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Completación de pozos (página 2)




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1.6. REACONDICIONAMIENTO, RECOMPLETACIÓN (Ra/Rc) Y SERVICIOS A POZOS[3].

El reacondicionamiento y recompletación se refieren a todos aquellos trabajos que se realizan a los pozos activos o inactivos, cuyo objetivo principal es mejorar las condiciones productivas de los mismos (producción de hidrocarburos e inyección de fluidos). Estos trabajos modifican las condiciones de:

  1. Pozo: entre estas actividades se encuentran el cañoneo, control de arena, gas y agua, apertura o cierre de arenas, perforación de ventanas horizontales ("Reentry") o verticales ("Redrill"), profundización, lavado de perforaciones, cambios de método de producción, conversión de productor a inyector y viceversa.
  2. Yacimiento: entre estas actividades se encuentran las estimulaciones con inyección alternada de vapor, acidificación de zonas, bombeo de químicos, fracturamiento y recañoneo.

Todas estas actividades antes mencionadas se pueden realizar con o sin taladro. Esto depende de si el trabajo necesita el manejo de la tubería o si solo se necesita hacer uso de una guaya fina.

Los servicios se refieren a todos aquellos trabajos que se realizan a los pozos activos o inactivos, cuyo objetivo principal es mejorar las condiciones productivas de los mismos (producción de hidrocarburos e inyección de fluidos), sin modificar las condiciones físicas/ mecánicas del pozo y/o yacimiento. Entre estas actividades tenemos: sacar las varillas y tuberías de producción, reemplazar el equipo subterráneo, trabajo de limpieza de pozos, trabajos de inducción a producción, conexión del cabezal del pozo y los trabajos de guaya.

  • Fallas en el equipo: Muchas veces las fallas mecánicas están asociadas con el equipo del pozo instalado, tales como: filtraciones en la tubería y la empacadura; fallas del revestimiento y la tubería y el mal funcionamiento del levantamiento artificial. Las indicaciones de la presión de superficie generalmente indicarán la fuente del problema, pero los estudios de presión y temperatura son útiles donde se puedan aplicar.
  1. Pozos no problemáticos.

Aunque la corrección de pozos problemáticos constituye una gran parte del programa de reacondicionamientos, hay muchas razones por las cuales se hacen reacondicionamientos. Los de mayor importancia son: (1) reterminación o terminación múltiple; (2) evaluación del yacimiento; (3) instalaciones de servicios.

  1. Reterminación, terminación múltiple: Estos reacondicionamientos son hechos para obtener producción adicional en zonas nuevas o para drenar más efectivamente un yacimiento desarrollado. La revisión periódica del comportamiento del yacimiento, mapas de subsuelo y las capacidades de producción del pozo, conducirán frecuentemente a reacondicionamientos económicamente atractivos en esta categoría. La selección del intervalo de producción debe ser considerada cuidadosamente, como se discute bajo la sección de selección del intervalo, para prevenir una producción prematura de gas o agua y para minimizar reacondicionamientos futuros.
  2. Evaluación del yacimiento: Un control geológico y del yacimiento, muchas veces requiere pruebas exploratorias para localizar contactos o probar arenas de contenidos desconocidos. El análisis cuidadoso de todos los datos disponibles es necesario para asegurar que el costo de este tipo de reacondicionamiento sea justificado.
  3. Instalaciones de servicios: Los pozos de inyección de gas y agua, pozos de eliminación y de fuentes de agua, están incluidos en este grupo. Asociado generalmente con proyectos adicionales de recuperación o requerido por otras razones, el análisis generalmente está limitado a la designación del pozo óptimo para lograr el resultado deseado. La disponibilidad del pozo, la localización estructural, desarrollo de arena y la selección del equipo, están entre las mayores consideraciones.

1.7. TÉCNICAS DE CONTROL DE ARENA.

1.7.1. REJILLAS O "LINERS" RANURADOS[10].

Las rejillas o "liners" ranurados sin empaques con grava, constituyen la manera más sencilla de controlar la producción de arena en pozos horizontales dependiendo lógicamente del grado de consolidación de la arena a producir. Este mecanismo debe emplearse, sólo si se tiene una arena bien distribuida y limpia, con un tamaño de grano grande, porque de lo contrario la rejilla o forro terminará taponándose. Las rejillas y "liners" actúan como filtros de superficie entre la formación y el pozo, puesto que el material de la formación se puentea a la entrada del "liner". Las rejillas y los "liners" ranurados previenen la producción de arena basados en el ancho de las ranuras o aperturas para el flujo, denominado también calibre, creando así un filtro que permite la producción de petróleo.

Existen varios criterios para diseñar las aberturas del "liner" ranurado, en algunos casos, se dimensionan de manera que su tamaño duplique el diámetro del grano de arena de formación en el percentil cincuenta de la arena (D50), en otros casos, se diseñan para que su tamaño triplique el percentil diez más pequeño de la arena (D10). Estos criterios de dimensionamiento se derivan de varios estudios, en los cuales se determinó que un grano de arena de formación forma un puente en la abertura de una ranura cuyo tamaño sea dos o tres veces el diámetro del grano, siempre y cuando dos partículas traten de entrar en la ranura al mismo tiempo. Evidentemente, la formación de estos puentes requiere que haya una concentración suficiente de arena de Formación que trate de penetrar la rejilla o "liner" al mismo tiempo.

Evidentemente, la formación de estos puentes requiere que haya una concentración suficiente de arena de Formación que trate de penetrar la rejilla o "liner" al mismo tiempo. En otras palabras funcionan como filtros de superficie, puesto que el material de la formación se puentea en su superficie. Las rejillas y "liners" ranurados previenen la producción de arena basados en el ancho de las ranuras[10]. La Fig. 1-25 presenta un "liners" ranurado típico.

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Fig. 1-25. Rejilla o "Liner" Ranurado.

1.7.1.1. Limitaciones de las Rejillas o "Liners" Ranurados.

Uno de las limitaciones más rápidamente identificables de las rejillas solas o "liner" ranurado como una técnica de control de arena, es la corrosión de las ranuras antes de que ocurra el puenteo.

Si los puentes que se han formado no son estables, pueden romperse cuando cambie la tasa de producción o cuando se cierre el pozo. Ahora bien, debido a que los puentes pueden romperse, es posible que la arena de la Formación se reorganice, lo cual, con el tiempo, tiende a ocasionar la obstrucción de la rejilla o "liner". Por tanto, cuando se utilice esta técnica para controlar arena de Formación, el diámetro de la rejilla o "liner" debe ser lo más grande posible, con el fin de minimizar la magnitud de la reorganización de los granos que pueda ocurrir. Para que una rejilla o "liner" ranurado sean eficaces, deberán utilizarse exclusivamente en formaciones de permeabilidad relativamente elevada, que contengan poca o ninguna arcilla y cuyos granos de arena sean grandes y estén bien distribuidos. Si la formación presenta suficiente arcilla, los puentes de arena que se forman en la rejilla o en el "liner" podrían obstruirse. Si el rango de tamaño de las partículas de arena es amplio y/o diverso, es posible que la rejilla o "liner" ranurado se obstruya con granos de arena.

Los pozos de petróleo y/o gas con arenas bastantes sucias y con tamaños de granos pequeños, son normalmente formaciones no-uniforme. Esto no permitirá un apropiado puenteo de la arena de la formación sobre la rejilla o "liner". En la mayoría de los casos algún puenteo ocurrirá pero con una reducción de la producción debido a la invasión de las partículas más pequeñas en las aberturas de las rejillas de alambre enrollado. Esto en efecto limita el uso de rejilla sola o "liner" como una técnica para controlar la arena de la formación. Otro factor sería el tipo de formación (friable, parcialmente consolidada ó no consolidada). Las Formaciones friables posiblemente nunca colapsaran alrededor de la rejilla o "liner", pero producirán cantidades pequeñas de arena durante la producción del fluido. Las arenas parcialmente consolidadas y las arena no consolidadas se derrumbarán y llenaran las perforaciones y el espacio entre el revestidor y la rejilla con la subsecuente reducción de la permeabilidad en las perforaciones y en el espacio del revestimiento/rejilla. La experiencia indica que las completaciones con rejillas solas en hoyo abierto, la formación rara vez colapsa totalmente sobre la rejilla, lo que pueda permitir el transporte de material taponante a la superficie de la misma.

La productividad inicial de las completaciones con rejillas solas es generalmente buena, pero la declinación de producción subsecuente es típica. Las rejillas suelen no ser muy exitosas en muchos pozos consecuencia del taponamiento de las ranuras de la rejilla y posterior declinación de la producción.

La selección entre rejilla y "liner" ranurado se basa fundamentalmente en factores económicos. El "liner" ranurado es menos costoso, pero presenta limitaciones de anchura de las ranuras y, por lo general, tiene menos área de flujo disponible. Por su parte, las rejillas pueden tener aberturas mucho más grandes y un área de flujo mayor, pero resultan más costosas.

Ventajas de las rejillas solas o "liners" ranurados.

  • Fáciles de correr.
  • Pueden ofrecer un control de arena razonablemente bueno en condiciones adecuadas.

Desventajas de las rejillas solas o "liners" ranurados.

  • Si el puente que se ha formado no es estable, y se rompe, el "liner" o rejilla puede obstruirse con el tiempo debido a la reorganización de la arena de Formación.
  • En pozos de alta tasa hay la posibilidad de que ocurra una falla del "liner" o rejilla por erosión antes de que se forme el puenteo.
  • Adecuados únicamente para formaciones de granos grandes y bien distribuidos, alta permeabilidad y poca o ninguna arcilla.

A continuación la Tabla 1-5presenta los diámetros máximos y óptimos de rejillas para los distintos tamaños de revestidor[11]:

Tabla 1-5. Diámetros Recomendados de Rejillas para el Interior del Revestidor.

1.7.2. REJILLAS PRE-EMPACADAS[12].

Las rejillas pre-empacadas son un filtro de dos-etapas con las envolturas externas e internas de la rejilla que entrampan el medio filtrante. El medio filtrante (típicamente grava) no deja pasar los granos de la Formación más pequeños, esta arena actúa como agente puenteante cuando se produce arena de Formación mientras que la envoltura exterior de la rejilla filtra los granos de la Formación más grandes, las rejillas pre-empacadas se aplican en zonas donde la utilización del empaque con grava es difícil (zonas largas, pozos muy desviados, pozos horizontales y Formaciones heterogéneas). Las ventajas y desventajas de usar rejillas pre–empacadas son:

Ventajas del método:

  • A pesar de ser pre-empacadas no se aumenta el radio externo de las rejillas.
  • En algunos casos son menos costosas que las tuberías ranuras de gran diámetro.
  • Poseen mayor capacidad de flujo por pie.

Desventajas del método:

  • Es muy propensa a daños físicos durante su asentamiento en el pozo.
  • La grava consolidada es poco resistente a la erosión.
  • La grava consolidada al igual que los sistemas de consolidación plástica son poco resistentes a la acción de ácidos, vapor, etc.
  • Productividad de los pozos se reduce cuando las aberturas se taponan.

La utilización de las rejillas pre-empacadas implica tener presente dos posibles problemas:

  1. Taponamiento: si la rejilla no se encuentra protegida es muy probable que la misma se tapone con finos de la Formación durante el proceso de formación del puente arena.
  2. Daños de la grava pre-empacada: si el pozo es demasiado inclinado, o las rejillas se colocan en pozos horizontales de radio corto se generan fracturas en la grava consolidada que generarán un bajo desempeño de la misma.

Las pautas a seguir para utilizar rejillas pre-empacadas son prácticamente las mismas que rigen el empleo de rejillas solas o "liners" ranurados, Formaciones altamente permeables de granos de arena grandes y bien distribuidos, con poco o ningún contenido de arcillas u otros finos. Debe considerarse la aplicabilidad de las rejillas pre-empacadas en pozos de radio corto, en los cuales, la grava recubierta de resina y consolidada podría agrietarse mientras se empuja a través de los grandes ángulos de inclinación del pozo. Este agrietamiento podría afectar la capacidad de filtración de arena que posee la rejilla, lo cual resulta particularmente cierto en el caso de la rejilla pre-empacada simple, donde el agrietamiento de la grava recubierta de resina y consolidada puede hacer que la grava se salga de la camisa perforada, exponiendo directamente la rejilla interior a la producción de arena de Formación.

Existen diferentes diseños de rejillas pre-empacadas, los más comunes incluyen rejillas pre-empacadas de rejilla doble, rejillas pre-empacadas de rejilla sencilla y slim-pak.

  1. La rejilla doble: consiste en una rejilla estándar y una camisa adicional sobre la primera camisa. El espacio anular entre las dos camisas se rellena con grava revestida con resina. Todo el ensamblaje de la rejilla se coloca en un horno y se calienta para permitir que la grava revestida se consolide.
  2. La rejilla pre-empacada sencilla: posee, en primer lugar, una rejilla estándar. En este caso, se instala un tubo perforado especial sobre la camisa. Este tubo está envuelto en un papel especial para sellar los orificios de salida, y la región anular entre la camisa y el tubo perforado se llena con grava revestida con resina. El ensamblaje se cura en un horno y se saca el papel que está alrededor del tubo exterior.
  3. La rejilla Slim-Pak: es similar a la rejilla estándar, con dos excepciones importantes. En primer lugar, alrededor de la parte exterior de la base de tubería perforada se enrolla una rejilla de malla muy fina y se asegura antes de instalar la camisa. En segundo lugar, el espacio entre la camisa y la rejilla de malla fina se llena con arena de empaque revestida con resina. Después se lleva la rejilla a un horno, para curar la grava revestida y obtener una capa fina de grava consolidada entre la camisa de la rejilla y la tubería base.

En la Fig. 1-26, se muestran los tres tipos de rejillas ya mencionadas.

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Fig. 1-26. Tipos de Rejillas Pre-Empacadas.

1.7.3. COMPLETACIONES A HOYO REVESTIDO CON EMPAQUE CON GRAVA[10].

El empaque con grava en "Hoyo Revestido" es una de las técnicas de control de arena más comúnmente utilizada por la industria petrolera. Este método de control de arena utiliza una combinación de rejilla y grava para establecer un proceso de filtración en el fondo del pozo. La rejilla es colocada a lo largo de las perforaciones y un empaque de grava con una distribución adecuada de arena es colocado alrededor de la rejilla y en las perforaciones. Después de esto, la arena del empaque de grava en las perforaciones y en el anular de la rejilla-revestidor filtra la arena y/o finos de la formación mientras que la rejilla filtra la arena del empaque con grava. La Fig. 1-27 muestra una completación típica a hoyo revestido con empaque con grava:

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Fig. 1-27. Esquema de un Empaque con Grava en Hoyo Revestido.

Una variedad de técnicas son usadas para colocar la rejilla frente a las perforaciones y controlar la colocación de la grava. La elección de la técnica más adecuada dependerá de las características particulares del pozo tales como profundidad, espesor del intervalo, presión de la Formación, etc. Los numerosos sistemas de fluidos y herramientas están disponibles para mejorar la producción final del pozo empacado con grava. Las diferentes técnicas más conocidas se listan a continuación:

    • Circulación en reverso.
    • Circulación Crossover.
    • Técnica de Washdown.
  1. Sistemas convencionales – Empacados con agua.
  2. Sistemas de empaque por lechada de cemento.
  • Técnica de Squeeze.
  • Técnica de un viaje.
  • Técnica de Washdown.

Desafortunadamente, la eficiencia de una completación con empaque con grava, independientemente de la técnica que se utilice, genera daño al pozo en muchos casos. El daño cercano a la boca del pozo como un resultado de la completación con empaque con grava podría atribuirse a varios mecanismos o más probablemente, es el resultado acumulativo de una variedad de ellos. Estos podrían incluir el taponamiento del empaque y la pérdida del fluido durante la completación. El taponamiento del empaque ocurre principalmente por la migración de finos desde la formación, que invaden el empaque con grava cuando el pozo es colocado en producción. Asimismo, la pérdida de fluido durante el empaque con grava es un problema serio, sobre todo en zonas de alta permeabilidad. Esta pérdida de fluido puede producir una variedad de mecanismos de daños tales como:

  • Problemas de depositación de escama por la interacción del agua de la Formación con los fluidos perdidos durante la fase de completación.
  • Daño debido a la alta viscosidad de los fluidos perdidos.
  • Daño debido a la presencia de partículas sólidas como carbonato de calcio o sal usados como aditivos para controlar pérdidas de fluidos, bombeados antes del empaque con grava, que pueden crear problemas de taponamiento del medio poroso por sólidos. Esto también crea otros problemas como potencial puenteo en el empaque.

Ventajas de una completación a hoyo revestido con empaque con grava.

  • Existen facilidades para completación selectiva y para reparaciones en los intervalos productores.
  • Mediante el cañoneo selectivo se puede controlar con efectividad la producción de gas y agua.
  • La producción de fluidos de cada zona se puede controlar y observar con efectividad.
  • Es posible hacer completaciones múltiples.

Desventajas de una completación a hoyo revestido con empaque con grava.

  • Se restringe las perforaciones del cañoneo debido a la necesidad de dejar la rejilla en el hoyo.
  • Taponamiento debido a la formación de escamas cuando el agua de inyección se mezcla con el fluido de completación a base de calcio usado durante el empaque con grava.
  • Pérdida de fluidos durante la completación causa daño a la formación.
  • Erosión / corrosión de la rejilla debido a la arena que choca contra cualquier superficie expuesta.

1.8.4. COMPLETACIONES A HOYO ABIERTO AMPLIADO CON EMPAQUE CON GRAVA[10].

El empaque con grava en "Hoyo Abierto Ampliado" implica perforar por debajo de la zapata o cortar el revestimiento de producción a la profundidad de interés, repasar la sección del hoyo abierto, ampliándolo al diámetro requerido, para luego colocar una rejilla frente al intervalo ampliad o, y posteriormente circular la grava al espacio entre la rejilla o "liner" ranurado y el hoyo ampliado, de tal forma que la rejilla o "liner" ranurado funcione como dispositivo de retención de la grava y el empaque con grava como filtro de la arena de la Formación[10]. La Fig. 1-28muestra un esquema genérico de una completación a Hoyo Abierto Ampliado.

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Fig. 1-28. Completación a Hoyo Abierto Ampliado.

La operación descrita, permite aumentar las dimensiones del hoyo. La razón fundamental que justifica esta operación en un hoyo abierto es la de remover el daño presente en la zona más cercana al pozo. El hoyo de mayor diámetro también aumenta ligeramente la productividad del pozo, pero esta mejora no es muy significativa en la mayoría de los casos. La ampliación del hoyo se puede llevar a cabo simplemente para lograr una mayor holgura entre la rejilla y el hoyo abierto. En cualquier caso, deberá realizarse con un fluido que no cause daño a la Formación. Los lodos de perforación tradicionales sólo deberían ser utilizados como última alternativa y se deberán planificar tratamientos para la remoción del daño antes de empacar con grava o poner el pozo a producir.

Los problemas de la ampliación de hoyo tienen que ver más con problemas operacionales que con aspectos referentes al tiempo de realización, costos o productividad.

Los empaques con grava en Hoyo Abierto Ampliado permiten evitar todas las dificultades y preocupaciones asociadas con el empaque de las perforaciones en Hoyos Revestidos y reducen las operaciones de colocación de grava a una tarea relativamente simple, de empacar el espacio anular entre el "liner" y el hoyo ampliado. Debido a que estos empaques no tienen túneles de perforación, los fluidos de perforación pueden converger hacia y a través del empaque con grava radialmente (360º), eliminando la fuerte caída de presión relacionada con el flujo lineal a través de los túneles de perforación. La menor caída de presión que ocurre a través del empaque en un Hoyo Abierto Ampliado garantiza prácticamente una mayor productividad, en comparación con el empaque en Hoyo Revestido para la misma Formación y/o condiciones.

Ventajas de los empaques con grava en Hoyo Abierto Ampliado.

  • Bajas caídas de presión en la cara de la arena y alta productividad.
  • Alta eficiencia.
  • No hay gastos asociados con tubería de revestimiento o cañoneo.
  • Menos restricciones debido a la falta de túneles de perforación.

Desventajas de los empaques con grava en Hoyo Abierto Ampliado.

  • Es difícil excluir fluidos no deseables como agua y/o gas.
  • No es fácil realizar la técnica en Formaciones no consolidadas.
  • Requiere fluidos especiales para perforar la sección de hoyo abierto.
  • Las rejillas pueden ser difíciles de remover para futuras re-completaciones.
  • La habilidad para controlar la colocación de tratamientos de estimulación es difícil.

La Fig. 1-29muestra las caídas de presión teóricas de los Empaques con Grava en Hoyo Revestido y Hoyo Abierto Ampliado, suponiendo los siguientes casos: completamente empacado (Pre-empacado), parcialmente empacado (Sin pre-empaque), perforaciones que se llenan con arena de formación y hoyo abierto ampliado con empaque con grava. Como la Fig. 1-29 indica, los empaques con grava en hoyos abiertos ampliados no originan prácticamente ninguna caída de presión adicional, y los fluidos de formación convergen en el pozo, mejorando la productividad en comparación con los casos de pozos revestidos con empaque[11].

