La pérdida de circulación sigue siendo uno de los desafíos de perforación más costosos en la industria del petróleo y el gas, y les cuesta a los operadores entre 800 y 1200 millones de dólares al año en pérdida de fluido de perforación, tiempo no-productivo y operaciones de recuperación. Cuando se producen pérdidas graves, la respuesta tradicional requiere sacar todo el conjunto del fondo del pozo a la superficie antes de bombear el material de pérdida de circulación - un viaje que puede consumir de 8 a 16 horas de tiempo de perforación en pozos profundos. La válvula de derivación de activación múltiple (MCBV) aborda este problema al permitir a los operadores abrir y cerrar los puertos de circulación en el fondo del pozo sin tropezar, realizando hasta seis ciclos de activación por ejecución. Se prevé que el submercado de circulación global, que abarca válvulas de derivación de ciclos múltiples-y herramientas relacionadas, crezca de 415 millones de dólares en 2025 a 615 millones de dólares en 2033, a una tasa compuesta anual del 5,1 por ciento.
El mecanismo controlado por bola-permite seis ciclos por viaje
El MCBV funciona mediante un mecanismo de manguito deslizante controlado por bola-de precisión. Un grupo de bolas de cambio - que comprende una bola de activación, dos bolas de cierre y una bola de bloqueo por ciclo - se deja caer desde la superficie en secuencia. Cuando la bola de activación aterriza en el asiento de la bola y la presión de la bomba alcanza entre 0,7 y 1,5 MPa, el manguito deslizante se desplaza hacia abajo, alineando los puertos de derivación con el cuerpo de la herramienta y abriendo la vía de circulación. Luego, el fluido de perforación puede descargarse directamente desde el lado de la herramienta hacia el espacio anular a caudales de hasta 1000 GPM para herramientas de 4,75-pulgadas y 2000 GPM para tamaños más grandes, lo que permite bombear material de circulación perdida de alta-concentración sin restricciones impuestas por las boquillas de la broca o los instrumentos del fondo del pozo. Después de las operaciones de obturación, se dejan caer dos bolas de cierre de acero con cojinete GCr15-y la presión de la bomba se eleva de 7 a 9 MPa para cortar la bola de bloqueo y restablecer el manguito deslizante. El sistema vuelve a la circulación completa a través del orificio con todas las bolas de control capturadas de forma segura en la canasta de bolas. Cada juego de herramientas incluye seis juegos completos de bolas para seis ciclos de conmutación en un solo viaje.
Las actualizaciones de materiales ofrecen una clasificación de temperatura de 482 grados Fahrenheit
Los componentes principales de los MCBV fabricados en China-han sido objeto de importantes mejoras materiales para ampliar las capacidades operativas al territorio HPHT. El manguito deslizante está fabricado con acero inoxidable 17-4PH (grado 630) para resistir la erosión causada por lodos de obstrucción de alta-velocidad, mientras que las boquillas de derivación están fabricadas con carburo de tungsteno YG11C para una máxima resistencia al desgaste. El material secundario superior se ha actualizado a acero de aleación 4330V de alta-resistencia, lo que mejora las propiedades mecánicas generales de la herramienta bajo cargas de torsión que alcanzan los 107,8 kN-m para herramientas de 9,5-pulgadas. Las bolas de control están moldeadas a partir de plástico de ingeniería PEEK (polieteretercetona), lo que permite un funcionamiento confiable a temperaturas sostenidas en el fondo del pozo de hasta 150 grados Celsius (302 grados Fahrenheit) sin degradación térmica. El sistema de sellado entre el manguito deslizante y el sub superior se ha actualizado desde configuraciones de juntas tóricas estándar a configuraciones de juntas en Y, lo que mejora drásticamente la estabilidad del sellado durante múltiples ciclos de activación. Los tamaños disponibles van desde 4,75 pulgadas de diámetro exterior (conexión NC38) hasta 9,5 pulgadas de diámetro exterior (conexión 7 5/8 REG), con índices de presión de 10 000 psi en todo el rango.
El apagado-automático reduce el riesgo de control del pozo al prevenir el efecto U-tubo
Una de las características de seguridad más valiosas del MCBV es su función de apagado-automático: cuando la bomba se detiene, el resorte de compresión restablece inmediatamente el manguito deslizante, cerrando los puertos de derivación y evitando el efecto del tubo en U-que puede causar influjo en la formación o incidentes-en el control del pozo. Este diseño de seguridad pasiva es particularmente valioso durante las conexiones y operaciones de disparo, donde el riesgo de sacudidas o sobretensiones es elevado. Los datos de campo de pozos direccionales y horizontales en Medio Oriente indican que los BHA equipados con MCBV-reducen el tiempo total no-productivo relacionado con la pérdida de circulación entre un 35 y un 50 por ciento por sección, con un ahorro promedio de $45 000 por evento de pérdida si se tienen en cuenta los costos de disparo eliminados y las pérdidas de fluidos reducidas. La herramienta también permite el lavado de pozos de gran-desplazamiento en secciones horizontales que superan los 8000 pies de longitud lateral, eliminando eficazmente los lechos de recortes que se acumulan en las áreas del lado bajo-del pozo donde la velocidad anular cae por debajo de 3 pies por segundo.
La tecnología de derivación de ciclos múltiples se extiende a aplicaciones de cementación y control de pozos
Más allá de la gestión de pérdida de circulación, los MCBV respaldan las operaciones de limpieza de carcasa y BOP al abrir puertos de derivación para hacer circular fluidos de limpieza a velocidades de hasta 2000 GPM mientras el BHA permanece en el pozo. Durante las operaciones de fresado, la función de derivación permite que las rebabas y los residuos metálicos circulen inmediatamente, mejorando la calidad de la ventana y reduciendo las tasas de fallas de desvío. Para aplicaciones de cementación, el MCBV se puede abrir para bombear el espaciador y la lechada de cemento directamente al espacio anular a velocidades de flujo optimizadas y luego cerrarse para reanudar la perforación sin tropezar. La compatibilidad de la herramienta con LWD, MWD y sistemas giratorios direccionales - se puede colocar en cualquier lugar del BHA especial encima de las herramientas direccionales - la convierte en una plataforma versátil para la optimización integrada de la perforación. A medida que los inventarios de pozos globales envejecen y los objetivos de perforación cambian hacia yacimientos más profundos y agotados, la propuesta de valor de las válvulas de derivación de ciclos múltiples como herramienta de reducción de tiempos no-productivos- continúa fortaleciéndose.
Para obtener más información, comuníquese con China Vigor al info@vigorpetroleum.com o llame al +0086 29 81161513.
