Aplicación para simulación de tareas de perforación y control de pozo

Introducción​

Uno de los proyectos más grandes en los que he trabajado es una aplicación de simulación para tareas de perforación y control de pozo, aplicación solicitada por una empresa de la Patagonia Argentina. El desarrollo de esta aplicación comenzó en febrero del año 2021 y está en producción desde octubre del 2021 y en junio del 2022 se cerró un acuerdo con el Instituto Rumiñahui de Ecuador para instalar dos estaciones de trabajo, en las ciudades de Quito y El Coca.

Esta aplicación permite configurar una gran cantidad de parámetros, comenzando por las dimensiones del pozo, ángulo de desviación, kick-off point, profundidad de zapata, la densidad del lodo, parámetros de tubería, entre muchos otros. Al establecer las condiciones iniciales se calcula el resto de variables como por ejemplo las presiones en tubería y en fondo de pozo. La aplicación permite perforar en las condiciones dadas.

Para la parte de control de pozo se simula una situación de influjo, es decir gas filtrándose en el pozo, situación que puede desatarse debido a los trabajos de perforación o puede ser desatada manualmente por el instructor si así lo desea. Cuando ocurre la situación de influjo se procede a controlarla usando el «método del perforador» o «esperar y densificar», el operario debe asegurarse de mantener las presiones en valores estables para prevenir un blow out y también evitar que la presión del fondo del pozo caiga por debajo de la presión formacional con lo que podría ocurrir otra situación de influjo.

Esta aplicación cuenta con una serie de fallas que pueden ser activadas por el instructor en cuanto considere oportuno, algunas de estas fallas son pérdida de presión de aire en el rig, fallas eléctricas, fallas en bombas, fallas en válvulas y boquillas del trépano.

Pantallas de la aplicación​

Esta aplicación está pensada para utilizarla con un mínimo de tres personas, un instructor y dos operarios, es por eso que se requiere que la aplicación pueda funcionar en múltiples monitores y para eso se creó un sistema de pantallas dinámico que permite cambiar en todo momento la pantalla que se visualiza en cada monitor. Puede trabajar con hasta 5 monitores.

En el siguiente vídeo se pueden ver las distintas pantallas disponibles en la aplicación:

Movimiento de las máquinas​

En la ventana del perforador se puede observar una vista 3D de un equipo de perforación, caracterizado por ser una plataforma con una torre de varios metros de altura sobre la cual viaja un equipo de perforación conocido como «Top Drive». 

En esta aplicación se puede mover el Top Drive verticalmente para desplazarlo en la torre, activar la rotación para poder perforar, extender y retraer los brazos.

Es posible agregar y quitar tuberías para poder continuar con la perforación cuando se acaba la excursión del Top Drive.

En el siguiente vídeo se puede ver cómo es este movimiento:

Elementos interactivos​

En la pantalla del perforador hay elementos 3D con los que se puede interactuar, accediendo a nuevas funcionalidades del simulador, un ejemplo es el tableto 3D de la máquina «Blow Out Prevention» o BOP, al hacer clic sobre este elemento la cámara se posiciona frente a él y podemos realizar maniobras para controlar la BOP.

En el siguiente vídeo puedes ver algunos de los elementos interactivos de la pantalla del perforador:

Alternar entre el día y la noche​

Esta aplicación tiene un gran número de parámetros para modificar, uno de ellos es alternar entre una simulación diurna y una nocturna, como se puede ver en el siguiente vídeo:

Fallas y catástrofes​

En un rig de perforación pueden ocurrir muchas situaciones problemáticas e incluso eventos que puedan perjudicar los equipos y poner en riesgo la seguridad de los operarios y la instalación.

En esta aplicación se pueden simular una serie de fallas que pueden ser disparadas por el instructor, como falla de frenos del Top Drive, falta de presión en el sistema de aire y también algunas fallas que son consecuencia de malas maniobras por partes de los operarios, como por ejemplo no disminuir la velocidad del Top Drive al llegar a los extremos de la torre.

En el siguiente vídeo se ilustran algunas fallas del simulador: