenca del Pérmico

¿Cómo se pueden mejorar los rendimientos de un pozo horizontal corto? Cuando llegue al final, gire la broca y comience a perforar hacia la plataforma. Esta es exactamente la maniobra que llevó a cabo Shell después de encontrarse con algunos problemas de perforación en una plataforma de múltiples pozos en la Cuenca Pérmica.

"El año pasado, enfrentamos un problema para acceder a parte del yacimiento", dijo Jason Peart, gerente de operaciones de pozos que dirigió el proyecto para Shell en febrero de 2019. Mientras perforaba la sección vertical de un pozo horizontal, explicó que "excesiva Se observaron pérdidas de lodo a poca profundidad. "Lo que hizo fue impedirnos perforar y completar uno de nuestros laterales de 5000 pies".

Había que hacer una elección. Abandone el pozo problemático e intente perforar otro, lo que significaba arriesgarse a perder otro pozo. El equipo de ingeniería también podría haber optado por abandonar el problema del pozo y no aceptar el riesgo de perforar uno nuevo.

En cambio, los ingenieros tomaron el camino menos transitado: abandonaron el único pozo, pero también ampliaron un pozo adyacente que se perforó con éxito más allá de la zona de pérdida de circulación. El giro fue que en el extremo de la punta del lateral de este pozo, la perforación continuaría hasta que se hiciera un giro de 180° y se crearan otros 5000 pies de pozo dentro de la misma formación objetivo.

Un tramo vertical, dos tramos laterales.

"Lo llamamos el pozo de herradura", dijo Peart, y enfatizó que el pozo representaba su propio riesgo simplemente porque "nunca antes se había hecho". La recompensa por el éxito aquí fue que Shell no dejaría ninguna de las imágenes de producción planificadas en la plataforma.

Una vista en 3D del pozo Neelie 4H en el condado de Loving, Texas, basada en datos de encuestas de perforación disponibles públicamente. Sin embargo, es probable que se le recuerde como el "pozo de herradura" debido a su distintivo giro de 180° que crea dos secciones laterales a una profundidad de más de 11,100 pies. Fuente: 3Dwellbore.com

Desde una perspectiva económica, el pozo de herradura ahorró un 25 % en tiempo de equipo de perforación y alrededor de un 20 % en el costo total en comparación con la perforación de dos pozos de la misma longitud lateral. En menor grado, se lograron algunos ahorros en el lado de las terminaciones al requerir solo un tramo de tubería flexible en lugar de dos.

Fuera de su forma, el pozo de herradura es en realidad muy típico. El espacio entre los dos laterales es de aproximadamente 1300 pies, lo que deja suficiente espacio para un pozo de relleno planificado en el medio. Cada lateral, descargado en Wolfcamp Shale, también recibió la misma cantidad de grupos de fracturas que tendrían dos pozos distintos. Peart dijo que la sección de giro en U se dejó sin estimular, sirviendo simplemente como un "punto de tránsito" de un lateral al siguiente. Todos estos factores redujeron las preocupaciones sobre la interferencia de fracturas entre las dos secciones horizontales.

La idea de perforar este pozo había estado en la mesa de dibujo durante algún tiempo después de que un ingeniero de Shell propusiera el concepto como parte de un esfuerzo por explorar métodos de perforación que permitieran ahorrar costos. Otro concepto es el del pozo multilateral, que también se considera una opción de ahorro de costos, ya que también depende de un pozo para perforar múltiples pozos secundarios.

Sin embargo, la técnica multilateral requiere un punto de unión y un aislamiento mecánico que puede no resistir toda la fuerza de los diseños de fracturamiento modernos. "Lo que hace el diseño de herradura es básicamente darle un multilateral sin esa unión", dijo Peart.

Una de las razones por las que Shell estaba perforando laterales de 5000 pies en esta área del Pérmico se debe a las restricciones de arrendamiento, un problema particular del sector de esquisto de EE. Esta limitación no es única: existen muchos de los llamados "arrendamientos de millas cuadradas" en los EE. UU., lo que destaca que el primer pozo de herradura podría no ser el último.

"¿Tiene este pozo un papel futuro en el Pérmico? Creemos que sí", dijo Peart. "¿Tiene un papel futuro en otras cuencas? Potencialmente". Explicó que Shell todavía está evaluando los resultados de producción del diseño de herradura para comprender su verdadera economía.

Las cifras de producción solo están disponibles públicamente a nivel de arrendamiento, pero muestran que la plataforma de cuatro pozos de la que forma parte el pozo de herradura produjo más de 2800 B/D en junio de 2019, cuando se completó el pozo, y alcanzó un pico de poco más de 5000 B/D el próximo mes.

