chapter 14, GRAVEL PACK PERFORMANCE

CaptuloDesempeo Del Empaque Con Grava

Desempeo del empaque con gravaCaptulo 14

Introduccin

El xito de una tcnica para completacin est determinado por su desempeo en el campo, el cual puede verse afectado por muchos factores no necesariamente relacionados con la calidad de la tcnica de completacin aplicada. Ejemplos de estos factores incluyen el elemento humano, limitaciones operativas, desconocimiento del yacimiento, requerimientos regulatorios o una combinacin de todos ellos. A pesar de estas influencias externas, es posible establecer tendencias en el desempeo, despus que se ha realizado un nmero suficiente de completaciones. Las tendencias del desempeo, si se documentan apropiadamente, resultan de mucho valor para la planificacin de completaciones futuras o el desarrollo de proyectos.

Existen datos disponibles, si bien no tantos como se deseara, sobre el comportamiento de los pozos con empaque con grava. Estos datos muestran los efectos de los diferentes tipos y tcnicas de completacin en relacin a la longevidad y la productividad del pozo. Este captulo presenta algunos de estos datos disponibles, los cuales reflejan tendencias generales provenientes de muchas completaciones con empaque con grava. Sin embargo, como ya se indic antes, algunos de los resultados pueden verse afectados por las condiciones especficas del sitio. Al evaluar tendencias, es importante recordar que los resultados futuros (especialmente en diversos ambientes de operacin y formaciones) pueden alejarse de los resultados obtenidos con anterioridad.

Productividad y Longevidad

Los resultados de campo para empaques con grava se presentan, con frecuencia, en trminos de productividad o longevidad. El primer concepto se puede definir en trminos del factor de dao, el ndice de productividad o la eficiencia de flujo (como se explica en el Captulo 1) o variaciones de estos factores para un estudio especfico. La longevidad se define, generalmente, en trminos de la produccin libre acumulada de arena para una tcnica especfica de control de arenamiento. La ecuacin1 para calcular la longevidad, o el xito, de una cierta tcnica de completacin es la que se muestra ms adelante. Es posible graficar el xito vs. la produccin acumulada, para estimar la longevidad de un cierto tipo de tcnica de completacin con empaque con grava.

donde:

SB = xito para B barriles de produccin (fraccin)

nB = nmero de zonas que han producido, por lo menos, B barriles

T = total de zonas

i = incrementos en la produccin

nii-1 = nmero de trabajos que han producido, por lo menos, "i-1" pero an no han tenido la oportunidad de producir "i" incrementos de produccin

Si-1 = xito a "i -1" incrementos de produccin (fraccin)

Tcnicas de caoneo

El Captulo 9 explica la importancia de lograr el nmero y tamao apropiado de perforaciones, para disminuir la cada de presin en completaciones con empaque con grava en hoyo revestido. All tambin se destaca la importancia de tener tneles de perforacin limpios y tcnicas apropiadas para la limpieza de las perforaciones. La Figura 14.1. muestra los resultados del empaque con grava (xito) vs. el rea de flujo caoneada. Estos datos provienen de pozos que producen en intervalos cortos (es decir, el promedio es menor que 10 pies de zona productora neta caoneada), de manera tal que las reas de flujo son para toda la zona 1. Este grfico sugiere que las reas de flujo ms grandes reducen la velocidad del fluido y es menos probable que el empaque con grava fracase debido al taponamiento de arena en los tneles de las perforaciones o el empaque con grava anular. La Figura 14.2 muestra los efectos de la tcnica de limpieza de las perforaciones en la productividad de pozos con empaque con grava 2. El estudio de campo del cual provinieron estos datos compar el lavado, el contraflujo y el caoneo con subbalance. La productividad del empaque con grava est representada por el "ndice de completacin", el cual, en este caso, es un factor de dao que considera los efectos del dao de formacin, as como la eficiencia en el caoneo. Como sucede con el factor de dao, cuanto ms bajo es el ndice de completacin, menos daado est el pozo. Con base en este estudio, el caoneo con sub-balance llev a los ndices promedio de completacin ms bajos: en un factor de dos a uno en comparacin con el lavado de las perforaciones, y en un factor de tres a uno en comparacin con el contraflujo. El trabajo donde se encuentra este estudio (SPE Paper 12106) est en el Apndice 1.

Figura 14.1

Longevidad de empaques con grava en hoyo revestido como funcin del rea de flujo caoneada1

Figura 14.2

Productividad del empaque con grava en hoyo revestido en funcin de la tcnica de limpieza de las perforaciones2

Empaque de las perforaciones

Como se explic en el Captulo 11, llenar completamente los tneles de perforacin con arena del empaque con grava es un requisito crtico para una completacin exitosa en hoyo revestido. Empacar las perforaciones asegura la longevidad de la completacin, al evitar que la arena de formacin entre y tapone los tneles y/o el empaque con grava anular. Adems, al empacar las perforaciones, el material de mayor permeabilidad se ubica en el rea crtica de flujo lineal, a travs el tnel de perforacin, lo cual lleva a una cada de presin mnima. Las tcnicas de preempaque (que se explican en el Captulo 12) ofrecen la mejor oportunidad para completar el empaque de perforaciones. Por lo tanto, la importancia del empaque de las perforaciones se puede evaluar comparando los pozos con empaque con grava y que han sido preempacados con los pozos sin preempaque. La Figura 14.3 indica los efectos en la longevidad de la completacin del preempaque de las perforaciones. La Figura 14.4 muestra los efectos del preempaque en la productividad del pozo. En trminos de longevidad y productividad, el preempaque tiene una influencia positiva en el empaque con grava en hoyo revestido. La Figura 14.5 muestra los efectos positivos de la tcnica H2OFRAQ que se explica en el Captulo 12. Estos datos indican que es posible lograr completaciones con muy bajo factor de dao cuando el preempaque se realiza con salmuera como fluido de acarreo y por encima de la presin de fractura de la formacin.

Figura 14.3

Longevidad de los empaques con grava en hoyo revestido en funcin del preempaque1

Figura 14.4

Productividad de los empaques con grava en hoyo revestido en funcin del Preempaque1

Figura 14.5

Productividad de los empaques en hoyo revestido

utilizando la tcnica H2OFRAQ

Empaques con grava remediales

Con frecuencia se plantean dudas en relacin al xito de los empaques con grava en formaciones que ya han producido arena de formacin, en comparacin con empaques con grava colocados en la completacin inicial. Estos empaques con grava "remediales" se llevan a cabo, generalmente, en pozos que no fueron empacados originalmente, pero que han comenzado a producir arena de manera incontrolable. La Figura 14.6 muestra que el xito de la completacin de los empaques con grava en intervalos "viejos" es menor que para aquellos empaques que se hicieron cuando el pozo estaba "nuevo". No est claro si esto es una consecuencia de procedimientos inadecuados o si es el resultado de otras causas. Intuitivamente, esperaramos tener ms problemas tratando de empacar con grava un pozo ya que produjo arena, debido a la posibilidad de grandes cavidades detrs de la tubera o como resultado del reorganizamiento y la reduccin de permeabilidad en el material de la formacin, en el rea cercana a la cara de la formacin, cuando se produjo la arena. En los resultados provenientes del estudio de campo que se muestran en la Figura 14.6, una completacin sin tubera es un pozo que se complet dentro de un revestimiento de 27/8 " o 31/2" y produjo sin una sarta de tubera de produccin interior.

Figura 14.6

Longevidad de los empaques con grava en hoyo revestido

en pozos nuevos y viejos1

Empaques con grava en hoyo revestido vs. hoyo abierto

Como se explic en el Captulo 13, el empaque con grava en hoyo abierto debera lograr pozos de mayor productividad, pues se evita la cada adicional de presin asociada con tneles de perforacin empacados de manera incompleta. Los resultados de campo demuestran las mejoras en la productividad que se logran con los empaques en hoyo abierto. La Tabla 14.1 muestra los ndices de productividad de estos empaques comparados con las completaciones en hoyo revestido y sin empaque con grava, los empaques con grava en hoyo revestido con preempaque, y los empaques con grava en hoyo revestido sin preempaque. Este estudio es nico porque se aplicaron cuatro tcnicas diferentes de completacin en los mismos campos y en condiciones similares. Observe que los datos confirman que los empaques con grava en hoyo abierto son capaces de lograr una alta productividad. Los datos de la tabla provienen de dos yacimientos diferentes en Venezuela. A pesar de que los volmenes absolutos de los ndices de productividad son diferentes, la tendencia es la misma. La Figura 14.7 muestra otra historia de caso que nos indica que las completaciones con empaque con grava en hoyo abierto tienen una mejor productividad que los empaques en hoyo revestido.

