Los datos de 17.000 pozos cuentan una nueva historia sobre el petróleo de Bakken

Las interacciones entre pozos en Bakken Shale de Dakota del Norte se destacan en gran medida de las de la mayoría de los otros yacimientos no convencionales. Mientras que los golpes de fractura generalmente perjudican la producción en los pozos padres más antiguos en otros lugares, a menudo la mejoran en Bakken.

A lo largo de los años, la pregunta ha persistido: ¿por qué?

Una teoría sugiere que las propiedades geológicas únicas del Bakken, en particular su propensión a fracturas planas largas, son las responsables. Y es muy posible que exista un vínculo geológico, pero una nueva investigación compartida en la reciente Conferencia de Tecnología de Recursos No Convencionales (URTeC) sostiene que hay algo más en la historia.

Kyoung Suk Min del Centro de Investigación de Energía y Medio Ambiente (EERC) en Dakota del Norte explica: “La razón por la cual los operadores de Bakken históricamente no han visto mucha pérdida de producción debido al efecto padre-hijo es porque sus diseños iniciales de terminación eran pequeños, subóptimos y subestimulados. .”

Min, ingeniero de yacimientos y científico de datos, junto con sus colegas del EERC, escribieron el artículo de la conferencia URTeC 3862589 que concluyó que los pozos subestimulados son el principal impulsor de los beneficios de fractura en Bakken. El equipo de investigación utilizó modelos de aprendizaje automático para analizar datos de más de 17.000 pozos horizontales, de los cuales se determinó que casi la mitad se habían visto afectados por interacciones entre padres e hijos.

Entre los hallazgos más importantes del estudio se encuentra que los impactos de fractura más beneficiosos se observaron en pozos principales con cargas de apuntalante de menos de 450 lb por pie lateral, y que el 83 % de todos los pozos principales en Bakken caen por debajo de este umbral crítico.

Luego está el otro lado de la ecuación. El EERC descubrió que cuando la carga de apuntalante de un pozo secundario superaba las 1000 lb/pie, los pozos principales adyacentes experimentaban un aumento de producción de un promedio del 123 % durante el período de 90 días posterior a la estimulación.

Otros han analizado el tema y han sugerido un vínculo similar. En URTeC 3868861, también publicado este año, autores de la Universidad de Wyoming y la Universidad Texas A&M examinaron un subconjunto más pequeño de pozos padre-hijo que mostraban signos claros de interacciones de fractura.

Si bien observaron que la mayoría de los pozos analizados no mostraron una "fuerte correlación", los investigadores resaltaron que cuanto menor era la tasa de producción inicial de un pozo principal, mayor tendía a ser su producción posterior al impacto de la fractura. "Esto se puede explicar en términos de estimulación de los pozos de los padres que estaban potencialmente subestimulados antes de la finalización del niño".

La mayoría de los padres subestimulados de Bakken se completaron entre 2010 y 2015, encontró el EERC, lo que según Min representa un período de estancamiento general para el diseño de pozos en la región.

Una carga típica de apuntalante durante este tiempo fue de entre 200 y 400 lb/pie. Para 2016, la cifra promedio se disparó a más de 900 lb/ft y hoy permanece en ese vecindario.

Se encuentra un contexto adicional en el hecho de que Bakken fue el primer yacimiento de petróleo compacto que experimentó un desarrollo significativo hace una década, lo que significa que sus primeros exploradores estaban en desventaja a la hora de ascender en la curva de aprendizaje.

Min contrasta esto con la experiencia compartida en otros lugares y señala: "Si nos fijamos en la cuenca Pérmica u otras cuencas, los tamaños iniciales de terminación de los pozos principales fueron mayores; están más cerca de cómo se ven los nuevos pozos secundarios en Bakken".

Un punto que esto plantea es que los impactos de fractura que aumentan la producción pronto se convertirán en una cosa del pasado a medida que el número de pozos padres subestimulados continúe reduciéndose mientras que los nuevos pozos padres (por más escasos que sean) estén utilizando diseños de estimulación más grandes.

Además del volumen de apuntalante, el espaciamiento entre pozos es el otro factor clave que decide la magnitud de las interacciones entre pozos. El análisis del EERC muestra que a medida que el espaciamiento de los pozos cae por debajo de los 800 pies, las interacciones se vuelven más fuertes y aumenta el riesgo para la productividad de los pozos infantiles.

A modo de ejemplo, el EERC postula que un pozo secundario en Bakken, bombeado con 1.300 lb/pie y aterrizado a 400 pies de un pozo principal, sufrirá un déficit de producción de 40.000 bbl durante su primer año de vida.

Los operadores de la región han respondido alejándose de los pozos principales y reservando espacios reducidos para los emparejamientos de pozos secundarios. EERC muestra que el espaciamiento promedio entre padres e hijos es de poco más de 700 pies en la actualidad, mientras que los pozos entre hijos están más cerca de 580 pies en promedio.

Otra implicación de los hallazgos tiene que ver con el futuro de la refracturación para los operadores de Bakken. Algunos operadores están recurriendo a la refractura de pozos principales como medida de protección para el pozo principal, pero también para el pozo hijo, que necesita sus fracturas para abrir nuevas rocas.

Sin embargo, los resultados informados por el EERC no representan un fuerte respaldo a la práctica por razones de mitigación. Sugieren que la refracturación puede ser una herramienta de mitigación, pero sólo con espaciamientos entre pozos relativamente estrechos e incluso entonces, el impacto neto puede no ser impresionante.

Según el artículo: “En los pozos secundarios que interactúan con pozos principales refractados, cuando el espaciamiento entre pozos oscilaba entre menos de 400 pies y más de 1200 pies, el impacto en la producción de los pozos secundarios osciló entre −9 y +5%, respectivamente. Por el contrario, en los pozos secundarios donde no había un pozo principal refractario, cuando el espaciamiento entre pozos oscilaba entre menos de 400 pies y más de 1200 pies, el impacto en la producción de los pozos secundarios osciló entre -15,4 y +0,6%, respectivamente”.

Min añadió que las cifras muestran que la refracturación ofrece “algo, pero no mucho” valor como medida de protección.

El EERC continúa estudiando este aspecto y otros, ya que se espera que la refractura desempeñe un papel importante en el futuro del envejecimiento de la roca compacta.

URTeC 3862589 Análisis basado en datos para la causalidad de las interacciones entre padres e hijos en Bakken por Kyoung Suk Min, Alexander V. Chakhmakhchev, Xue Yu, Nicholas A. et al., el Centro de Investigación de Energía y Medio Ambiente.

URTeC 3868861Identificación y cuantificación del efecto de las interacciones impulsadas por fracturas en la producción de pozos primarios e secundarios en la cuenca Williston por Abdeldjalil Latrach, Universidad de Wyoming; Ahmed Merzoug, Universidad Texas A&M; y Cilia Abdelhamid, et al., Universidad de Wyoming.