Fig. 1-29. Diferenciales de Presión Debido a los Diferentes Tipos de Empaque.

1.7.4.1. Pautas para la Selección de Pozos Candidatos al Empaque con Grava en Hoyo Abierto Ampliado[10].

A pesar de su potencial para lograr pozos de alta productividad, los empaques con grava en hoyo abierto ampliado no son apropiados para todos los yacimientos y Formaciones. La mayor desventaja de la completación en Hoyo Abierto Ampliado es la imposibilidad de aislar fácilmente la producción no deseada de agua y/o gas. A diferencia de las completaciones en Hoyo Revestido, las cuales pueden ser cañoneadas de manera precisa y selectiva sólo en las zonas de interés, las completaciones en Hoyo Abierto Ampliado ofrecen un control bastante menor sobre cuáles son los fluidos (agua, petróleo o gas) que están fluyendo del frente de la Formación. Además, en un pozo de Hoyo Revestido, las operaciones correctoras (como la cementación forzada, el taponamiento o empaques dobles) para aislar la producción no deseada de fluido, pueden llevarse a cabo con una probabilidad de éxito razonablemente buena. Estas operaciones correctoras, descritas anteriormente, en un Hoyo Abierto Ampliado (con la posible excepción del taponamiento) son más arriesgadas y con mayores probabilidades de fracaso. Considerando esto, las completaciones en hoyo abierto ampliado son más apropiadas para formaciones que producirán un fluido monofásico (petróleo o gas) durante un período largo de tiempo, debido al bajo riesgo que representa el reacondicionamiento para eliminar la producción no deseada de algún fluido.

Un requerimiento esencial de los empaques con grava en hoyo abierto ampliado es mantener la estabilidad del hoyo durante la fase de completación. La falta de estabilidad del hoyo es una razón principal por la cual se dificulta grandemente el procedimiento de empacar con grava un Hoyo Abierto Ampliado, con mayor frecuencia en Formaciones no consolidadas y que se dilatan fácilmente. Los hoyos inestables dificultan la corrida del ensamblaje para el empaque con grava y pueden evitar una colocación correcta de la grava si la Formación se derrumba alrededor de la rejilla. Es necesario evitar los empaques con grava en Hoyo Abierto Ampliado para las Formaciones con limitaciones de arena y lutitas, especialmente si las últimas tienden a hincharse y/o derrumbarse. Durante la colocación de la grava, la lutita podría mezclarse con la arena del empaque, lo cual reduce la permeabilidad de la grava y afecta el comportamiento del pozo. También en este caso, la escogencia del fluido de completación apropiado puede generar algunos de los problemas asociados con Formaciones que tienen limitaciones de arena y lutita.

El fluido utilizado para la perforación del Hoyo Abierto es decisivo en el éxito de la completación. Los siguientes son los requerimientos generales de un fluido de perforación ideal:

  1. Compatible con la roca yacimiento (no dañino).
  2. Buenas propiedades de suspensión de sólidos.
  3. Baja pérdida de fricción.
  4. Baja pérdida de filtrado.
  5. Densidad fácilmente controlable.
  6. Fácilmente disponible.
  7. Bajo costo.
  8. No tóxico.
  9. Removible fácilmente de la formación.

Si bien la mayoría de los fluidos de perforación no cumplen con todas esta propiedades, algunos de ellos, como los sistemas a base de agua y saturados con sal y los de carbonato de calcio, presentan buenos resultados durante la perforación. El aspecto decisivo es que el fluido de perforación debe causar un daño mínimo en la cara de la formación. Los fluidos de perforación cargados de sólidos deben formar rápidamente un revoque muy impermeable para así minimizar las pérdidas de filtrado. Es necesario que el revoque se remueva fácilmente antes y después del empaque con grava. En algunos casos, las salmueras limpias han demostrado ser excelentes fluidos de perforación no dañinos. Cuando el Hoyo Abierto vaya ser ampliado, se puede utilizar el lodo estándar como fluido de perforación, siempre y cuando la operación de ampliación remueva la porción de la Formación invadida por el lodo y dañada.

En un Hoyo Abierto Ampliado, la rejilla ó "liner" se asienta, generalmente, a un pie o dos del fondo del pozo. Se debe evitar asentar la rejilla en condiciones de compresión, para evitar su pandeo, el cual sería perjudicial para la centralización. Si la rejilla no se asienta en el fondo, o si el fondo del pozo es "blando", las presiones hidráulicas creadas durante la colocación de la grava pueden generar fuerzas suficientes como para hacer que la rejilla se desplace hacia abajo.

1.8.5. EMPAQUE DE LAS PERFORACIONES.

Llenar completamente los túneles de perforación con grava del empaque es un requisito esencial para una completación exitosa en hoyo revestido. Empacar las perforaciones asegura la longevidad de la completación, al evitar que la arena de formación entre y tapone los túneles y/o el empaque con grava en el espacio anular. Al empacar las perforaciones, el material de mayor permeabilidad se ubica en el área crítica de flujo lineal, a través del túnel de perforación, lo cual lleva a una caída de presión mínima.

1.8.6. EMPAQUES CON GRAVA "CORRECTORES".

Con frecuencia se plantean dudas con relación al éxito de los empaques con grava, en formaciones que ya han producido arena de formación con empaques con grava colocados en la completación inicial. Estos empaques con grava "correctores" se llevan acabo, generalmente, en pozos que no fueron empacados originalmente, pero que han comenzado a producir arena de manera incontrolable.

