Órgano interno informativo electrónico quinta época | año VII | No. 297, 12 de abril de 2021

Con tecnologías innovadoras contribuimos a la optimización en la perforación de pozosCon el uso de la metodología de modelado geomecánico se evitan problemas de inestabilidad mecánica y daño en tuberias en instalaciones petroleras

Se resuelven los desafíos que presenta la perforación de pozos en campos salinos

En nuestro país son numerosas las cuencas petroleras con presencia de cuerpos de sal, por lo que se re-

quiere profundizar en estudios relaciona-dos con su evolución mecánica y estruc-tural; así como superar los desafíos que representa la extracción de hidrocarburos de esos campos, principalmente en aguas someras y en sitios como el área de Per-dido en el litoral de Tamaulipas, lo cual beneficiaría potencialmente a Petróleos Mexicanos y a otros operadores.

Por esa razón, especialistas del Institu-to Mexicano del Petróleo (IMP) desarro-llaron una metodología integral para el Modelado Geomecánico en Formaciones Plásticas, que optimiza la explotación de esos campos con presencia de cuerpos sa-linos, en los que se incluyen diferentes es-cenarios para perforar por encima, debajo, alrededor o dentro del cuerpo salino.

El Proyecto permitió resolver esos desafíos, ya que uno de los problemas encontrados en los cuerpos de sal es su comportamiento mecánico, debi-do principalmente a su propiedad de fluencia (deformación lenta y progresi-va de materiales sometidos a un esfuer-zo constante). De esta forma, el estudio de nuevas técnicas computacionales aplicadas a la cuantificación de proce-sos mecánicos-estructurales ha sido de gran valor.

El principal atributo de esta metodo-logía es evitar los problemas de inesta-bilidad mecánica como cierres de pozos, atrapamiento de tuberías, altos torques, arrastres y colapsos de tuberías de reves-timiento y determinación de la ventana operacional en presencia de sal.

Asimismo, los beneficios principales que aporta para el cliente la metodología,

Con metodología innovadora

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cia), por medio de una caracterización geomecánica adecuada y por la alimenta-ción del modelado geomecánico numéri-co, que es la herramienta más apropiada en este caso.

Para el IMP los beneficios tangibles son la mejora del producto Estudios de geomecánica y estabilidad de pozos; in-cremento de las capacidades tecnológicas del personal; además de contar con me-todología propia, así como con derechos de autor.

Metodología Integral

La metodología integral está conformada por tres entradas de datos, la primera es la interpretación del contexto geológico, en la que se plantea una metodología con el uso de configuraciones estructurales de cuerpos de sal, a través del tiempo, como un auxiliar en el modelado numérico de la relación de geo-esfuerzos en las zonas adyacentes a dichos cuerpos.

La segunda es la integración de infor-mación de ciertos registros geofísicos y las técnicas de interpretación sísmica,

Proyectos de Innovación

Los foros y publicaciones se han vuelto lugares comunes para afirmar que la innovación es el medio para incrementar la competitividad de las em-

presas, en las que su actividad gira alrededor de la industria petrolera.El tema no es menor, los países con economías sólidas han señalado que

el proceso de innovación es uno de los principales caminos para desarrollar a las empresas con un enfoque competitivo, que conduzca a la generación de valor y beneficios económicos.

Actualmente resulta imperativo contar con instituciones estructuradas pro-fesionalmente, como pueden ser instituciones de estudios superiores e insti-tutos de investigación, entre otros, que propicien una adecuada transferencia del conocimiento tecnológico y que sean un punto de partida para entablar sinergias y alianzas en beneficio de la industria petrolera.

es contribuir a la optimización de la per-foración y terminación de pozos en los campos petroleros con presencia de sal, pues reduce el riesgo, la incertidumbre y los Tiempos No Productivos (NPTs), aso-ciados con intervenciones por problemas de fluencia; asimismo, determina el mo-delo constitutivo de la sal (Ley de fluen-

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que toman en cuenta la estructura inter-na y externa de los cuerpos de sal donde es susceptible de ser interpretada, según la calidad de la información; así como el comportamiento mecánico y la naturaleza física/genética de la sal, para ayudar a establecer una configuración estruc-tural confiable, que pueda ayudar a la construcción de modelos de propieda-des geológicas.

