Diseo De Pozos

DISEO DE COMPLETACION DE POZOSINTEGRANTES:CESPEDES DE UGARTE JORGEMOLLO YUCRA JUAN ARIELMONTERO SAAVEDRA JOSE CARLOSDISEO DE COMPLETACIN DE POZOSINTRODUCCINLa Completacin de los pozos debe ser diseada para obtener la mxima rentabilidad en el campo.

La Completacin abarca desde la terminacin de la perforacin del pozo hasta que se instala a la produccin.

Aspectos por considerar:AspectosConsideracionesRevestimiento del hoyoSe refiere a la forma de proteger al hoyo con la tubera de revestimiento, de acuerdo con la profundidad y tipos de formaciones productorasDisposicin del equipo de produccinConsiste en el diseo de los equipos de tuberas, empacaduras, niples, etc..., que, conectados entre s, permiten la produccin de zonas con hidrocarburos.Numero de zonas productorasSe refiere a la cantidad de lentes productivos en posibilidad de ser abiertos a la produccin, lo cual depende de su potencial y profundidad.Caractersticas de la completacin de pozos:Existen tres Requerimientos o caractersticas Bsicas en cada completacin.SeguroEficiente / EconmicoConfiable

FACTORES QUE DETERMINAN EL DISEO DE LA COMPLETACIN DE POZOSFactoresDescripcinTiposAmbientalesSon aquellos factores que influyen en el sistema o que lo limitan, pero acerca de los cuales no puede hacerse nada.Ubicacin del pozoProfundidadPresin y temperatura del yacimientoConfiguracin del yacimientoMecanismo de produccin del yacimientoCaractersticas de los fluidos y de las rocas.Restricciones del entornoLas restricciones son factores que impiden que el sistema funcione bien del todo el tiempo.Cementacin primariaDao de formacinConificacin de agua o gascorrosinRecursos disponiblesLos recursos son los elementos que ayudan a que el sistema logre sus objetivos. Los recursos pueden mejorarse.tasa de produccintcnica de produccinestimulacin futuramtodos de reparaciones futurasposibilidad de inyeccin de fluidosdispositivos de seguridadNecesidades futuras de estimulacin.Estimulacin de pozosDurante el preciso perodo de la terminacin del pozo, o durante la vida productiva del pozo, se presentan situaciones en las que el estrato productor no descarga fcilmente el supuesto volumen de hidrocarburos hacia el pozo.Algunas veces esta inconveniencia puede se sencilla y de fcil correccin, pero otras veces se puede presentar muy difcil y casi insoluble.

Succin

La aplicacin de la succin tiene como propsito limpiar la periferia o zona invadida del pozo y establecer la permeabilidad e inducir el flujo del pozo utilizando la energa natural del yacimiento.

En la prctica, un mnimo de succiones pueden ser suficientes para lograr el flujo, pero a veces se succiona durante muchas horas o das sin xito y entonces hay que recurrir a otros medios.Inyeccin de fluidos

Si durante las tareas de terminacin el estrato productor no permite que el petrleo fluya con facilidad, esto significa que el dao a la permeabilidad en la periferia del hoyo debe ser corregido.La inyeccin de fluidos como petrleo liviano, querosn o destilados puede lograr arrancar o desplazar las obstrucciones y facilitar la limpieza de los canales de flujo durante el contraflujo que se produce al poner el pozo en pruebas de produccin. Para coadyuvar la accin desplazante del fluido inyectado, se puede optar por agregarle desmulsificantes o agentes que activen su desplazamiento y su accin de barrido del material que obstruye los poros.

