El martes pasado por la mañana, mi teléfono sonó a las 5:47 a.m. Liu Gang de CNOOC llamó desde una plataforma de perforación a 200 kilómetros de la costa de Shandong y no estaba contento.
'Tenemos 800 metros de tubería de perforación atascados a 3.200 metros de profundidad', dijo. 'El agujero se hundió a su alrededor. No podemos moverlo hacia arriba ni hacia abajo. Simplemente está ahí sentado'.
Cuando tomé el helicóptero para llegar a la plataforma esa tarde, ya habían amortizado 15 millones de yenes en equipos y estaban esperando otra semana de tiempo de perforación para desviar la tubería atascada. Sólo la tarifa diaria de la plataforma era de 180.000 yenes.
'¿Qué pasó con tu lodo?', pregunté, mirando las muestras que habían extraído antes del colapso.
'Lo mismo que usamos siempre', me dijo el ingeniero de lodo. 'Se lo compré al mejor postor el mes pasado. Tenía exactamente el mismo aspecto que nuestro xantano normal'.
Ese fue el problema. Parecía igual, pero no lo era. Su xantano 'de oferta' tenía aproximadamente la mitad del peso molecular del material apto para perforación. Cuando llegaron a la zona de alta temperatura a 3.000 metros, se estropeó por completo. El lodo se convirtió en agua, el pozo perdió soporte y la gravedad hizo el resto.
Llevo 15 años solucionando desastres con lodo de perforación y esta historia se desarrolla en algún lugar de China casi todos los meses. Las empresas intentan ahorrar 20.000 yenes en xantano y terminan perdiendo millones cuando sus pozos colapsan. El negocio de la perforación es brutal: cuando el lodo falla a tres kilómetros bajo tierra, no se puede simplemente reiniciar la computadora.
Los volvimos a poner en funcionamiento con xantano adecuado para perforación, pero esa sarta de perforación todavía está ahí abajo. Probablemente siempre lo será. El fondo del océano alrededor de la Bahía de Bohai está plagado de errores costosos como este.
Por qué es realmente importante el lodo de perforación
La mayoría de la gente piensa que el lodo de perforación es simplemente agua espesa que enfría la broca. Eso es como decir que tu sangre simplemente transporta oxígeno. El lodo de perforación lo hace todo: controla la presión, transporta los recortes de roca a la superficie, evita que el pozo colapse y evita explosiones que pueden matar a personas.
Cuando su sistema de lodo falla, todo se detiene. Y con las tarifas actuales de las plataformas, cada hora de inactividad cuesta más de lo que la mayoría de la gente gana en un mes.
El agujero quiere caer
Aquí hay algo que no te enseñan en la escuela de ingeniería: la tierra no quiere que le hagan agujeros. Las formaciones rocosas están sometidas a una tensión tremenda y, tan pronto como se perforan, quieren volver a juntarse. Su lodo de perforación es lo único que impide que esto suceda.
El lodo crea lo que llamamos una 'torta de filtración' en las paredes del agujero, básicamente una capa delgada e impermeable que sella la roca y proporciona soporte estructural. Si su xantano no está a la altura del trabajo, el revoque falla y el agujero colapsa.
Recuerdo un pozo en la cuenca del Tarim donde estaban perforando formaciones de esquisto inestables. Cada vez que tiraban de la sarta de perforación para cambiar las brocas, trozos del agujero se derrumbaban. Pasaban 12 horas escariando la roca derrumbada antes de poder continuar perforando.
El problema fue su xantano . Estaban usando material de calidad alimentaria que no podía formar una torta de filtración adecuada en las condiciones del fondo del pozo. Las cadenas de polímeros eran demasiado cortas y la estructura molecular no era adecuada para aplicaciones de perforación.
Los cambiamos a nuestro grado específico de perforación y sus problemas de estabilidad del pozo desaparecieron de la noche a la mañana. Misma formación, mismos parámetros de perforación, pero ahora el pozo permaneció abierto. Redujeron el tiempo de escariado de 12 horas a menos de una hora por viaje.
La presión lo es todo
Las formaciones de petróleo y gas están sometidas a una presión enorme, a veces más de 1.000 veces la presión atmosférica. El lodo de perforación debe ser lo suficientemente pesado para controlar esa presión y evitar que los fluidos de formación ingresen al pozo. Demasiado ligero y se obtiene una 'patada': los fluidos de formación se precipitan hacia el agujero. Demasiado pesado y fracturarás la formación y perderás el lodo.
