Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Integridad de los pozos en aguas profundas

La integridad de los pozos en aguas profundas puede definirse como la aplicación de técnicas de ingeniería y medidas operativas pertinentes en la perforación en aguas profundas ...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

La integridad de los pozos en aguas profundas puede definirse como la aplicación de técnicas de ingeniería y medidas operativas pertinentes en la perforación en aguas profundas para controlar los riesgos relacionados durante el proceso de perforación, garantizando que los pozos de petróleo y gas en aguas profundas se encuentren siempre en un estado seguro a lo largo de todo su ciclo de vida.

Plataforma de perforación en aguas profundas

En la perforación en aguas profundas, la alta inversión, el alto riesgo y la alta rentabilidad son las características más significativas, por lo que se debe prestar especial atención a las operaciones de seguridad durante el proceso de perforación. [ 1 ]

Dificultades

Ambiente áspero

Según los convenios internacionales, los pozos de petróleo y gas con una profundidad superior a 500 metros se consideran pozos de aguas profundas, mientras que los pozos de petróleo y gas con una profundidad superior a 1500 metros se consideran pozos de aguas ultraprofundas. [ 2 ] En el entorno marino de aguas profundas, las condiciones geológicas y los factores ambientales son más complejos. En primer lugar, el entorno marino de aguas profundas es más hostil, con tifones frecuentes y oleaje extremo. Tras la superposición de las olas internas y las corrientes oceánicas en el océano, la velocidad del flujo en aguas profundas aumenta, lo que da lugar a condiciones ambientales integrales extremadamente adversas para la perforación en aguas profundas; además, debido a la gran distancia de la plataforma marina para la perforación en aguas profundas, es difícil proporcionar soporte material, lo que también supone un desafío para la perforación en aguas profundas. [ 3 ]

Peligros geológicos superficiales

Las condiciones geológicas en las zonas de aguas profundas son complejas. Por ejemplo, en la región del Mar de China Meridional , las zonas poco profundas suelen encontrar tres problemas al perforar en zonas de aguas profundas: gas superficial, flujo de agua superficial e hidratos de gas natural . [ 4 ] [ 5 ] Durante las operaciones de perforación, es probable que ocurran accidentes complejos como invasión y desbordamiento de gas. [ 6 ] Además, los estratos profundos tienen una diagénesis deficiente y una baja capacidad de soporte de presión , por lo que las fugas son fáciles de producir, el riesgo de control del pozo es alto y el tratamiento es difícil, lo que afecta gravemente la integridad del pozo en aguas profundas.

Entorno de trabajo complejo

En el proceso de perforación en aguas profundas, debido a los cambios complejos y dinámicos a largo plazo en el entorno geológico marino, la maquinaria y las herramientas petroleras marinas pertinentes son más susceptibles a los daños externos causados ​​por las actividades marinas circundantes. Por lo tanto, en este campo de flujo complejo con alta variabilidad espaciotemporal, los equipos y las herramientas petroleras pertinentes sufrirán diversos grados de corrosión , daños y deformaciones . Estos daños se acumularán y provocarán fugas irreversibles, perforaciones y fracturas, causando graves daños a la integridad del pozo en aguas profundas. Además, debido a la dificultad de monitorear y evaluar oportunamente las fugas en pozos de petróleo y gas en aguas profundas, los métodos de detección tradicionales para campos petroleros terrestres ya no son aplicables. Por consiguiente, la detección oportuna de los puntos de fuga y su evaluación precisa también representan dificultades importantes para garantizar la integridad del pozo en aguas profundas.

Pruebas

Representación esquemática de los campos de temperatura del pozo y de la formación.

La detección de la integridad de pozos en aguas profundas se puede dividir, desde una perspectiva global, en dos aspectos: la detección de la presión y la temperatura del pozo. Al detectar estos dos indicadores clave, se puede determinar el cambio en el espesor de la tubería de revestimiento , así como la ubicación de los puntos de fuga y los tipos de daños. [ 7 ] Por lo tanto, se puede realizar una evaluación integral de la integridad de pozos en aguas profundas.

Equipo

Los dispositivos de detección más utilizados son los sistemas de adquisición de ondas sonoras y los detectores electromagnéticos. Para cumplir con los requisitos ambientales especiales de los pozos de petróleo y gas en aguas profundas, es necesario reforzar la resistencia a altas temperaturas y presiones, la resistencia a la corrosión y la hermeticidad del instrumento de prueba acústica, para así lograr resultados de detección más precisos. [ 8 ] El detector electromagnético se utiliza para detectar daños en la tubería de revestimiento del pozo. Debido al uso de tuberías de petróleo de material de baja magnetización en pozos de petróleo y gas en aguas profundas, el tiempo de respuesta del detector electromagnético se acorta, optimizando el proceso de detección. En general, cuando se utilizan junto con sistemas de adquisición acústica y detectores electromagnéticos, la detección y el análisis de la integridad del pozo en aguas profundas resultan más completos.

Trabajo futuro

Con el desarrollo de la tecnología de inteligencia artificial , los métodos basados ​​en macrodatos, como el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo, han proporcionado nuevas ideas y métodos para resolver problemas de ingeniería en pozos de petróleo y gas en aguas profundas. [ 9 ] La tecnología de inteligencia artificial se utiliza para monitorear la presión y la temperatura del pozo en tiempo real, alertar sobre valores anormales, clasificar los niveles de riesgo y evaluar de manera integral la integridad del pozo en aguas profundas. [ 10 ] Luego, se proporcionan medidas de control de riesgos y medidas de control del pozo correspondientes basadas en datos históricos y cercanos al pozo para reducir los riesgos de seguridad. Entre ellas, la identificación oportuna y precisa de los riesgos de accidentes tempranos correspondientes es de gran importancia. Por lo tanto, en el futuro, el monitoreo en tiempo real de la integridad del pozo en aguas profundas, la alerta en tiempo real de situaciones anormales y la creación de métodos de procesamiento precisos y oportunos basados ​​en métodos de inteligencia artificial se convertirán en la dirección de desarrollo de la ingeniería petrolera, la ingeniería offshore y la tecnología informática.