Fracturamiento de estratos

En ciertas ocasiones, la inyeccin de fluidos a un determinado estrato puede hacerse con la deliberada intencin de fracturarlo, o sea abrir canales de flujo de mayor amplitud y penetracin alrededor de la periferia y ms all del hoyo, debido a que la baja permeabilidad natural, ms la invasin del filtrado y partculas del fluido de perforacin depositadas en el estrato, imposibilitan que pueda existir flujo hacia el pozo.Otra modalidad de fracturamiento es que al fluido se le agrega, en relacin de volumen por volumen, un material slido y competente, generalmente arena de determinadas especificaciones con respecto a tamao de granos, circularidad, distribucin del agregado, resistencia, densidad y calidad. Al inyectarse la mezcla al estrato, la arena va depositndose en los canales como una cua estable, porosa y permeable, que impedir el asentamiento del estrato al desvanecerse la presin de ruptura y, por ende, mantendr los canales de flujo abiertos.

Acidificacin

La acidificacin de estratos petrolferos constituye una de las aplicaciones ms viejas empleadas por la industria petrolera en la estimulacin de pozos. Como las rocas petrolferas pueden contener carbonato de calcio (CaCO3, caliza), el cido clorhdrico (HCl) en solucin de 15 %, ha sido un buen disolvente que ayuda a abrir canales de flujo en el estrato productor.

La cantidad de cido requerida est en funcin del volumen de roca que se propone tratar. Para apreciar ese volumen se recurre a ensayos de laboratorio, utilizando ripio y/o ncleos del estrato, como tambin otros datos petrofsicos y experiencias de acidificaciones anteriores en el rea o sitio de operaciones.Requerimientos para elcontrolde arena.

Arenamiento

Los casos de arenamiento son ms graves y ms frecuentes cuando los estratos son deleznables. Cuando se dan estratos de este tipo, la terminacin del pozo se hace de manera que, desde el inicio de la produccin, el flujo de arena y sedimentos sea lo ms leve por el ms largo tiempo posible. Para lograr esto, el tramo de la sarta de revestimiento y de produccin que cubre el estrato productor es de tubos ranurados especialmente. Las ranuras, cortadas de afuera hacia adentro y de apariencia cuneiforme, tienen una abertura lo suficiente estrecha, segn anlisis granulomtrico de la arena, para retener la arena y lograr que el apilamiento de los granos sea compacto y estable y, por ende, no fluyan junto con el petrleo hacia el pozo.

Adems del mtodo anterior, existen otras modalidades para contener el flujo de arena. Hay tuberas ranuradas y pre-empacadas, o sea que la tubera ranurada interna viene cubierta por otras tuberas internas y el espacio anular entre estas dos tuberas est relleno de arena o material granular, lo que en s forma un filtro y retenedor prefabricado.

Para eso, la sarta de revestimiento y de produccin se hinca y cementa por encima del estrato productor. Luego se hace el ensanche del hoyo frente al estrato productor. Para revestir el hoyo ensanchado se utilizar una tubera calada (ranurada), la cual al final quedar colgada del revestidor cementado por encima del estrato productor. Antes de colgar la tubera calada, se bombea la cantidad determinada de grava para rellenar el espacio entre el estrato productor y la tubera calada. Hecho esto, se cuelga la tubera calada y se contina con las otras faenas para poner el pozo en produccin.

Futuras reparaciones

Reparaciones Es la intervencin al pozo que implique modificacin sustancial y definitiva de las condiciones y/o caractersticas de la zona productora. estas operaciones se realizan con equipos especiales (tubera flexible, unidades de registros).Los tipos de intervencin pueden ser entre otros:Cambios de intervalos por invasin de fluidos no deseados: se realiza el aislamiento del intervalo de manera temporal o definitiva con tapones mecnicos o de cemento o por medio de cementaciones a presin. Dicha intervencin puede efectuarse con equipamiento convencional de reparacin, tubera flexible, unidades de registros o a travs del aparejo de produccinConsideraciones para el levantamiento artificial por gas, bombeo mecnico, etc.