Pero aquí está el problema: el lodo pesado es lodo espeso y el lodo espeso es difícil de bombear. Ahí es donde entra en juego la xantano. Le permite hacer lodo lo suficientemente pesado como para controlar la presión y al mismo tiempo mantenerlo lo suficientemente delgado para bombear de manera eficiente.
Tenían un pozo de gas de alta presión en Sichuan donde seguían recibiendo patadas cada vez que perforaban una nueva formación. La presión de la formación fue mayor de lo esperado, pero no pudieron aumentar el peso del lodo porque no se podía bombear.
Reformulamos su sistema con xantano de alta eficiencia que proporcionó un mejor control de la presión en concentraciones más bajas. Podrían aumentar el peso del lodo sin hacerlo demasiado espeso para bombear. No más patadas, no más problemas.
Sacando la roca
A medida que la broca muele la roca, todos esos recortes tienen que ir a alguna parte. El lodo de perforación los transporta por el espacio anular (el espacio entre la tubería de perforación y la pared del pozo) hasta la superficie. Si el lodo no tiene las propiedades de flujo adecuadas, esos recortes se sedimentan y se acumulan alrededor de la sarta de perforación.
He visto sartas de perforación tan repletas de recortes asentados que no podían moverse en absoluto. La tripulación tuvo que bombear pastillas especializadas y trabajar en la tubería durante horas para liberarla. A veces nunca lo obtienen gratis.
Un pozo de aguas profundas en el Mar de China Meridional tenía problemas constantes con recortes que se acumulaban en la sección horizontal. Perforarían 50 metros y luego pasarían seis horas trabajando en tuberías atascadas. El progreso fue dolorosamente lento.
Su xantano no proporcionaba las propiedades reológicas adecuadas para el transporte de recortes en agujeros horizontales. Los cambiamos a un grado de alto peso molecular que mejoró la suspensión de los recortes sin aumentar la presión de la bomba. Su tasa de perforación se duplicó de la noche a la mañana.
¿Qué sucede cuando hace calor allí abajo?
La mayoría de las operaciones de perforación encuentran temperaturas que le cocinarían la cena. Los pozos poco profundos pueden alcanzar temperaturas de 60 a 80 °C, pero los pozos profundos pueden alcanzar 200 °C o más. La xantano estándar comienza a descomponerse a 80°C y a 120°C es básicamente inútil.
La descomposición molecular
El calor rompe las largas cadenas de polímeros que le dan al xantano su poder espesante. Piense en ello como cocinar espaguetis: las hebras largas se rompen en trozos más cortos que no se mantienen unidos tan bien. Una vez que esas cadenas se rompen, no puedes volver a unirlas.
El proyecto de perforación geotérmica en el Tíbet estaba encontrando temperaturas en el fondo del pozo de 185°C. Su xantano estándar se estaba descomponiendo por completo, dejándolos esencialmente con agua como fluido de perforación. El pozo era inestable, no podían transportar recortes y los fluidos de formación estaban ingresando al pozo.
Desarrollamos un grado térmicamente estabilizado utilizando aditivos protectores y una estructura polimérica modificada. La nueva formulación mantuvo su plena funcionalidad a 200°C durante más de 48 horas, más que suficiente para sus operaciones de perforación.
La presión lo empeora
Los pozos profundos no sólo tienen altas temperaturas, sino que también tienen una presión de trituración que puede superar los 1.000 bar. Esa presión comprime las moléculas de xantano y cambia su comportamiento.
El pozo de exploración ultraprofundo observó un comportamiento extraño del lodo a medida que profundizaban. La temperatura era constante, pero las propiedades del lodo seguían cambiando. La presión creciente literalmente aplastaba sus moléculas de xantano y reducía la viscosidad.
Nuestros grados estables a la presión están diseñados con estructuras moleculares que resisten la compresión. Mismo rendimiento a presión en superficie o a 1.000 bar de presión en el fondo del pozo.
El agua salada mata la xantano regular
La perforación costa afuera utiliza lodos a base de agua de mar y el contenido de sal destruye la mayoría de los grados de xantano. Los iones de sal interfieren con las cadenas de polímeros y provocan una pérdida masiva de viscosidad.
El contratista costa afuera tenía problemas para mantener las propiedades del lodo en su sistema de agua de mar. Su xantano se diluía dramáticamente cuando se mezclaba con agua de mar, dejándolos con lodo sin capacidad de carga.
Formulamos un grado tolerante a la sal que en realidad funciona mejor en agua de mar que en agua dulce. Sus operaciones marinas ahora funcionan tan bien como sus pozos terrestres.