TABLA 1

Productividad del empaque con grava en yacimientos del Mioceno, Venezuela 1

ndice de productividad

(bopd/psi)

Yacimiento LL5Yacimiento LL3

Empaque con grava en hoyo abierto48,4 (14)6,4 (13)

Revestimiento caoneado36,6 (20)5,2 (14)

Empaque con grava en hoyo revestido

(con preempaque)12,9 (19)3,2 (12)

Empaque con grava en hoyo revestido

(sin preempaque)4,0 (14)1,7 (3)

( ) Nro. de pozos

Nota: WIQI = produccin actual / ideal (Sin dao)

Figura 14.8

Productividad del empaque con grava en hoyo abierto

Versus hoyo revestido en los campos de Darussalam3

Adems de una mejor productividad, las historias de caso tambin demuestran que los empaques con grava en hoyo abierto tienen una mayor longevidad de completacin que los empaques en hoyo revestido, como muestran las Figuras 14.8 y 14.9. Adems de pozos de petrleo y gas, varios pozos de agua completados con empaques con grava en hoyo abierto produjeron ms de 25 millones de barriles cada pozo 1.

Figure 14.8

Longevidad de empaques con grava en hoyo abierto

Versus empaques con grava en hoyo revestido1

Figura 14.9

Longevidad de empaques con grava en hoyo abierto, hoyo revestido y tratamientos de consolidacin plstica1

Resumen

La experiencia de campo con las completaciones con empaque con grava ha producido los siguientes resultados, los cuales pueden utilizarse para propsitos de planificacin:

La mayor cantidad de perforaciones y su mejor calidad aumenta la longevidad de la completacin y la productividad en los empaques de hoyo revestido.

El preempaque de las perforaciones mejora la productividad y la longevidad de la completacin en los empaques con grava de hoyo revestido.

Los empaques con grava en hoyo revestido, realizados en la completacin inicial, son ms exitosos que los llevados a cabo durante un reacondicionamiento remedial.

Los empaques con grava en hoyo abierto tienen una mayor productividad y longevidad de la completacin que los empaques con grava en hoyo revestido.

Las condiciones de pozo especficas del sitio, las propiedades de la formacin, los procedimientos de campo y las aplicaciones afectarn los resultados que se obtengan en el futuro.

Referencias

1. Penberthy, W.L. y Shaughnessy, C.M., Sand Control, Serie SPE sobre Temas Especiales, Volumen 1, 1992.

2. Bonomo, J.M. y Young, W.S., "Analysis and Evaluation of Perforating and Perforation Cleanup Methods", SPE Paper 12106, 58ma. Conferencia Tcnica Anual y Exposicin, San

3. Francisco, California, 5 al 8 de octubre, 1983.

4. Welling, R.W.F., "Improving Gravel Packing Techniques in Brunei Darussalam Field Trial Results", SPE Paper 25363, Conferencia SPE del Gas y del Petrleo en el Pacfico Asitico, Singapur, 8 al 10 de septiembre de 1993.

5. Ledlow, L.B., "HighPressure Packing with Water: An Alternative Approach to Conventional Gravel Packing", SPE Paper 26543, 48ma Conferencia Tcnica Anual y Exposicin, Houston, Texas, 3 al 6 de octubre de 1993.

6. Patel, Y.K., Troncoso, J.C., Saucier, R.J. and Credeur, D. "High Rate PrePacking Using NonViscous Carrier Fluid Results in Higher Production Rates In South Pass Block 61 Field", SPE Paper 28531, 69ma. Conferencia Tcnica Anual y Exposicin, New Orleans, Louisiana, 25 al 28 de septiembre de 1994.

Tecnologa de Completaciones para Formaciones Inconsolidadas14-1Rev. 2 / June 1995 / EspaolTecnologa de Completaciones para Formaciones Inconsolidadas14-9Rev. 2 / June 1995 / Espaol

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Porcent aje de xito

>12 in

2

(35 Trabajos)

0-4 in

2

(29)

4-8 in

2

(34)

8-12 in

2

(20)

Produccin Fluido - MBBL

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0