Referencias

  1. ↑ Skogdalen, Jon Espen; Utne, Ingrid B.; Vinnem, Jan Erik (22 de abril de 2011). "Desarrollo de indicadores de seguridad para prevenir reventones en perforaciones de petróleo y gas en aguas profundas en alta mar" . Safety Science . 49 ( 8–9 ): 1187–1199 . doi : 10.1016/j.ssci.2011.03.012 .
  2. ↑ Long, Yang; Yang, Jin; Yin, Qishuai; Fu, Chao; Zhao, Yuhang; Xue, Qianling; Li, Lei (2023-02-01). "Estudio de simulación numérica sobre el mecanismo de liberación de gas superficial en aguas ultraprofundas mediante la perforación de pozos piloto" . Geoenergy Science and Engineering . 221 111294. Bibcode : 2023JPSE..22111294L . doi : 10.1016/j.petrol.2022.111294 .
  3. ↑ Alford, MH; MacKinnon, JA; Zhao, Zhongxiang; Pinkel, Rob; Klymak, Jody; Peacock, Thomas (18 de diciembre de 2007). "Ondas internas a través del Pacífico" . Geophysical Research Letters . 34 (24). Bibcode : 2007GeoRL..3424601A . doi : 10.1029/2007GL031566 . ISSN 0094-8276 . 
  4. ↑ McConnell, Daniel R.; Zhang, Zijian; Boswell, Ray (1 de junio de 2012). "Revisión del progreso en la evaluación de los riesgos de perforación de hidratos de gas" . Marine and Petroleum Geology . 34 (1): 209–223 . Bibcode : 2012MarPG..34..209M . doi : 10.1016/j.marpetgeo.2012.02.010 .
  5. ^ Makogon, Yuri F. (1 de marzo de 2010). "Hidratos de gas natural: una fuente prometedora de energía" . Revista de ciencia e ingeniería del gas natural . 2 (1): 49– 59. Código bibliográfico : 2010JNGSE...2...49M . doi : 10.1016/j.jngse.2009.12.004 .
  6. ↑ Jang, Jaewon; Santamarina, J. Carlos (27-12-2013). "Evolución de la saturación de gas y la permeabilidad relativa durante la producción de gas a partir de sedimentos con hidratos: invasión de gas frente a nucleación de gas" . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 119 (1): 116– 126. doi : 10.1002/2013JB010480 . ISSN 2169-9313 . 
  7. ↑ Zhang, Yichi; Li, Mu; Zhao, Qing; Song, Xianzhi; Zhang, Ruisong; Yang, Lele (2024-02-01). "Modelo de presión de pozo para fluido de perforación en formaciones de sal de roca ultraprofundas a altas temperaturas y presiones" . Physics of Fluids . 36 (2): 023341. Bibcode : 2024PhFl...36b3341Z . doi : 10.1063/5.0176667 . ISSN 1070-6631 . 
  8. ↑ Sepehri, Sanam; Soleyman, Rouhollah; Varamesh, Akbar; Valizadeh, Majid; Nasiri, Alireza (2018-07-01). "Efecto de polímeros sintéticos solubles en agua sobre las propiedades del fluido de perforación a base de agua pesada en condiciones de alta presión y alta temperatura (HPHT)" . Journal of Petroleum Science and Engineering . 166 : 850–856 . Bibcode : 2018JPSE..166..850S . doi : 10.1016/j.petrol.2018.03.055 .
  9. ^ Zhang, Yichi; Yang, Lele; Colmillo, Hui; Mamá, Yuxin; Ning, Bo (1 de julio de 2024). "Evaluación de fallas por explosión de sistemas de tuberías de producción submarinas basada en aprendizaje automático" . Ingeniería Oceánica . 304 117873. Código bibliográfico : 2024OcEng.30417873Z . doi : 10.1016/j.oceaneng.2024.117873 .
  10. ↑ Xie, Haiyan; Shanmugam, Arun Kumar; Issa, Raja RA (2018-05-28). "Análisis de macrodatos para el monitoreo de la formación de surgencias en proyectos complejos de perforación submarina" . Journal of Computing in Civil Engineering . 32 (5). doi : 10.1061/(ASCE)CP.1943-5487.0000773 . ISSN 0887-3801 . 

Lecturas adicionales

  • Chen, Xin; Wang, Siwei; He, Miao; Xu, Mingbiao (15 de marzo de 2024). "Un modelo de predicción integral del mecanismo de variación de la temperatura del pozo de perforación bajo alta temperatura y alta presión en aguas profundas" . Ocean Engineering . 296 117063. Bibcode : 2024OcEng.29617063C . doi : 10.1016/j.oceaneng.2024.117063 . ISSN 0029-8018 . 
  • Hussain, Muhammad; Alamri, Aeshah; Zhang, Tieling; Jamil, Ishrat (2024), "Aplicación de la inteligencia artificial en la industria del petróleo y el gas", en Chakir, Aziza; Andry, Johanes Fernandes; Ullah, Arif; Bansal, Rohit (eds.), Aplicaciones de ingeniería de la inteligencia artificial , Cham: Springer Nature Switzerland, pp. 341–373 , doi : 10.1007/978-3-031-50300-9_19 , ISBN  978-3-031-50300-9