Bombeo mecnicoEl yacimiento que ha de producir por bombeo mecnico tiene cierta presin, suficiente para que el petrleo alcance un cierto nivel en el pozo. Por tanto, el bombeo mecnico no es ms que un procedimiento de succin y transferencia casi continua del petrleo hasta la superficie.El balancn de produccin, que en apariencia y principio bsico de funcionamiento se asemeja al balancn de perforacin a percusin, imparte el movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succin que mueve el pistn de la bomba, colocada en la sarta de produccin o de educcin, a cierta profundidad del fondo del pozo (FIG.)La vlvula fija permite que el petrleo entre al cilindro de la bomba. En la carrera descendente de las varillas, la vlvula fija se cierra y se abre la vlvula viajera para que el petrleo pase de la bomba a la tubera de educcin.En la carrera ascendente, la vlvula viajera se cierra para mover hacia la superficie el petrleo que est en la tubera y la vlvula fija permite que entre petrleo a la bomba. La repeticin continua del movimiento ascendente y descendente (emboladas) mantiene el flujo hacia la superficie

Bombeo hidrulico

En este tipo de mecanismo de extraccin del petrleo del fondo del pozo, se usa como medio impelente del petrleo un fluido que se bombea por la tubera de educcin.El petrleo producido y el fluido impelente suben a la superficie por el espacio anular. La mezcla pasa por un separador o desgasificador y luego a un tanque de donde el petrleo producido pasa al almacenamiento y suficiente impelente permanece en el tanque para ser succionado por la bomba y ser bombeado otra vez al pozo.Existe una variada seleccin de bombas de fondo y equipos afines de superficie para el diseo de bombeo hidrulico continuo o intermitente, de acuerdo con las caractersticas de flujo y requerimientos de los pozos

Levantamiento artificial por gas

El levantamiento artificial por gas, de los tipo intermitente y continuo, se usa desde hace mucho tiempo. Mayor ventaja ofrece el tipo de inyeccin continua para hacer producir pozos que mantengan una razonable presin de fondo que sostenga un ndice de productividad de lquidos no menor de 0,23 m3/da/kg/cm2 (1,45 brls/da). La seleccin de uno u otro tipo depende de la presin de fondo, de la disponibilidad del volumen y presin de gas requeridos, como de las caractersticas y condiciones del yacimiento.El diseo y la instalacin del sistema dependen de la seleccin de los elementos que van en el pozo: tipo de vlvulas; espaciamiento y profundidad de colocacin de las vlvulas en la sarta; caractersticas de las sartas de revestimiento final y de educcin; tipo de terminacin del pozo y previsiones para posterior desencaje, cambio e insercin de elementos de la sarta, utilizando herramientas manipuladas desde la superficie por medio de un cable o alambre.En la superficie, se dispone todo lo concerniente al manejo del gas que debe utilizarse: caractersticas, recoleccin, presiones, tratamiento, medicin, control de volmenes, compresin, distribucin e inyeccin para la red de pozos del sistema. De igual manera, existen tambin en la superficie las instalaciones requeridas para recibir la produccin de los pozos: gas-petrleo-agua, y efectuar su separacin, tratamiento, almacenamiento, distribucin y despacho.Posibilidades de futurosproyectosde recuperacin adicional depetrleo.Inversiones requeridas.Requerimientos Del ClienteRequisitos RegulatoriosLas configuraciones y los diseos deben al final cumplir con todos los requerimientos del cliente. En muchos casos, estos requerimientos pueden no estar directamente relacionados al yacimiento, al pozo o a la locacin (factores tcnicos). Un reconocimiento de estos factores y de su interrelacin con otros factores de la completacin puede ahorrar tiempo y esfuerzo en un proceso de diseo costoso.Los siguientes aspectos son criterios comunes que deben ser considerados:Stock existente y obligaciones contractualesCompatibilidad con componentes de fondo y de cabezalesFamiliaridad con el cliente y su aceptacinConfiabilidad y consecuencias de fallas.Existen algunas regulaciones y requerimientos de seguridad aplicables a las operaciones de completacin de pozos. Estas se deben satisfacer durante la fase de diseo y ejecucin del proceso de completacin.Provisin para las presiones del pozo y barreras de fluidosEstndares operacionales y de seguridadEspecificaciones, reglamentos y recomendacionesRequerimiento de disposicin de desechosProvisiones para emergencias y contingencias

Hay tres mtodos bsicos para terminar un pozo:

Pozo abierto.Entubado y baleado.Con empaque de grava en OH CH mtodos

TERMINACION DE POZOS18 pozo abierto.Pozo AbiertoFormacin productoraCementoFig. 1: Terminacin a pozo abiertoQue consiste en instalar y cementar la caera de revestimiento encima del nivel superior de la zona productora dejando libre a la formacin para que fluya a travs de la caera tubera de produccin.Usado en yacimientos de formaciones duras y compactas con buenas acumulaciones de reservas de hidrocarburos lquidos donde no se va a presentar problemas de produccin de arenas.

TERMINACION DE POZOS

19 Pozo entubado y baleado.

TERMINACION DE POZOS

Este es el mtodo de terminacin convencional, que consiste en alcanzar con la caera de revestimiento hasta el tope inferior de la arena productora donde descansa el zapato de la caera.Una vez cementada la caera de revestimiento se procede a el baleo y controlando estrictamente el equilibrio de presiones para tener en todo momento que PH = PFo. Luego proceder a la instalacin de la tuberia de produccin.Este es el tipo de terminacin recomendada en todo tipo de pozos y su ventaja radica en el hecho de que se mantiene durante todo el trabajo de produccin del pozo las presiones controladas.

20Fig. 2: Terminacin con entubacin y baleoSustituto para medicionesBaleos o punzadosFormacin productoraCaera de revestimientoTubing de produccinNiple No-GoBaleos opunzados(a) Sin Tubing(b) Con tubing de produccin Pozo entubado y baleado.

TERMINACION DE POZOS21 Terminacin con empaque de grava.Que se utiliza en pozos cuyas niveles productores son estructuralmente dbiles, que ofrecen poca resistencia a la fuerza originada por los fluidos que arrastran arena desde el interior de la formacin al fondo de pozo, taponando los baleos y los componentes del arreglo de fondo como los filtros y las vlvulas, con la consiguiente obstruccin final del flujo de la mezcla de hidrocarburos.Para evitar este problema el mtodo de control consiste en colocar empaques de grava en el fondo de pozo utilizando una granulometra determinada mezclando arenas, por ejemplo con resinas para formar una pared permeable artificial con porosidad adecuada para no obstruir el flujo de los fluidos.

TERMINACION DE POZOS

PackerTubingBlank PipeSump PackerProppant(gravel)Casing

Fig. 3: Terminacin con empaque de grava Terminacin con empaque de grava.

TERMINACION DE POZOS

Filtros de Malla MetalicaHES PoroPlus/PoroMax

Tubo interior perforadoMalla de alambre tejidoCapa de DrenajeCamisa externa perforada

Baker ExcluderBJ StratapacSchlumberger ExcelFlow

Dos mallas internas: una soldada al tubo base y otra tipo membrana que envuelve a la anterior rea de flujo aproximado de 30% La camisa externa protege contra la erosion.

Excluder (Baker)

4.FACTORES QUE DETERMINAN EL TIPO DE CONFIGURACIN MECNICA

Tipo de pozo (productor, inyector, etc.)Nmero de zonas a completar.Mecanismo de produccin.Procesos de recuperacin secundaria (inyeccin de agua, inyeccin de gas, etc.)Grado de compactacin de la formacinPosibilidades de futuros reacondicionamiento.

Posibilidades de futuros reacondicionamiento.

el reacondicionamiento de un pozo sonmuy variadas. Estas razones involucran aspectosoperacionales que justifican la continua utilizacindel pozo en el campo y, por ende, lasinversiones y/o costos requeridos. El reacondicionamientoes una tarea de mayores proporcionesy alcances que el mantenimiento, la estimulacin o limpieza corrientesGeneralmente, los pozos de un campo petrolero se clasifican segn su mecanismo y mecnica de produccin como de flujo natural, de levantamiento artificial por gas, de bombeo mecnico o bombeo hidrulico, de flujo por inyeccin alterna o continua de vapor, o como inyectores de gas o de agua, o como pozos de observacin. Costos de equipos.

