Análisis de rentabilidad y de costos por etapas de un pozo a perforar

Abstract

RESUMEN: Comprender a fondo los costos que involucra diseñar y desarrollar un pozo petrolero es de suma importancia para la ingeniería petrolera, para asimismo analizar su rentabilidad a futuro y tener un mejor conocimiento y manejo del proyecto. Las obras de ingeniería deben ser optimizadas cuanto a tiempos, recursos materiales y sobre todo costos, debido a que en un futuro se espera generar ingresos sobre dichas obras, nunca dejando a lado la seguridad de todos los involucrados en el. En esta obra de investigación se propone el diseño de un pozo teórico al cual llamaremos Pozo PXXX, y posteriormente se debe hacer un análisis de rentabilidad basado en sus costos. En el Capítulo 1, se abordan los conceptos básicos necesarios para comprender los temas a profundizar en el trabajo de investigación; que son referentes al diseño de un pozo de inicio a fin, y su posterior análisis de rentabilidad. Se proporcionan datos complementarios para reforzar los conocimientos del lector en otras áreas de la misma ingeniería petrolera, y se cubren algunos antecedentes históricos como marco de referencia. En el Capítulo 2, se aborda lo que es un análisis de información recopilada en el área geográfica en donde se propone perforar el pozo, incluyendo una selección de ubicación y su plano de ubicación geográfica, situación estructural, plano estructural, sección geológica, comparación con datos de pozos de correlación, y un programa de muestreo. Con la obtención de estos datos, se procede a proponer la información para un pozo teórico que se denomina Pozo PXXX. En el Capítulo 3, se aborda el tema de geopresiones, introduciendo brevemente el tema para profundizar lo que es la evaluación de las mismas, lo que nos permite diseñar la ventana operativa del pozo. Se utiliza la información recopilada del Capítulo 2. En el Capítulo 4, se abordan los temas de tuberías de revestimiento y plan direccional. Después de una introducción al tema, se explica lo que es el asentamiento de las tuberías de revestimiento y en qué tipo de direcciones se puede orientar un pozo petrolero. Posteriormente se detalla lo que es el plan direccional, asentamiento y diseño de tuberías de revestimiento para el pozo propuesto PXXX. En el Capítulo 5, se aborda el programa de fluidos de perforación, dando como antecedentes las propiedades a manejar en un fluido de perforación, así como los tipos de fluidos de perforación. La selección del fluido de perforación se explica, al fin de realizar un programa completo de los fluidos de perforación en el pozo propuesto PXXX. En el Capítulo 6, se aborda lo que son las barrenas utilizadas en la perforación de pozos petroleros, se inicia con principios físicos de operación y continua con los diferentes tipos de barrenas que hay en la industria. También se explica lo que es el código IADC para la clasificación de barrenas y su respectivo desgaste, con objeto de finalizar con la selección de barrenas óptima en el pozo propuesto PXXX. En el Capítulo 7, se aborda el tema de diseño de la sarta de perforación y la hidráulica de perforación. En primera instancia se detalla los tipos de sarta al señalar sus ventajas y desventajas, para después perfilar los criterios de estabilidad, procedimiento de diseño y selección. Posteriormente en la hidráulica de perforación se da a conocer los tipos de fluido y modelos reológicos a considerar. Finalmente se realiza el diseño de la sarta de perforación y la hidráulica de la perforación por etapas para el pozo propuesto PXXX. En el Capítulo 8, se aborda lo que es la cementación de un pozo petrolero, dando una introducción al tema y su importancia para la operación del pozo. Se deja señalado lo que son las propiedades de las lechadas de cemento, y que herramientas se requieren a fin de efectuar una cementación correcta. Con este marco de referencia, se diseña lo que es la cementación de cada etapa del pozo propuesto PXXX. En el Capítulo 9, se aborda la selección del equipo de perforación para un pozo petrolero, indicando los tipos de equipo de perforación que hay y cuál es su uso óptimo. También se detallan los componentes principales que hay en cada equipo de perforación, sin importar cual sea su ubicación. Posteriormente se indica el tipo de equipo de perforación necesario para emplear en el pozo propuesto PXXX. En el Capítulo 10, se aborda lo que es la selección del cabezal y arbol de producción que son parte del sistema de control de presiones del pozo. Se introduce el tema para después explicar detalladamente la selección del sistema de control de presiones a emplear en el pozo PXXX. En el Capítulo 11, se abordan los análisis de riesgos del proyecto, resumiendo lo que puede afectar el pozo propuesto PXXX a corto, medio, y largo plazo para así incluir propuestas para reducir estos riesgos y no ver afectado la inversión realizada en la obra de ingeniería. En el Capítulo 12, se aborda el propósito principal del trabajo de investigación que se realizó, con un análisis completo de costos y la rentabilidad del pozo propuesto en los últimos diez capítulos. Se introduce el tema antes de proceder a estimar costos, tener un seguimiento del gasto presupuestal físico-financiero y empezar a desglosar el total de costos del pozo propuesto PXXX. Para esto se aplica una metodología VCDSE, empleada comúnmente en PEMEX. Finalmente se usan métodos económicos a fin de efectuar un análisis amplio de rentabilidad, para conocer el futuro del proyecto y estimar cuál serían las ganancias de esta. Al finalizar los detalles del proyecto se incluyen conclusiones y