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Resumen de investigación · dinámica de perforación · Investigación en curso

¿Qué pueden detectar en el fondo los datos de perforación de superficie? Stick-slip y HFTO en Volve y Utah FORGE

Daniel Delgado Uriarte, con el Dr. Roman Shor en Texas A&M University: un benchmark abierto de detección de stick-slip a partir del torque y la velocidad de rotación en superficie, con datos públicos de campo de Volve (Equinor) y Utah FORGE, usando las medidas de fondo como ground truth.

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Gráficas de la velocidad de rotación (rpm) y el torque (kN·m) en superficie frente al tiempo durante una hora registrada de perforación en el pozo F-10 de Volve, 13 de mayo de 2009
Figura. rpm y torque en superficie durante una hora registrada de perforación en el pozo F-10 de Volve (13 de mayo de 2009, filas de 8 s): el tipo de señal de superficie del que parte el benchmark. Contiene datos del campo Volve, Equinor Open Data Licence.

Explicado de forma sencilla

En el stick-slip, la broca en el fondo del pozo se para una y otra vez y luego gira más deprisa de lo que se hace girar la sarta en superficie. Las herramientas de fondo pueden registrarlo directamente, pero la mayoría de los pozos solo tienen datos de superficie: el torque y la velocidad de rotación medidos en el equipo.

Este trabajo pregunta cuánto de lo que pasa en la broca se puede leer en esas señales de superficie, y dónde está el límite, probando detectores en pozos reales en los que se conoce la respuesta de fondo.

Qué aporta

  • Un benchmark abierto con datos públicos de campo de dos entornos muy distintos, el campo Volve (Equinor) y Utah FORGE, con las medidas de fondo como ground truth.
  • Compara tres tipos de detector con los mismos datos: uno entrenado solo con simulaciones del modelo torsional de Aarsnes–Shor, machine learning supervisado y un sencillo índice de variabilidad del torque.
  • Los espectros de fondo explican el techo que comparten: buena parte de lo que las herramientas de fondo registran como stick-slip en FORGE es high-frequency torsional oscillation (HFTO), que los datos de superficie no pueden ver.
  • Un análisis complementario: un modelo de ondas de la sarta en el que los tool joints forman una stop band torsional que atrapa los modos dominantes en el bottom-hole assembly, comparado con espectros de fondo segundo a segundo de Utah FORGE.
Gráfico de barras con el número de muestras de stick-slip de fondo en doce wellbores de Volve (datos abiertos de Equinor)
Inventario de datos de Volve de septiembre de 2026: número de muestras de stick-slip de fondo en doce wellbores, antes de los filtros de evaluación posteriores. abrir la figura a tamaño completo

Datos utilizados

  • Datos de perforación del campo Volve (Equinor Open Data Licence): rpm, torque, peso sobre la broca y velocidad de penetración en superficie, con medidas de stick-slip de fondo en doce wellbores.
  • Utah FORGE: datos de perforación de superficie (pozo 16A(78)-32) y espectros de fondo segundo a segundo.
  • Simulaciones del modelo torsional de sarta de Aarsnes–Shor, con las que se entrena el detector basado solo en simulación.

Estado

Investigación en curso. Abstract enviado al 52nd Stanford Geothermal Workshop (febrero de 2027): Delgado Uriarte, D., & Shor, R. J. Stick-slip and HFTO at Utah FORGE: what surface drilling data can and cannot detect. Artículo para revista en preparación. El análisis de la stop band está en curso y se han pedido más datos de campo.

Trabajar juntos en esto

Si tienes un detector de stick-slip o de vibración torsional, un modelo de sarta o datos de campo con medidas de fondo, probarlo con el mismo benchmark es la forma más directa de trabajar juntos.

Proponer una colaboración CV (PDF, en inglés)

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