EJEMPLOS DE REPORTES DE DATOS DE POZOS QUE MUESTRAN ALGÚN TIPO DE COMPLETACIÓN

Para ver los gráficos seleccione la opción "Descargar" del menú superior

  1. ANÁLISIS DE DECLINACIÓN DE PRODUCCIÓN.

. Ejemplo de Costo de Completaciones por Reacondicionamiento

Tabla 2-20. Costo Asociado Para un Hoyo Revestido con Empaque con grava, Completación sencilla.

Para ver la tabla seleccione la opción "Descargar" del menú superior Tabla 2-21. Costo Asociado Para un Hoyo Revestido con Rejilla Pre-Empacada, Completación selectiva.

Para ver la tabla seleccione la opción "Descargar" del menú superior Ejemplo de Reporte Económico y Tipo de Completación

Para ver la tabla seleccione la opción "Descargar" del menú superior Ejemplo de un Procedimiento de trabajo para completar un pozo (problema especifico):

  1. Verificar presiones y condiciones de superficie.
  2. Revisar cabezal y probar sellos primarios y secundarios, sin taladro.
  3. Controlar el pozo con agua fresca de 8,33 lb/gal.
  4. Desasentar empacaduras hidráulicas a 4084 y a 4158 pies.
  5. Recuperar la completación existente y realizar limpieza del hoyo.
  6. Aislar con cemento el intervalo cañoneado de 4220 – 4232 pies.
  7. Realizar limpieza de los restos de cemento en el pozo.
  8. Bajar tubería con fresa cónica para eliminar el tapón de hierro colocado a 4245 pies.
  9. Aislar con cemento los intervalos cañoneados de 4422 - 4435, 4451 - 4454, 4459 - 4472 y 4475 - 4492 pies.
  10. Realizar limpieza de los restos de cemento en el pozo.
  11. Bajar tubería con fresa cónica para eliminar el tapón de hierro colocado a 4502 pies.
  12. Aislar con cemento el intervalo cañoneado de 4511 - 4522 pies.
  13. Realizar limpieza de los restos de cemento en el pozo.
  14. Asentar tapón de hierro a 4530 pies.
  15. Cañonear el intervalo 4507 – 4519 pies perteneciente a la arena U2U y el intervalo 4451 - 4491 pies perteneciente a la arena U1M,L.
  16. Recompletar sencillo selectivo en las arenas U2U y U1M,L con tubing de 2 7/8" EUE y 6,5 Lb/pie, con intervalos de rejillas pre-empacadas sencillas (grava de YxZ" y ranuras de W") a 4446 – 4496 y 4502 - 4524 pies, con empacaduras hidráulicas Bkr "N" a 4446, 4496 y 4502 pies, con camisas deslizantes a 4464, 4476 y 4513 pies, y con equipo de levantamiento artificial de Bombeo de Cavidad Progresiva (BCP).
  17. Probar espacio anular con 300 lppc.
  18. Mantenimiento general y refacción del árbol del pozo.
  19. Avisar al departamento o equipo de producción para realizar la conexión de la línea de flujo y dar comienzo a la producción.

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Fig. 3-2. 1º Diagrama Propuesto Pozo ES-417.

EJEMPLO DE POZO COMPLETADO

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Fig. 3-4. Diagrama Actual Pozo ES-419.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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  11. Fonseca, F. Estudio Técnico Económico de las Completaciones Hoyo Entubado con Empaque con Grava, Hoyo Entubado con Fracturas Altamente Conductivas y Hoyo Abierto Ampliado con Empaque con Grava para los Pozos SOC-3 y SOC-5 del Campo Socororo Área Mayor de Socororo Trabajo Especial de Grado Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Petróleo. Julio, 2002.
  12. McKinzie Howard. Sand Control. Tulsa, Oklahoma; Ediciones OGCI, 2.001. 250p.
  13. Díaz, C y Díaz Yoslery. Diagnóstico del Problema de Producción de Arena y Desarrollo de una Metodología para la Selección del Método más Adecuado para su Control en el Área Mayor de Socororo. Trabajo Especial de Grado Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Petróleo. Abril, 2002.
  14. Shechter Jr. Oil Well Stimulation. Editorial Prentice Hall, New Jersey 1992.
  15. Essenfeld, M. Sistema pozo/yacimiento. Guía para ingeniería de yacimientos IV. Universidad Central de Venezuela. Facultad de ingeniería. Escuela de Petróleo. 1995.
  16. Corpomene C.A. Estudio para la Reactivación del Área Mayor de Socororo. Caracas, 1999.
  17. PetroUCV S. A. Plan de Desarrollo del Área Mayor de Socororo 2002 – 2021, Fase I. PetroUCV S. A. Caracas, 2001.
  18. PÉREZ, P y OBREGÓN, A. Aplicación de Técnicas Especiales de Control y Seguimiento de Yacimientos para el Diagnóstico del Área Mayor de Socororo Asignada a PetroUCV. Trabajo Especial de Grado Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Petróleo. Marzo, 2003.

ABREVIATURAS

b o Factor Volumétrico del petróleo.

r Densidad del fluido (gr/cm3, lb/gal, etc).

µo Viscosidad del petróleo (cps).

$/Bbl Dólares por barril.

% AyS Porcentaje de Agua y Sedimentos.

AMS Área Mayor de Socororo.

API American Petroleum Institute.

Bbl Barril.

BCP Bombeo de Cavidad Progresiva.

BMC Bombeo Mecánico Convencional.