Diferentes pozos, diferentes problemas
No todas las operaciones de perforación son iguales. Un pozo de aguas poco profundas en Daqing tiene requisitos completamente diferentes a los de un pozo de gas profundo en Xinjiang o un pozo marino en el Mar de China Meridional.
Pozos poco profundos: manténgalo simple
La perforación poco profunda (menos de 1.500 metros) suele tener temperaturas y presiones moderadas. Necesita una buena limpieza de pozos y sellado de formaciones sin gastar mucho dinero en aditivos exóticos.
La xantano estándar para perforación funciona bien para la mayoría de las aplicaciones poco profundas. La clave es obtener una calidad constante que hidrate rápidamente y proporcione una reología estable.
Deep Wells: trae tu mejor juego
En los pozos profundos (a más de 4.000 metros) es donde las cosas se ponen serias. Altas temperaturas, alta presión, fluidos de formación agresivos y costosas consecuencias en caso de falla.
Se estaba perforando un pozo de gas profundo en la cuenca del Tarim a 7.500 metros con temperaturas de fondo de pozo de 190°C y presiones superiores a 900 bar. La xantano estándar falló completamente en esas condiciones.
Nuestra ley ultra profunda mantuvo su plena funcionalidad durante todo el programa de perforación. El pozo se completó exitosamente sin ningún problema relacionado con el lodo. El coste total del xantano fue de 85.000 yenes. Evitar un incidente con una tubería atascada les ahorró 8 millones de yenes.
Pozos horizontales: la física se vuelve rara
Los pozos horizontales y direccionales crean desafíos únicos. Los recortes ya no caen, sino que tienen que ser empujados por el flujo de lodo a lo largo de secciones horizontales. Esto requiere propiedades reológicas completamente diferentes.
Un pozo de gas de esquisto con una sección horizontal de 2.000 metros tenía terribles problemas de limpieza. Los esquejes se asentarían en la sección horizontal y se desprenderían del anillo.
Reformulamos su lodo con xantano especializado que proporciona un mejor transporte de recortes en secciones horizontales. Su tasa de perforación en secciones horizontales mejoró en un 40%.
Offshore: todo es más difícil
La perforación costa afuera combina los peores desafíos: lodos a base de agua de mar, restricciones ambientales, altos costos y sin margen de error. La xantano tiene que funcionar perfectamente la primera vez.
El costo real del xantano barato
He calculado esto docenas de veces para diferentes operadores. El costo del xantano suele ser el 0,1% del costo total del pozo. Pero la calidad del xantano afecta al 100% de las operaciones de perforación.
El tiempo de perforación es caro
Las tarifas actuales de las plataformas en China oscilan entre 80.000 yenes por día para las plataformas terrestres y 300.000 yenes por día para las plataformas en aguas profundas. Cada hora de problemas de perforación cuesta mucho dinero.
El contratista calculó que cambiar a xantano premium redujo su tiempo promedio de perforación en un 12 % gracias a una mejor limpieza del pozo y menos problemas de perforación. El ahorro de tiempo pagado por el costo del xantano aumenta 75 veces.
El equipo es irremplazable
Las sartas de perforación modernas pueden valer ¥20 millones o más. Perder uno debido a una tubería atascada o al colapso del pozo es catastrófico.
Costos de daños a la formación Producción
Los sistemas de lodo deficientes pueden dañar el yacimiento y reducir la productividad del pozo. Una reducción del 10% en la tasa de producción cuesta millones durante la vida útil del pozo.
Los incidentes ambientales están acabando con la carrera
Las explosiones y los derrames pueden cerrar operaciones enteras y destruir carreras. Los sistemas de lodo adecuados previenen estos desastres.
Lo que realmente sale mal
Después de 15 años de llamadas de emergencia, he visto todos los posibles desastres de perforación. La mayoría se remonta a problemas con xantano que podrían haberse evitado.
La pesadilla de la pérdida de circulación
La pérdida de circulación ocurre cuando el lodo de perforación desaparece en la formación en lugar de regresar a la superficie. Estás bombeando lodo por el agujero, pero no sale nada. Es como intentar llenar un balde con agujeros en el fondo.
El contratista en Xinjiang estaba perdiendo circulación total en una formación carbonatada fracturada. Bombearían 200 metros cúbicos de lodo por el pozo y no recibirían nada a cambio. El barro iba desapareciendo en fracturas naturales de la roca.
Su xantano no creaba un control de filtración adecuado. Reformulamos con un grado de pérdida de fluido ultrabaja que selló las fracturas de inmediato. Se detuvo la pérdida de circulación y completaron el pozo sin mayores problemas.