El equipo detrás del logro de ingeniería no cree que haya "llegado al límite" sobre cómo se puede usar el diseño. Shell está considerando cómo se puede usar el enfoque para perforar laterales aún más largos. Sin embargo, Peart dijo que los laterales dobles de 10,000 pies podrían ser demasiado largos. El problema allí es el hecho de que la tubería flexible convencional tiene problemas para perforar tapones de fractura más allá de los 10 000 pies, colocando una tubería de 20 000 pies. distancia lateral muy fuera del alcance de la tecnología de fondo de pozo.

"La belleza de este diseño es que utilizó tecnología lista para usar", enfatizó Peart, y enumeró los sistemas rotativos direccionales (RSS), los motores de lodo y los tapones solubles como algunos de los componentes habilitadores que provinieron de sus proveedores de servicios. Ensign Energy Services fue el contratista de perforación del proyecto, mientras que Nabors Industries proporcionó los servicios de medición durante la perforación y perforación direccional.

Shell y su proveedor desarrollaron un nuevo sistema de tubería flexible para manejar las distancias laterales involucradas. Pero al final, esta nueva unidad nunca salió de las instalaciones de fabricación en Houston, ya que la unidad convencional en el sitio pudo perforar todos los tapones.

Las propias contribuciones de Shell incluyeron modelos de torque y arrastre desarrollados internamente que ayudaron a garantizar que la barrena, la columna de perforación y el revestimiento se movieran sin problemas a través de la formación. Según los estudios disponibles públicamente, el resultado de la operación colaborativa fue una trayectoria del pozo relativamente suave y un giro en U casi perfecto.

Gran parte de la meticulosa supervisión del lado de la perforación se realizó desde el centro de perforación remoto de Shell en Houston, donde los ingenieros de perforación direccional trabajan codo a codo con los expertos en geonavegación. Pero ya sea en Houston o en el campo, o trabajando para Shell o uno de sus proveedores de servicios, todos los involucrados en el proyecto estaban observando muy de cerca cada etapa de su construcción.

Peart describió el "ciclo emocional de este pozo" como alcanzar varios picos cada vez que se ejecutaba una operación crítica: alcanzar la profundidad total, ejecutar la tubería de revestimiento o cada vez que se bombeaba un tapón. "Quieres celebrar ese logro", dijo, "pero luego te das cuenta de que todos los demás puntos posteriores también tienen que alinearse, o de lo contrario la idea no funciona en absoluto y todo el trabajo que hiciste simplemente no cuenta". ."

Una plataforma se encuentra en una plataforma de pozo a unas 2 millas de Mentone, Texas, donde Shell perforó el "pozo de herradura". Hay un total de cuatro pocillos en la plataforma. Fuente: Google Maps

"Había escuchado rumores sobre este proyecto y sabía que tenía las herramientas para encontrar los datos", dijo, y agregó que cuando encontró los registros, "me quedé con muchas más preguntas que respuestas".

Una de esas preguntas era cómo llamar al pozo. Gibson lo informó inicialmente como el "u-zontal". Un comentarista en LinkedIn sugirió el nombre "pozo para sujetapapeles", mientras que otro dijo que el pozo simplemente debería llamarse "arte".

"El pozo en forma de U es bastante interesante, nunca había visto algo así", dijo Jeff Chambers, fundador y director ejecutivo de MineralAnswers.com, un servicio web que proporciona datos detallados sobre petróleo y gas a los propietarios de derechos mineros en los Estados Unidos. Chambers también publicó un diagrama del pozo en las redes sociales. Para él, la importancia del experimento es mayor, ya que se llevó a cabo en lo que se considera "excelente superficie en acres" en Loving County, Texas.

Chambers dijo que es probable que las partes interesadas no operativas estén interesadas en ver cómo los ahorros de costos logrados en el lado de la perforación influyen en el rendimiento general a medida que los resultados de producción se ven claramente.

Las publicaciones en las redes sociales fueron vistas por otros profesionales de la industria que plantearon docenas de otras preguntas y comentarios en línea, muchos de ellos expresando admiración por la hazaña de ingeniería. Una persona se inspiró lo suficiente como para aplicar ingeniería inversa a un modelo de torsión y arrastre y luego compartir su análisis en línea. Algunos otros se apresuraron a señalar la historia de la industria en la perforación de pozos muy desviados; Los propios pozos de "anzuelo" de Shell en Brunei son un ejemplo. Sin embargo, ninguna de las otras variantes mencionadas comparte el perfil exacto del pozo de herradura.

"Lo bueno de este pozo no es el hecho de que sea nuevo, novedoso e innovador", dijo Gibson. "Es que inicia conversaciones increíbles. Conversaciones sobre cómo desafiar el status quo, y dado el mercado y el clima actuales, todos debemos seguir el ejemplo de Shell y pensar fuera de la caja en todos los frentes".