BN Barriles Normales.

BNA Barriles Normales de Agua.

BNP Barriles Normales de Petróleo.

BNPD Barriles Normales por día.

Bot Botella.

BPD Barriles por día.

BPPD Barriles de Petróleo por Día.

Bs Bolívares.

C.A. Compañía Anónima.

CBL-VDL Registros de evaluación de cemento.

CF Cuello Flotador.

COORD Coordenadas.

cp Centipouse.

D Día.

DE Diámetro externo.

DI Diámetro interno.

EI Eficiencia de Inversión.

Emp Empacadura.

EMR Elevación Mesa Rotaria.

ET Elevación del Terreno.

EUE "External Upset".

°F Grados Fahrenheit.

FDC Perfil eléctrico y de densidad.

FR Factor de recobro.

GOES Gas Original en Sitio, PCN.

Gp Gas producido.

h Espesor del Yacimiento.

Hr Horas.

HP Horse Power.

ISLR Impuesto Sobre La Renta.

Ko Permeabilidad del Petróleo.

LAG Levantamiento Artificial por Gas.

Lb Libras.

LOC Localización.

LPG Libras por Galón.

Lppc Libras por pulgada cuadrada.

MMMPCN 1×109 Pies Cúbicos Normales.

N/S/E/O/E Norte/Sur/Este/Oeste (rumbos variados).

Np Petróleo producido.

UN "Not-Upset".

P Presión, Lpc.

pbnm Pies bajo el nivel del mar.

PCN Pies Cúbicos Normales.

PDVSA Petróleos de Venezuela, Sociedad Anónima.

Pe Presión Estática, Lpc.

PF Profundidad Final.

POES Petróleo Original en Sitio, BN.

Pr Presión de Yacimiento, Lpc.

Pulg. Pulgadas.

Pwf Presión de Fondo Fluyente.

Qo Tasa de Petróleo.

Ra / Rc Rehabilitación / Reacondicionamiento.

re Radio efectivo de Drenaje.

Rev Revestimiento.

RGL Relación Gas – Líquido, PCN/BN.

RGP Relación Gas – Petróleo, PCN/BN.

Rs Relación gas petróleo (PCN/BN).

rw radio del Pozo.

S.A. Sociedad Anónima.

SP Registro eléctrico de Potencial Espontáneo.

T Temperatura.

TDC Tapón de Cemento.

TDH Tapón de Hierro.

TIR Tasa Interna de Retorno.

VPN Valor Presente Neto.

Wp Agua producida.