El desastre de la tubería atascada
Las tuberías atascadas son la pesadilla de todo perforador. La sarta de perforación queda inmovilizada en el pozo: no puede girar, no puede moverse hacia arriba o hacia abajo. A veces puedes trabajar gratis, a veces tienes que abandonar equipos por valor de millones de yuanes.
La mayoría de los incidentes de tuberías atascadas son causados por una mala limpieza del orificio o por adherencia del diferencial. Ambos problemas se remontan a propiedades inadecuadas del lodo.
El colapso del pozo
Cuando el agujero se hunde, estamos ante días o semanas de trabajo de reparación. A veces hay que abandonar el hoyo por completo y empezar de nuevo.
El pozo de gas de esquisto en Sichuan tenía problemas recurrentes de estabilidad. El agujero se hundía cada vez que tiraban de la sarta de perforación, lo que requería extensas operaciones de escariado.
Su xantano no proporcionaba una inhibición adecuada del esquisto ni un control de filtración. Cambiamos a una calidad compatible con el esquisto que estabilizó el pozo por completo.
Lo que realmente hacemos en Unionchem
Estar ubicados en Qingdao nos sitúa justo en el centro de la industria petrolera de China. Vemos estos problemas de primera mano y desarrollamos soluciones que funcionan en operaciones de perforación reales.
Nuestros grados de xantano para perforación
No fabricamos xantano de talla única y esperamos que funcione. Contamos con calidades específicas para desafíos de perforación específicos:
Grado estándar: aplicaciones básicas de lodo a base de agua, temperaturas de hasta 120 °C Grado para altas temperaturas: aplicaciones de perforación profunda, estable hasta 180 °C Grado ultra profundo: condiciones extremas, estable hasta 200 °C o más bajo presión Grado tolerante a la sal: aplicaciones en alta mar y de alta salinidad Grado compatible con esquisto: Perforación no convencional en formaciones de esquisto
Soporte técnico real
Cuando nos llama con un problema de perforación, no consigue que un vendedor lea un guión. Obtienes un ingeniero que ha estado en plataformas de perforación y sabe lo que realmente funciona.
El mes pasado pasé cuatro días en una plataforma en la Bahía de Bohai solucionando un sistema de lodo que estaba causando problemas de perforación. Probamos ocho formulaciones diferentes antes de encontrar la solución adecuada. Así es como se ve el verdadero soporte técnico.
Calidad en la que puede confiar
Cada lote de nuestro xantano de perforación se prueba en condiciones simuladas de fondo de pozo. Envejecemos muestras a 150°C durante 16 horas y probamos la reología bajo presión. Si no cumple con las especificaciones de perforación, no se envía.
Empezando
Si está cansado de los problemas de perforación o quiere evitarlos, así es como trabajamos normalmente con los contratistas de perforación:
Análisis de problemas
Comenzamos entendiendo sus desafíos específicos de perforación. ¿Qué formaciones están perforando? ¿Qué temperaturas y presiones? ¿Qué problemas estás viendo?
Pruebas de laboratorio
Probamos soluciones potenciales en condiciones simuladas de fondo de pozo antes de arriesgarlas en un pozo real.
Pruebas de campo
Pruebas de campo a pequeña escala para verificar el rendimiento en condiciones de perforación reales.
Implementación completa
Optimización completa del sistema de lodo con soporte técnico continuo.
La conclusión
Las operaciones de perforación son demasiado caras y peligrosas como para jugar con materiales de calidad inferior. La diferencia de costo entre el xantano bueno y el xantano excelente es insignificante en comparación con el costo de los problemas de perforación.
¿Tiene problemas de perforación? Contáctenos. Probablemente hayamos visto su problema exacto antes y sepamos cómo solucionarlo.
¿Está planificando un pozo desafiante? Comience con la xantano adecuada desde el principio. Es mucho más fácil que solucionar problemas una vez que ya estás perforando.
Póngase en contacto con Unionchem en Qingdao. Le daremos respuestas directas basadas en experiencias reales de perforación, no en tonterías de marketing. Porque cuando estás a tres kilómetros bajo tierra y las cosas van mal, necesitas soluciones que realmente funcionen.
La industria de la perforación es lo suficientemente dura como para tener que luchar contra su propio sistema de lodo. Obtenga xantano diseñado para perforación, probado en condiciones de perforación y respaldado por personas que entienden las operaciones de perforación.
Cuando están en juego millones de yuanes y la seguridad de la tripulación, no apueste con materiales baratos. Utilice tecnología de xantano probada en las operaciones de perforación más desafiantes en China y en todo el mundo.
