En el escenario actual de la industria petrolera, los márgenes de rentabilidad de los proyectos han disminuido. En respuesta a esta situación, los proyectos de perforación de pozos necesitan alcanzar niveles de rendimiento y eficiencia más altos que nunca, lo que exige esfuerzos de ingeniería para implementar medidas, procesos y metodologías destinadas a reducir el tiempo, los costos y mantener la producción de petróleo prevista para cada pozo de la campaña de perforación.
Por: Raúl Flores López – Coordinador del Grupo Multidisciplinario de Ingeniería de Intervenciones a Pozos de Nuevos Desarrollos de Pemex Exploración y Producción (PEP).
La perforación del campo M se inició en septiembre de 2019. El objetivo fue perforar un sistema de areniscas al Mioceno Superior e incorporar hidrocarburos de producción comercial. El desarrollo del campo inició con la perforación de los pozos M 10 y M 5, los cuales fueron perforados previo a la instalación de la Estructura Ligera Marina (E.L.M) considerando un diseño de 5 etapas.
Posterior a la instalación de la E.L.M., se identificaron buenas prácticas, lecciones aprendidas apoyadas con análisis técnicos y de ingeniería del grupo multidisciplinario, logrando optimizar los asentamientos de las tuberías de revestimiento, para llegar al paquete de areniscas productoras en 4 etapas inicialmente (en los pozos M 9, 4, 6, 7), para finalmente perforar los últimos 3 pozos de la E.L.M en 3 etapas.
Durante el desarrollo de la perforación del campo M, se observó una evolución y curva de aprendizaje orientada a la optimización en los tiempos de perforación por metros perforados, destacando un punto de quiebre en dicha curva con la aplicación de la filosofía de Excelencia Operativa y Operational Excellence. Lo anterior sin descuidar la calidad del pozo ni comprometer la integridad de este.
En la Fig. 1 se muestra la reducción del tiempo de intervención por cada pozo. Se alcanzó un promedio 60 días para los pozos de 5 etapas, 38.5 días en los pozos de 4 etapas y, finalmente, se logró completar las operaciones de perforación en un promedio de 24.90 días para los pozos diseñados con 3 etapas.
La distribución de tiempos del campo M alcanzó una evolución positiva, enfocado alamejoradesdeelarranquedelproyecto. En virtud de la metodología aplicada, en el campo M, el pozo M-3 se perforó en un total de 24.9 días, con un Tiempo No Productivo (TNP) de 0.88 días. El pozo M-3 es el que tuvo un mejor rendimiento en el campoM y es el caso de estudio de este artículo.
Metodología
El enfoque metodológico propuesto para afrontar el reto de disminuir los tiempos de los pozos a perforar en la E.L.M y acortar la curva de aprendizaje del campo es el de Excelencia Operativa y Operational Excellence.
La metodología plantea la identificación de las actividades de perforación y terminación con el mayor impacto e incertidumbre en los tiempos operativos. Esto se realiza mediante el análisis detallado de los tiempos de los pozos perforados y terminados anteriormente en el campo, destacando actividades productivas y no-productivas, tanto visibles como invisibles.
Excelencia operativa
En el desarrollo de las actividades de M-3 se aplicó la filosofía y modelo de trabajo de excelencia operativa en el cual la planeación, ingeniería, diseño y ejecución fueron seguidos y ajustados a las condiciones del pozo cubriendo los objetivos de la entrega anticipada de producción permitió cumplir con la producción establecida además de tiempos y costos optimizados y eficientes.
Los componentes de la filosofía que se aplicaron permitieron la integración de los equipos de trabajo logrando optimi-zaciones en cada actividad de ingeniería y operación que fueron realizadas.
Operational Excellence (OpEx)
Opex Perforadora, siguiendo sus principios de mantener la seguridad del personal y buscando la máxima eficiencia de sus operaciones y en adherencia con la Filosofía de Calidad de Pemex, estableció una modelo de Calidad Operativa (Ope- rational Excellence – OpEx) en el cual se definió la ruta crítica de calidad basada en 6 puntos de control: 1) Diseño, 2) Supervisión de proveedores, 3) Inspecciones físicas, 4) Controles logísticos, 5) Revisión de equipos, herramientas y productos al llegar a plataforma y 6) Control de la ejecución de la actividad en pozo.
Para la integración de los 6 puntos de control, se establecieron procesos y controles basados en Lean Six Sigma que permitieron ser eficientes y armonizados. La definición de roles y responsabilidades específicas y claras basados en los controles del proceso de Operational Excellence (OpEx) entre los diferentes especialistas fue clave para permitir que las acciones fueran integradas e implementadas de la manera más efectiva.
Análisis de geomecánica del campo
El campo M tiene un modelo geomecánico consistente en todos los pozos perforados del campo, el cual hace una integración geológica estructural con las operaciones de perforación.
La ventaja de tener un modelo geomecánico en el campo M permite proporcionar de manera particular el peso de lodo óptimo para mantener estable el agujero, no permitir influjos, así como no tener pérdidas de circulación inducidas.
En el pozo M-3, el modelo geomecánico permitió evaluar en tiempo real el comportamiento de presión de poro en la sección de 12 1⁄4” la cual fue consistente con las zonas depresionadas del yacimiento-4 las cuales tuvieron pruebas de presión MDT para confirmar dicha presión. Este conocimiento permitió prepararnos para un potencial atrapamiento por diferencial de presión en la zona de- presionada.
Mejora de los indicadores de desempeño (KPI)
El monitoreo y seguimiento en tiempo real ayudó a mejorar el desempeño durante cada una de las operaciones en el proceso de construcción del pozo, el seguimiento puntual a actividades como Conexiones perforando, Meter / Levantar TP, Armar / Desarmar BHA, Prueba de BOP ́s e Introducción de Tuberías de Revestimiento logró hacer más eficiente los tiempos de cada una de estas actividades y reducir los tiempos muertos invisibles.