GLOSARIO DE TÉRMINOS

  • API: "American Petroleum Institute", formada en 1917 para organizar la industria petrolera, a fin de ordenar la demanda de petróleo durante la primera guerra mundial. Es una organización sin fines de lucro, que sirve para coordinar y promover el interés de la industria petrolera en su relación con gobierno y otros.
  • Arcillas: son minerales muy pequeños con una micro estructura en capas y un gran área de superficie, los materiales arcillosos están formados por pequeñas partículas que son clasificadas según su estructura dentro de un grupo específico denominado minerales arcillosos.
  • Área: división geográfica de mayor escala, donde se realizan operaciones de exploración y/o producción.
  • Arenamiento: fenómeno donde material de la formación viaja hacia el pozo y la superficie como parte de los fluidos producidos.
  • Arenisca: roca sedimentaria clástica formada por granos de arena cuyo tamaño varía entre 2 – 0,0625 mm.
  • Asfaltenos: Son depósitos orgánicos que provienen de la perturbación del equilibrio de los crudos, y pertenecen al grupo de los bitúmenes, en el cual se encuentran también los maltenos y las resinas.
  • Buzamiento: mide el ángulo entre el plano a estudiar y el plano horizontal.
  • Campo: proyección en superficie del conjunto de yacimientos de hidrocarburos con características similares y asociados al mismo rasgo geológico.
  • Cañoneo: método que consiste en perforar la tubería de revestimiento para hacer fluir gas natural y/o petróleo del yacimiento hacia el pozo.
  • Cizallamiento: fuerza paralela a la superficie de los cuerpos.
  • Compactación: es el proceso físico donde los sedimentos son consolidados, resultando una reducción de los poros entre los granos.
  • Completación: es la preparación de un pozo para ponerlo en producción económicamente. Después que un pozo es entubado y cementado, cada horizonte productivo es puesto en contacto permanente con el pozo, permitiendo el flujo de fluidos del reservorio hacia la superficie a través de la tubería de producción y el equipo apropiado para controlar la tasa de flujo. El contacto con cada horizonte puede ser alcanzado directamente (a hueco abierto) o por cañoneo a través de la tubería de revestimiento. Otra definición.- Trabajos posteriores a la perforación que tienen por objeto poner el pozo en condiciones de producir.
  • Compresión: es el proceso donde se obliga a un cuerpo a reducir su volumen.
  • Consolidación: este término está relacionado con los sedimentos que se han compactado y cementado hasta el grado de convertirse en un sólido. Las consecuencias típicas de consolidación incluyen un aumento en la densidad y la velocidad acústica, y una disminución en la porosidad.
  • Corte de agua: representa el porcentaje de agua que se produce con un barril de petróleo.
  • Diferencial de presión: (pe-pwf) (Drawdown). Es la diferencia entre la presión existente en el límite exterior de un pozo y la presión de fondo de producción del mismo.
  • Emulsión: es la formada cuando un líquido inmiscible disperso en otro y usando un químico, reduce la tensión interfacial entre los dos, logrando la estabilidad.
  • Esfuerzo: es la fuerza aplicada a un cuerpo pudiendo éste resultar deformado o tensionado.
  • Estimulaciones: técnicas de rehabilitación aplicadas a los pozos, para estimular su capacidad productora. Entre estas técnicas se encuentran: forzamiento de arena con petróleo, forzamiento de arena con agua, fracturamiento, acidificación, lavado de perforaciones y frac pack.
  • Fino: es aquella partícula que posea un tamaño entre el rango de 44 a 74 micrones.
  • Formación: se refiere a estratos rocosos homogéneos de cualquier tipo, usados particularmente para describir zonas de roca penetrada durante la perforación.
  • Fracturamiento: es una forma de permitir el acceso a los poros de la formación que contiene hidrocarburos. Se dirige fluido a alta presión hacia la roca, causando su ruptura. Para mantener la ruptura abierta se emplean aditivos (agentes de sostén).
  • Gas natural: una mezcla de hidrocarburos gaseosos que se encuentra en muchos tipos de roca sedimentaria y estrechamente relacionadas a petróleo crudo, diferenciándose de ésta en el rango de hidrocarburos y sus constituyentes. El gas natural es principalmente parafínico, consiste principalmente de metano, con proporciones significativas de etano, propano, butano y algo de pentano, y usualmente nitrógeno y dióxido de carbono. Otra definición.- Es el gas natural asociado y no asociado, en su estado natural. Puede ser húmedo si tiene condensado, o ser seco si no tiene condensado.
  • Grado API: clasificación para petróleo con propósitos particulares en función de su densidad. Numéricamente el valor es obtenido de la fórmula: [141.5 / Grav. Espec. A 16° C] – 131.5.
  • Petróleo: una mezcla líquida de muchas sustancias, principalmente compuestas de hidrógeno y oxígeno. El petróleo crudo varía en apariencia desde incoloro hasta completamente negro, tiene una capacidad calorífica entre 18,300 a 19,500 Btu por libra y una gravedad específica entre 0.78 y 1.00 (correspondiente a 50° API y 10° API, respectivamente). De acuerdo a su gravedad se clasifican en:
    • Crudo Liviano > 30° API.
    • Crudo Medio 22-30°API.
    • Crudo Pesado < 22° API.
  • Poro: es el espacio vacío que posee la roca donde se puede almacenar aire, agua, hidrocarburo u otro fluido. El porcentaje de espacio vacío es la porosidad de la roca.
  • Pozo: hoyo que ha sido terminado apropiadamente con los aditamentos requeridos, para traer a la superficie la producción de gas y/o petróleo de un yacimiento.
  • Pozo abandonado: un pozo que actualmente no está produciendo, debido a que fue originalmente seco (dry hole) o debido a que ha cesado de producir. La regulación peruana requiere que los pozos abandonados sean taponados para prevenir la contaminación de petróleo, gas o agua desde un estrato hacia otro.
  • Pozo de gas: hoyo que tiene como objetivo de extraer gas natural y llevarlo hasta la superficie.
  • Presión de poro: es la presión del yacimiento.
  • Rehabilitación de Pozos (RA/RC): operación programada que se realiza con fines de reestablecer y/o mejorar la capacidad del intervalo productor de un pozo, o de cambiar el horizonte de producción por otro ubicado a mayor o menor profundidad. Presenta el esfuerzo requerido para ejecutar trabajos de estimulaciones, reparaciones, recañoneo y/o terminación a pozos.
  • Reparación: trabajos que se hacen únicamente en las instalaciones de superficie o de subsuelo de los pozos con fines de corregir inconvenientes o desperfectos mecánicos que disminuyan o impidan la producción de pozos.
  • Reservas posibles: estimado de reservas de petróleo o gas en base a datos geológicos o de ingeniería, de áreas no perforadas o no probadas.
  • Reservas probables: estimado de las reservas de petróleo y/o gas en base a estructuras penetradas, pero requiriendo confirmación más avanzada para podérseles clasificar como reservas probadas.
  • Reservas probadas: la cantidad de petróleo y gas que se estima recuperable de campos conocidos, bajo condiciones económicas y operativas existentes.
  • Reservas recuperables: la proporción de hidrocarburos que se puede recuperar de un yacimiento empleando técnicas existentes.
  • RGP: es la proporción de petróleo y gas obtenida en un pozo productor bajo condiciones de presión y temperatura dadas.
  • Viscosidad: la resistencia de un líquido al movimiento o flujo; normalmente se abate al elevar la temperatura.
  • Yacimiento: acumulación de petróleo y/o gas en roca porosa tal como arenisca. Un yacimiento petrolero normalmente contiene tres fluidos (petróleo, gas y agua) que se separan en secciones distintas debido a sus gravedades variantes. El gas siendo el más ligero ocupa la parte superior del yacimiento, el petróleo la parte intermedia y el agua la parte inferior.

AGRADECIMIENTOS

Agradecimientos al Ingeniero Juan Carlos Pacheco por facilitar el material para la elaboración de este informe de "Completación de Pozos Petroleros", y a la empresa PETROUCV por su apoyo en todo lo que estuvo a su alcance.

Agradecimientos al Profesor Albano Azocar por su apoyo brindado en el curso de Operaciones en Plantas Petroleras y proponer el tema de este informe.

Los Autores……

Aguirre Eduardo A.

Vivas P. Yoel A.

Partes: 1, 2


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