La última fuente de da-tos es la caracterización geomecánica, es decir esta-blecer el comportamiento mecánico de la sal, depen-diente del tiempo que se determina a través de una serie de pruebas de fluen-cia. Esta parte experimen-tal se realizó con el apoyo de la Sección de Geomecáni-ca del Laboratorio de Perforación, Terminación y Mantenimiento de Pozos.

La caracterización geomecánica se

De acuerdo con el Manual de Oslo (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico, OCDE), la innovación es la concepción e implantación de cambios significativos en el producto, el marketing o la organización de la em-presa, con el propósito de mejorar los resultados. Los cambios innovadores se realizan mediante la aplicación de nuevos conocimientos y tecnología que pue-den ser desarrollados internamente, en colaboración con otras entidades o ad-quiridos mediante los servicios de asesoramiento o por compra de tecnología.

La innovación implica la utilización de un nuevo conocimiento o de una com-binación de conocimientos existentes.

En este sentido, la Gerencia de Soluciones en Herramientas y Sistemas para Pozos, perteneciente a la Dirección de Servicios en Exploración y Producción del Instituto Mexicano del Petróleo, se ha enfocado en desarrollar proyectos de in-novación, con el propósito de resolver problemáticas relativas a la perforación,

terminación y reparación de pozos, incluyendo también el diseño y construcción de herramientas para mejorar la operación y producción de pozos productores de aceite y gas.

En la concepción y desa-rrollo de proyectos de in-novación en la Gerencia, se evalúan cinco aspectos rele-vantes:1. Que la innovación surja de una necesidad detectada.

complementa con observaciones realiza-das en el Laboratorio de Microscopía de Ultra Alta Resolución del IMP, donde se lleva a cabo la caracterización de mues-

tras de núcleos de roca, por medio de Microscopía Electrónica de Barrido de Alta Resolución y espectrometría de Energía Dis-persiva de Rayos-X.

Esa información se integra en la estrategia de simulación numérica, basada en elemento finito, en el que se aplica la téc-nica del submodelado. Previa-mente se necesita construir el modelo global, que puede ob-tenerse de dos formas: estado actual y evolutivo estructural.

Metodologías desarrolladas

Actualmente la metodología integral de modelado numérico

se compone de una serie de metodolo-gías que se aplican de manera conjunta o individual, las cuales incluyen, además

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de la metodología integral para el Mo-delado Geomecánico en Formaciones Plásticas, la Metodología de interpreta-ción del modelo geológico y marco es-tructural para el modelado geomecánico en formaciones plásticas, la Metodolo-gía de modelado numérico en formacio-nes plásticas y la Metodología de carac-

terización experimental de formaciones plásticas.

El proyecto cuenta con dos derechos de autor, uno fue otorgado por la Metodolo-gía experimental para formaciones plás-ticas y el otro por la Metodología integral para el modelado geomecánico en forma-ciones plásticas. (Astrid Perales). 🅖©

2. Que los beneficios potenciales sean sensiblemente superiores a los ofreci-dos por otras opciones.

3. Que exista un área de oportunidad o se genere a partir del desarrollo.4. Que la propuesta esté alineada con el negocio.5. Que se mantenga un riesgo controlado para alcanzar los objetivos técnicos

y comerciales.Congruente con esta visión, se presentan tres proyectos de innovación

terminados: dos de ellos con un enfoque en la perforación de pozos: Mode-lado geomecánico en formaciones plásticas y Desarrollo de metodologías para evaluar la integridad de pozos petroleros a partir de sus diseños y la administración de su integridad y uno orientado al desarrollo de una herra-mienta que permite incrementar los niveles de seguridad en los pozos: Dise-ño y fabricación de válvulas de seguridad sub-superficiales (VSS-IMP®) para pozos petroleros. En este número empezamos con el primero mencionado. (Armando Méndez Castro).

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Editor Juan Cristóbal Ramírez Peraza

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Gaceta IMP Instituto Mexicano del Petróleo, Año VII, No. 297, 12 de abril de 2021, es una difusión semanal editada por el Instituto Mexicano del Petróleo: Eje Central Lázaro Cárdenas Norte No. 152, Col. San Bartolo Atepehuacan, Alcaldía Gustavo A. Madero, C. P. 07730, Tel. 9175 7945, www.gob.mx/imp Editor Responsable: Juan Cristóbal Ramírez Peraza.

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