Ventas y CostosFactores econmicos Objetivos De La EmpresaCuando se completa un estudio econmico viable, o comparacin de costos, costos asociados con cada una de las siguientes categoras se deben estudiar. Ventas de la produccin Costos de Capital (incluyendo componentes de la completacin y costos de instalacin Costos operacionales (incluyendo servicios y mantenimientos rutinariosLos costos de servicio, tambin workover, costos de reemplazo y de remocin, los costos de instalacin, son significativos si requerimientos especiales de completacin impactan el todo de los tiempos de perforacin o completacin. Los costos de completacin son relativamente insignificantes cuando se miran comparado con el valor del incremento de produccin con un potencial mejorado o un incremento de optimizacin.Un conocimiento rudimentario de los factores econmicos es beneficioso.

Tipos de Completacin de acuerdo a la configuracin mecnica:

a)Completacin Sencilla:Es aquella que tiene como objetivo fundamental producir una sola formacin.Tipos:Completaciones sencillas sin empacaduras:Es aquella en donde no se colocan empacaduras para permitir el flujo en la permitir el flujo en la tubera de produccin y el revestidor.NOTA: este tipo de completacin se aplica a pozos de muyalta productividad, ya sea de crudo o de gas.Completaciones sencillas con empacaduras:Es aquella donde se coloca una empacadura para impedir el flujo a travs del espacio anular

b)Completacin Mltiple:Es aquella que tiene como objetivo fundamental poner a producir dos o ms yacimientos, en el mismo pozo y sin que se mezcle los fluidos de los diferentes yacimientos.

VentajasDesventajasSe obtiene tasas de produccin ms altas y menores tiempos de retornos del capital invertido.Inversin inicial alta para la tubera de produccin, empacaduras y equipos Para separar zonas que poseen distintos ndices de productividad, con el fin de evitar que la zona de alta productividad inyecte petrleo en la zona de baja productividad.Posibilidades de fugas a travs de la tubera de produccin y de los empaques y sellos de las empacaduras de produccin.Para separar yacimientos con distintos mecanismo de produccin, pues es indeseable producir yacimientos con empuje por agua con uno de empuje por gas.Dudas para llevar a cabo tratamientos de estimulacin y conversin a levantamiento artificial con gas.Para tener en control apropiado del yacimiento con el fin de evitar zonas drenadas de petrleo que estn produciendo agua o gas.Probabilidades muy altas de que se originen pescados durante y despus de la completacin, lo que eleva los costos por equipos de pesca, servicios y tiempos adicionales de cabria.Tipos:Completacin de doble zona con una sarta:Este tipo de completacin utiliza una sola tubera para producir una zona y dejar otra zona aislada. Utiliza por lo general dos empacaduras sencillas.

TIPOS DE FLUIDOS DE COMPLETACIN DE POZOSLos fluidos de completacin permiten mantener las condiciones apropiadas para colocar la completacin de modo eficiente y seguro, esto evita causar dao a la formacin productora.

El objetivo principal al momento de la aplicacin del proceso de Completacin es seleccionar el fluido adecuado para controlar la presin y evitar el dao a la formacin.Los fluidos de completacin o reparacin de pozo son aquellos que se bombean o se hacen circular dentro de hoyo en el momento de realizar operaciones de control de pozo, limpieza, taponamiento, caoneo, evaluacin y Completacin.Clasificacin

Los fluidos de completacin se clasifican:Segn su homogeneidad..Fluidos con slidos en suspensin..Fluidos sin slidos en suspensin..Fluidos espumosos.