Mejora de las ROP
Uno de los principales factores que contribuyó al incremento del Índice de Construcción (ICO) fue la optimización en el ritmo de perforación (ROP), el cual se consiguió después de realizar un análisis holístico de los pozos de correlación, desarrollando el modelo de compresión de la formación perforada y, principalmente, a partir de la aplicación del concepto de High Energy al incrementar los parámetros de perforación (RPM, gasto de perforación, Peso sobre barrena), disminución de tiempos de conexión, uso de sistema auto perforador, disminución de frecuencia y distancia de repaso.
Cambios de Etapa
La curva de aprendizaje, durante los cambios de etapa de los pozos M, ha estado enfocada a la optimización de las operaciones y coordinación de operaciones simultáneas. La sinergia del equipo permitió a la tripulación de las cuadrillas mantener un tiempo plano dentro del estándar definido a nivel regional. Lo anterior se consiguió al disminuir y evitar la rotación del personal, además de dar entrenamiento en sitio.
Taller de TONI con Pemex / OPEX
Pemex RMSO, en conjunto con OPEX Perforadora, llevaron a cabo el 1er Taller de Excelencia Operativa en septiembre de 2021 con el objetivo de hacer el análisis de la perforación de los pozos del proyecto Opex y Akal I para obtener acciones que ayuden a la eficiencia de esta actividad.
Para tal fin se contó con grupos multidisciplinarios de trabajo integrados por superintendentes, OIM ́s, perforadores, técnicos, ingenieros de pozo, gerentes de plataforma y especialistas en perforación. En el Taller, se realizaron los análisis de actividades de perforación para mejorar los parámetros relacionados a 1) conexiones perforando, 2) conexiones fondo a fondo, 3) armado/desarmado de sarta de perforación, 4) pruebas de BOP ́s, 5) introducción de TR ́s y 6) actividades de etapas planas.
Las acciones realizadas en este Taller se reflejaron en el incremento de la eficien- cia de la perforación de los últimos dos pozos de la estructura del campo M, el M-2 y M-3.
Lecciones aprendidas:
- Perforación de pozos terciarios en menos de 1 mes.
- Optimización de perforación de la etapa intermedia cambiando el uso de barrena de 17 1⁄2” a 16”.
- Optimización en los procesos logísticos en la carga y descarga de materiales y equipos.
- Profundización de los conductores de 250 m, 400 m a 1000 m.
- Reducción de TNP’s de 15.2 días (M-4) a 1 días (M-3).
- Aseguramiento de la profundad programa de asentamiento de la TR con uso de tecnología CRT y zapatas Híbridas / Rimadoras
- Implementación de metodología “todo a bordo” contando con EMS de las 2 primeras etapas, previo inicio del proyecto.
- Reducción en rotación de personal en plataforma y en tierra.
- Implementación de protocolo redundante para supervisión de operaciones críticas en CMTR.
- Reducción del tiempo de cambios de etapa, alineado a los estándares de la excelencia operativa.
Resultados
Capitalizando el aprendizaje de los pozos anteriores se logró optimizar la perforación de los últimos 3 pozos de la estructura.
Se optimizaron los diseños hasta perforar en 3 secciones los pozos M 8, 2 y 3, siendo los últimos 2 los que alcanzaron el mayor índice de Construcción (ICO), acometiendo las lecciones aprendidas, las mejoras en el diseño geométrico del pozo, la calibración del modelo geomecánico, la inclusión de tecnología, la optimización de parámetros de perforación, el seguimiento en tiempo real, hasta lograr perforar el pozo M-3 en 13.28 días y un ICO de 282 m/día, como producto de la implementación de la filosofía de eficiencia operativa.
Conclusiones
- Después de la implementación del enfoque de Excelencia Operativa y Operational Excellence, se puede destacar lo siguiente:
- Fue posible acelerar la curva de aprendizaje de perforación de los pozos del campo M.
- Se alcanzó un Índice de Construcción Récord en México, sin comprometer la calidad ni la integridad del pozo.
- Se logró un mayor involucramiento y motivación por parte del personal en la búsqueda de la eficiencia operativa, con el apoyo oportuno del equipo de ingeniería para minimizar el impacto de las actividades no productivas y detectar áreas de oportunidad durante la perforación.
- La metodología que se presenta en este artículo puede aplicarse cuando es necesario una curva de aprendizaje acelerada en el desarrollo de un campo para lograr mejores niveles de rentabilidad del proyecto.
- Se logró un mayor involucramiento y motivación por parte del personal en la búsqueda de la eficiencia operativa, con el apoyo oportuno del equipo de ingeniería para minimizar el impacto de las actividades no productivas y detectar áreas de oportunidad durante la perforación.
- La metodología que se presenta en este artículo puede aplicarse cuando es necesario una curva de aprendizaje acelerada en el desarrollo de un campo para lograr mejores niveles de rentabilidad del proyecto.
Este texto es un extracto del artículo “M-3, Pozo más rápido perforado a 3745 metros en aguas someras del Golfo de México” que se presentó en la edición 2022 del Congreso Mexicano del Petróleo (CMP).
Los coautores de este trabajo son César Augusto Granados Santos (OPEX), Agustín Jiménez Vargas (OPEX), Ranses Guillermo Sandrea (OPEX), Luis Arturo Zamudio López (OPEX), David Corona Álvarez (OPEX. Jesús Nava Reza (OPEX) y Miguel Alberto Briceño Venaventa (OPEX). Agradecemos a Pemex Exploración y Producción por permitir el uso y publicación de la información prestada en este trabajo.