recomendaciones, se anexa el desglose de la nomenclatura y las referencias respectivamente. ABSTRACT: Fully understanding the costs that are involved in developing and designing a well from start to finish is of utmost importance to petroleum engineers. This allows us to better comprehend and manage large scale projects by analyzing all underlying information and leaving us a clear picture on the future profitability of a well. All engineering projects must be optimized as much as possible in regards to time, material resources and their associated costs, and keeping in mind the end goal of a successful project with future earnings. Above all, safety and the preservation of human life and the environment must be taken into consideration. In this research paper the author will propose and design a theoretical well we shall refer to as Pozo PXXX. Afterwards, the author will complete a brief profitability study on said well, after analyzing the costs involved in the completion of the proposed project. In Chapter 1 the basic concepts necessary to understand the topics to be expanded on in the research paper are addressed; which are related to the design of a well and its subsequent profitability analysis. Complementary data is provided to reinforce the reader’s knowledge in other areas of petroleum engineering, and some historical background is covered as a frame of reference. In Chapter 2 the author analyzes information gathered from the geographical area where the well is proposed to be drilled, including a location section and its geographical location plan, structural situation, structural plan, geological section, correlation with similar well data and a sampling program. Having analyzed this information, we will proceed to propose data necessary to develop the theoretical well we will refer to as Pozo PXXX. In Chapter 3 the author covers geopressure, introducing the topic briefly in order to familiarize the reader with it before explaining how to analyze said pressures to allow us to design a safe window for our mud weights when drilling our theoretical well. The information gathered in Chapter 2 will be used. In Chapter 4 the topics of casing pipes and directional wells are addressed. After an introduction to the topic, the author will explain what the settlement of casing pipes is and what different types of directional wells we can drill. Later we will detail what is the orientation our well will take, how we will land our casing and how we will design said casing for the proposed theoretical PXXX well. In Chapter 5 the mud program is addressed, explaining the basics of a good mud program and detailing what properties have to be managed in our mud. The author will also explain what types of drilling mud we can use in our well and detail our selection of mud in each section of drilling we will complete. Finally the complete mud program for our well is showcased for the proposed theoretical PXXX well. In Chapter 6 we address what type of bits are used in the drilling of oil wells, starting with their physical principles of operations and continuing with the different types of bits there are. The author also explains what the IADC code is for the classification of bit types and their respective wear. This will allow us an optimal bit selection for the proposed theoretical PXXX well. In Chapter 7 the drillstring and drilling hydraulics are addressed, respectively. Firstly we detail the different types of drillstring that exist, pointing our their advantages and disadvantages, and then we profile their stability criteria, design procedure and selection. Afterwards, we present the types of fluid and rheological models to consider in the design of the drilling hydraulics. Finally we complete the design of the drillstring and hydraulics together in each stage of the proposed theoretical well PXXX. In Chapter 8 the cementation of an oil well is addressed, giving an introduction to the subject and its importance for the operation of the well. The author indicates what the properties of the cement slurry mix are, and what tools we need to correctly create cement. With this frame of reference in mind, we design the cement program for each stage of the proposed theoretical PXXX well. In Chapter 9 the selection of the correct rig for an oil well is addressed, indicating what type of rigs exist and what is their best use case. The main components of rigs are also detailed. Subsequently the author indicated what type of rig is best suited to our needs, and what drilling equipment we will use in our proposed theoretical well PXXX. In Chapter 10 we address the selection of the wellhead and christmas tree, both being part of the pressure control system we have in the well. A brief introduction is given on the topic before explaining the selection of the well control devices to be implemented in our proposed theoretical well PXXX. In Chapter 11 project risk assessment is addressed, summarizing what dangers/risks could affect our theoretical well PXXX in the short, medium and long term. Proposals are included to reduce these risks and not affect the investment made in the engineering project. In Chapter 12 the main purpose of this research paper is addressed, which is to complete a profitability study on our theoretical well PXXX, taking into consideration the costs employed at every stage in the well’s design. After finalizing the proposal for the project, detailing the well design and completing said profitability study, the author will include his conclusion and recommendations to tie into his investigation. References and appendices will be included at the end.