TiposDescripcinFluidos con slidos en suspensin.Son aquellos que contienen una gran cantidad de slidos para incrementar su peso, y su funcin es controlar las presiones de la formacin o yacimiento.Fluidos sin slidos en suspensin.Son aquellos fluidos cuyo principal componente es petrleo o soluciones de salmuera.Estos fluidos contienen una serie de aditivos para mejorar sus propiedades, tales como: inhibidores de arcillas, anticorrosivos y controladores de prdidas de circulacin.Fluidos espumososestn constituidos por emulsiones estables de lodo, aireadas (aire o gas) con aditivos estabilizadores del lodo y agentes espumosos.Con los fluidos espumosos se baja la presin hidrosttica contra la formacin con lo cual se minimiza la invasin de slidos y la prdida de circulacin.descripcin de los fluidos de completacin segn su componente principal:TiposDescripcin.PetrleoLa disponibilidad del petrleo en la mayora de las localizaciones, ofrece una alternativa excelente en aquellos casos donde la densidad no presenta un factor crtico.Agua saladaLas soluciones de agua salada tienen muchas aplicaciones como fluido para completaciones y reparaciones de pozos.Sin embargo, cuando la formacin contienen arcillas del tipo montmorillonita, el agua puede producir una expansin o hinchamiento en la arcilla, lo cual no es deseable.Las investigaciones en laboratorios han demostrado que si estas arcillas se contaminan con agua dulce, se reduce considerablemente la permeabilidad de las formaciones.El agua salada producida en el campoEste es el fluido de reparacin ms comnmente usado. Esto se debe, fundamentalmente, a su bajo costo y a su disponibilidad, a pesar de que contiene bastantes slidos.Cuando sea necesario tener una presin superior a la de la formacin, se puede usar una solucin de agua salada de densidad apropiada.Cloruro de sodio y cloruro de calcioLa combinacin de cloruro de sodio y cloruro de calcio se puede utilizar para obtener las densidades comprendidas entre 10 y 11 lpg. El cloruro de sodio se puede utilizar sin mezcla con otras sales, lo cual es una prctica muy comn, ya que de esta manera se disminuye el costo total del fluido.Cloruro de calcioNormalmente, el cloruro de calcio se obtiene en concentraciones de 95%.No obstante, si se produce una disminucin de la temperatura, por debajo de la temperatura de saturacin, correspondiente a una densidad dada del agua salada, el cloruro de calcio se precipita.Lodo convencional a base de agua.El lodo no puede considerarse entre los fluidos de completacin ms deseables, debido a que las partculas de los slidos pueden bloquearse la formacin y taponear las perforaciones. Esto ocurre, especialmente, cuando se requieren densidades mayores de 11 lpg. El lodo a base de agua tambin es indeseable como fluido de empacadura, debido a la tendencia de los slidos de acumularse alrededor de la tubera, lo que puede resultar costoso cuando se requiera un trabajo de pesca.Lodo a base de petrleo o emulsiones inversas.Los lodos a bese de petrleo o emulsiones inversas pueden usarse como fluidos de empaque, porque, aunque permiten cierto asentamiento de slidos, el mismo ocurre despus de un largo periodo de tiempo.Tambin su uso est limitado a pozos profundos con altas temperaturas de fondo que requieren fluidos densos.Fluidos a base polmerosson considerados como fluidos limpios. Sin embargo, su uso ha sido muy limitado en Venezuela, principalmente por su alto costo.Daos a la formacin por los fluidos de Completacin:TiposDescripcinDao por cambio qumicoEste dao depende de las propiedades mineralgicas particularesy de la textura de la rocaGeneralmente, ocurre en las rocas sensibles al agua, es decir, aquellas en las que se produce reduccin depermeabilidad por hinchamiento de las arcillas alcontacto con el agua, o se produce dispersin de laarcilla,taponando el medio poroso.Dao Por cambio fsicoEs causado por una operacin especfica efectuada en elpozo y que puede traer como consecuencia la invasin departculas slidas del fluido de completacin y reparacin.CONCLUSINLa completacin es la preparacin de un pozo para ponerlo en produccin econmicamente. Despus 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 travs de la tubera de produccin y el equipo apropiado para controlar la tasa de flujo.De forma ms clara se puede decir que el proceso de Completacin son cada uno de los trabajos posteriores a la perforacin que tienen por objeto poner el pozo en condiciones de producir. En la completacin del pozo se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos: el revestimiento del hoyo, la disposicin del equipo de produccin y el nmero de zonas productoras