BP apunta a un toro

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Por Henry Fuente

HOUSTON — Para escuchar a la gente de Baker Hughes decirlo, una sarta de perforación, longitud tras longitud de tubería estrecha que puede extenderse por millas en la tierra, está lejos de ser un ensamblaje rígido de acero de alta resistencia. Es más como un fideo húmedo.

"El desafío es no hacer que se doble", dijo Aravindh Kaniappan, gerente de productos de Baker Hughes, una empresa de servicios y equipos de perforación. "Es para conseguir que no se doble".

Debido a que una sarta de tubería de perforación, junto con la broca giratoria en su extremo de corte, tiende a moverse de un lado a otro, los perforadores necesitan información crítica sobre la ubicación de un pozo a medida que se perfora.

"Primero necesitas saber dónde estás", dijo el Sr. Kaniappan. "Entonces necesitas saber desde dónde estás, a dónde debes ir".

La necesidad de información de ubicación precisa, en un entorno subterráneo que las señales satelitales del Sistema de Posicionamiento Global no pueden alcanzar, es más cierta que nunca, ya que los pozos de petróleo y gas se vuelven más profundos y complejos, desviándose horizontalmente a través de reservorios estrechos de hidrocarburos o pozos paralelos existentes. .

Pero es especialmente cierto en este momento en el Golfo de México, donde BP está perforando un pozo de alivio para interceptar el pozo desbocado que ha estado arrojando petróleo desde abril.

El pozo de alivio se usará para bombear lodo de perforación pesado, seguido de cemento, hacia el pozo dañado para detener el chorro de forma permanente. Pero primero, o un segundo pozo de alivio que se está perforando cerca como respaldo, debe alcanzar el objetivo: la tubería de revestimiento de acero del pozo existente, de solo siete pulgadas de diámetro, más de 3 millas debajo de la superficie del golfo.

El primer pozo de alivio tiene actualmente unos 20 pies en horizontal y menos de 1,000 pies en vertical desde el punto de intercepción. "Nos sentimos muy bien con el progreso que hemos logrado", dijo Kent Wells, vicepresidente de BP que supervisa el esfuerzo del pozo de alivio, en una conferencia de prensa reciente, pero no revisó la fecha estimada de finalización a principios de agosto.

Baker Hughes y otras empresas están ayudando a BP a alcanzar el objetivo, proporcionando técnicas y herramientas especializadas para medir y estudiar los pozos de alivio a medida que se perforan, y orientarlos en la dirección correcta.

Muchos de estos servicios, descritos de diversas maneras como "medición durante la perforación", "registro durante la perforación" y "perforación direccional", se utilizan en casi todos los pozos y se han utilizado durante décadas. Pero las técnicas se han mejorado y ampliado a lo largo de los años, con la ayuda de los avances en sensores y procesamiento.

Baker Hughes y empresas como Halliburton, Schlumberger y Vector Magnetics utilizan acelerómetros y magnetómetros sofisticados para determinar la inclinación, el ángulo y el azimut o la dirección de la brújula del pozo, y envían los datos al equipo de perforación como pulsos binarios en el lodo de perforación. que circula a través de la tubería de perforación. Si la broca se ha desviado, se puede volver a encauzar por varios medios, uno de los cuales utiliza almohadillas de presión contra el pozo para cambiar la dirección de la broca.

Con los pozos de alivio, también se utilizan magnetómetros para ubicar el objetivo, al detectar el campo electromagnético creado por una corriente eléctrica inducida en la tubería de revestimiento del pozo desbocado. Luego, los pozos de alivio se acercan cada vez más al punto de intercepción, a casi 18,000 pies de profundidad.

Sin embargo, más que la dirección y la ubicación, las herramientas de detección (tuberías huecas que se asemejan a torpedos delgados y brillantes, de hasta 30 pies de largo, con sensores y procesadores instalados en cavidades maquinadas con precisión) pueden ayudar a las compañías petroleras a comprender mejor los yacimientos de rocas e hidrocarburos, a menudo en condiciones reales. tiempo mientras los perforan.

"Durante los últimos cinco a 10 años ha habido un cambio radical en la tecnología", dijo Mattiass Schlecht, vicepresidente de sistemas de perforación de Baker Hughes. Las herramientas miden la radiación gamma natural emitida por la roca, la resistencia eléctrica de cualquier fluido en su interior e incluso, a través de una especie de dispositivo de resonancia magnética inversa, la resonancia magnética de los núcleos de los átomos de hidrocarburos.

Las mediciones gamma pueden determinar si la barrena está perforando arena (que es más probable que contenga hidrocarburos) o esquisto. La información de resistencia muestra si la formación contiene petróleo, gas o agua. Y los datos de resonancia nuclear indican con qué facilidad fluirá el petróleo fuera de la roca porosa. "Cuánto de ese fluido realmente puede salir de los poros y entrar en el pozo", dijo el Dr. Schlecht.

Stephen Prensky, un consultor de Silver Spring, Md., que sigue las tendencias en tecnología de perforación, dijo que muchos de los cambios han sido evolutivos, mejoras a las mediciones existentes utilizando electrónica más nueva. Pero el movimiento hacia una mayor recopilación de datos en tiempo real es crucial, dijo, ya que los pozos de aguas profundas y otros pozos complejos cuestan más de $ 100 millones.

