Tecnología de Perforación de Pozos Horizontales de Gas de Esquisto

Tecnología de Perforación de Pozos Horizontales de Gas de Esquisto

La clave del desarrollo de gas de esquisto reside en maximizar el área expuesta del yacimiento y liberar los recursos de gas natural de esquisto de baja permeabilidad mediante la tecnología de pozos horizontales. Su integración tecnológica se centra en dos aspectos principales: la perforación segura y eficiente de secciones horizontales largas y la completación eficiente de pozos para lograr una estimulación volumétrica a gran escala. La sinergia de estos dos aspectos determina la productividad final y los beneficios económicos de un solo pozo.

La tecnología de perforación de secciones horizontales largas busca lograr una extensión de secciones horizontales de alta calidad, rápida y económica. Las tecnologías clave incluyen:

Modo de operación por lotes "Fábrica de Pozos": Despliegue de múltiples pozos en el mismo sitio y uso de equipos y procesos estandarizados para lograr una rotación eficiente de plataformas de perforación, personal y materiales, reduciendo significativamente el tiempo improductivo y los costos de un solo pozo.

Profunda integración de la dirección rotatoria y la dirección geológica: Empleo de un sistema de dirección rotatoria de alta velocidad de construcción para lograr un control de trayectoria preciso y uniforme, asegurando que las secciones horizontales largas "atraviesen" yacimientos delgados. Combinando tecnologías de control geológico, como rayos gamma durante la perforación, resistividad e imágenes azimutales, se utiliza la identificación en tiempo real de cambios litológicos, microfracturas e interfaces de formación para ajustar dinámicamente la trayectoria, garantizando que el pozo se mantenga siempre dentro de la zona óptima.

Sistema de fluido de perforación a base de agua de alto rendimiento: Para abordar los desafíos del alto torque de fricción y los exigentes requisitos de estabilidad del pozo en secciones largas de perforación horizontal, se utilizan ampliamente fluidos de perforación a base de agua ecológicos con alta inhibición, alto poder de taponamiento y alta lubricidad para reemplazar los fluidos de perforación tradicionales a base de aceite, reduciendo los riesgos ambientales y los costos, a la vez que se garantiza el rendimiento.

Tecnología integrada de perforación de alta velocidad: Mediante el diseño personalizado de brocas PDC, herramientas de reducción de arrastre y aceleración, como osciladores hidráulicos/impactadores de torque, y la optimización en tiempo real de los parámetros de perforación, se superan cuellos de botella técnicos como la baja velocidad de perforación mecánica y la fuerte acumulación de presión en secciones largas horizontales, logrando una perforación eficiente.

El objetivo de la tecnología integrada de terminación eficiente es crear las condiciones óptimas para la fracturación posterior y lograr una estimulación eficaz de cada sección. Las tecnologías principales incluyen:

Operación de perforación con tapón puente de "un solo viaje": Mediante un tapón puente compuesto perforable conectado en serie con una pistola de perforación multigrupo, se ejecuta en un solo viaje mediante cable o tubería flexible para lograr operaciones simultáneas de asentamiento, perforación y liberación, abriendo la tubería de revestimiento en grupos y creando un punto de entrada independiente para cada sección de fracturación. Este proceso es altamente eficiente y actualmente es la tecnología principal.

**Tecnología de perforación multigrupo de corte denso:** Aumentar el número de grupos de perforación dentro de una sola sección (por ejemplo, a 8-12 grupos), acortar el espaciamiento entre grupos y coordinarse con los procesos de fracturación promueve la formación de redes de fracturas complejas, lo que aumenta el volumen estimulado.

**Garantía de calidad de la cementación de la tubería de revestimiento:** Las secciones horizontales largas imponen exigencias extremadamente altas en el centrado de la tubería de revestimiento y la eficiencia del desplazamiento de la lechada de cemento. Esto requiere el uso de sistemas de lechada de cemento elástica, la colocación optimizada de centralizadores rígidos y la tecnología de corrida de tubería de revestimiento rotativa para garantizar la calidad del sellado anular, proporcionando una barrera confiable para la fracturación por etapas.

**Diseño integrado de fracturación y terminación:** Los planes de terminación y los diseños de fracturación se coordinan previamente. Con base en las diferencias en los puntos óptimos de ingeniería geológica, se optimiza la ubicación de cada segmento y grupo, los parámetros de perforación y la posición del tapón puente para lograr una estimulación precisa con una sola sección, una sola política.

La estrecha integración de la perforación horizontal de gran longitud y la terminación eficiente constituye la piedra angular tecnológica para el desarrollo eficiente del gas de esquisto. Gracias a la doble motivación de mejorar la eficiencia de la perforación y la reducción de costos, y a la mejora de la calidad y la capacidad de la terminación, las reservas recuperables finales de un solo pozo aumentan continuamente, impulsando la industria del gas de esquisto hacia una nueva etapa de desarrollo eficiente y a gran escala. Las tecnologías futuras continuarán evolucionando hacia secciones horizontales ultralargas (>3000 metros), perforación automatizada totalmente eléctrica, fracturación inteligente y optimización dinámica de la producción.