"Uno quiere tener la mayor cantidad de información posible para asegurarse de perforar el mejor pozo posible", dijo Prensky. "La información en tiempo real es esencial en esas circunstancias".

Pero incluso en pozos verticales relativamente simples, la medición y otros datos son cruciales. Es posible que los geólogos hayan mapeado las diversas formaciones rocosas con anticipación en función de los estudios sísmicos, pero las formaciones están lejos de ser homogéneas, por lo que puede ser importante saber con precisión qué tipo de roca atravesó el pozo. Y no se puede permitir que un pozo se desvíe a través de una línea de arrendamiento, por ejemplo.

Las brocas se desvían todo el tiempo, ya que la broca encuentra bolsas de roca más blanda o más dura. "Perforar directamente hacia abajo no significa necesariamente ir directamente hacia abajo", dijo Scott Schmidt, presidente de servicios de evaluación y perforación de Baker Hughes. "El bit quiere seguir el camino de menor resistencia".

En cualquier pozo, uno de los objetivos es mantener la perforación uniforme y los giros graduales, evitando lo que los ingenieros de perforación denominan "alta severidad de dogleg".

"Una vez que tenga una torcedura allí, lo lastimará por el resto del pozo", dijo el Dr. Schlecht. Creará una mayor fricción para la sarta de perforación, dijo, y hará que sea más difícil enviar la tubería de revestimiento al pozo.

Hace décadas, los levantamientos de pozos se realizaban solo después de sacar la tubería de perforación del pozo, un proceso que, dependiendo de la profundidad, podía demorar un día o más. Se bajaron los instrumentos sobre un cable, se tomaron lecturas y se volvieron a subir los instrumentos. (Algunos de los primeros equipos, llamados herramientas de disparo único, en realidad tomaban una fotografía de una rosa de los vientos hundida profundamente en el agujero; los perforadores tenían que esperar a que se revelara la película para determinar el azimut).

Ahora, las herramientas de alta tecnología suelen formar parte permanente de la sarta de perforación, ensambladas al final. Junto con la broca, tal vez un motor impulsado por lodo para girarla y el equipo de dirección, las herramientas forman un "ensamblaje de fondo de pozo" que puede tener más de 100 pies de largo y fácilmente vale varios millones de dólares, particularmente porque la broca generalmente es con incrustaciones de diamantes sintéticos.

Debido a que las herramientas forman parte de la sarta de perforación, deben ser huecas para permitir que el lodo de perforación pase a través de la barrena, donde proporciona lubricación y enfriamiento y transporta los recortes de roca de regreso a la plataforma. Eso hace que el trabajo del diseñador de herramientas sea más difícil, ya que todos los sensores, chips de silicio y fuentes de alimentación deben asentarse en las paredes de la tubería. En un edificio alargado y bajo cerca del aeropuerto internacional de Houston, donde Baker Hughes fabrica sus herramientas, los trabajadores suelen realizar proezas extremas de mecanizado, como perforar un pequeño orificio para cables a través de 30 pies de pared de tubería.

Sin embargo, no todas las herramientas pueden proporcionar datos mientras se perfora el pozo. Los acelerómetros, diminutos dispositivos de silicio que miden la atracción gravitacional a lo largo de tres ejes, funcionan mejor cuando no hay mucha vibración externa, por lo que generalmente se detiene la perforación para tomar medidas, aunque la tubería de perforación permanece en su lugar.

Los magnetómetros funcionan mejor cuando no hay interferencia magnética de otro acero, por lo que en las primeras etapas de la perforación de los pozos de alivio de BP, se realizaron recorridos de "rango" para determinar qué tan cerca estaban los pozos de alivio del pozo desbocado con la tubería de perforación extraída del pozo. agujero y un magnetómetro separado bajado en un alambre. Un dispositivo envió una corriente a la formación, induciendo una corriente en la tubería de revestimiento de metal del pozo descontrolado. El magnetómetro detectó el campo creado por la corriente inducida y el software clasificó la señal para determinar la distancia a la tubería.

Sin embargo, en corridas de alcance posteriores, los perforadores han estado usando un sistema más rápido que no requiere que la sarta de perforación se extraiga completamente del pozo. El sistema también tiene un sensor directamente detrás de la barrena, lo que brinda a los perforadores una lectura más precisa de la información más importante: dónde se encuentra la barrena real en relación con el pozo descontrolado.

Esos magnetómetros están conectados a la superficie por un cable que puede manejar una gran cantidad de datos. Sin embargo, para otras herramientas que forman parte de la sarta de perforación, los datos generalmente se envían a la plataforma a través de pulsos de lodo. Una válvula simple sube y baja la presión en el lodo dentro de la sarta de perforación, y un sensor en la plataforma mide los pequeños cambios de presión.

Dado que los datos se transmiten a unos 10 bits por segundo, se tarda unos 30 segundos en transmitir los datos de medición básicos, y gran parte de los datos se procesan en los procesadores de la herramienta.

Eso es glacialmente lento para los estándares modernos, pero como lo describe el Sr. Kaniappan, sigue siendo una hazaña notable para distinguir los pequeños cambios de presión que componen la señal de todo el ruido de fondo. "Es increíble la tecnología que tenemos", dijo.

Un artículo del martes sobre la excavación de pozos de alivio para interceptar y tapar la fuga de petróleo en el Golfo de México se refirió incorrectamente a la naturaleza de las formaciones rocosas. Están "lejos de ser homogéneos", no muy lejos de ser "heterogéneos".

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