Universidad Autnoma de Guadalajara Campus Tabasco

FACULTAD DE INGENIERA

___________________________________________________________________________________Universidad Autnoma de Guadalajara

FACULTAD DE INGENIERA

Experiencia De Aprendizaje I ASIGNATURA: Terminacin y mantenimiento de pozos

TEMA:World Oil Modern Sandface Completion PracticesDOCENTE: Ing. Manuel Bracho Ramrez.

INTEGRANTES:Luis Felipe Gmez FloresDiana Xiuhnelli Herrera Sols.Salomn Rached FerrerIleana Gabriela Sosa Santiago.

LICENCIATURA: Ingeniera Petrolera IP 7511EvaluacinSeccinPonderacinABCD

Objetivos5

Introduccin5

Contenido65

Conclusin Personal10

Bibliografa y Anexos5

Presentacin10

Total100

INDICE

Objetivo 3Introduccin 4 Desarrollo

Captulo 1 Control de problemas de produccin de arenas 5Captulo 2 Terminaciones en agujero descubierto 10Captulo 3 - Cased-hole sandface completions 16Captulo 4 - Operaciones y Equipos de superficie 25Captulo 5 - Practicas alternativas y tcnicas especiales 28Captulo 6 - Futuras Tecnologas de Terminacin 30

Conclusin 32Bibliografa 33

OBJETIVO

El alumno realizara una investigacin de la aplicacin del Control de Arena en Pozos Petroleros, adems de familiarizarse con las tcnicas de control de Arena.

INTRODUCCION

Hoy en da el problema ms grave con el que cuentan los yacimientos es la produccin de arena con fluidos del yacimiento. Esto afecta debido a que se pueden obstruir los estranguladores y las lneas de flujo, complicar la limpieza del pozo, causar fallas excesivas del equipo y puede causar el mal funcionamiento del equipo en el fondo del pozo.La produccin de arena es uno de los problemas ms frecuentes que ocurren durante la vida productiva de los pozos petroleros. Su intensidad y gravedad varan con el grado de cementacin de los granos de la arena productora y con la forma como estn completados los pozos. Esta arena se deposita en el fondo del hoyo y con frecuencia reduce la capacidad productiva del pozo.Existen mtodos para el control de la produccin de arena; y stos incluyen la introduccin de coladores y/o revestidores auxiliares ranurados.El tamao del colador es de manera efectiva demasiado pequea para permitir que la arena fluya hacia adentro, mientras que an permite el flujo de los fluidos de formacin. Los empaques de grava son comunes en el control de arena. Los revestidores ranurados son los de instalacin ms simple en la mayora de los casos. El trabajo consiste en colgar un revestidor auxiliar o un colador envuelto en cable opuesto al intervalo de la zona de produccin. En los campos donde la arena constituye una causa importante de perdida de produccin se dedican taladros para remediar la situacin con la mayor velocidad.

CAPITULO 1 CONTROL DE PROBLEMAS DE PRODUCCION DE ARENAS

La produccin de arenas en formaciones no consolidadas es un problema complejo que es influenciado por las operaciones de terminacin. En este trabajo se mencionaran los mayores problemas en este tipo de formaciones, las tcnicas y el equipo que se ha utilizado en miles de pozos de aceite y gas.Causas y Efectos de la Produccin de ArenaEn formaciones no consolidadas la produccin de fluidos de formacin se ve asociada con la produccin de arena de la formacin, en algunos casos la produccin de arena puede no tener efectos negativos pero en la mayora de los casos; reduce la productividad del pozo, el pozo requiere un mantenimiento excesivo tanto en fondo como en superficie y esto puede ocasionar que se tengan fallas en los equipos.Origen de la produccin de arenasLa produccin de arenas se puede ocasionar por diversos factores que describen a la formacin y a las fuerzas que actan para que la formacin colapse, entre ellos: Cantidad y tipo de material de cementacin utilizado y su adherencia a las paredes del pozo Fuerzas friccionales entre los granos Presin del fluido con la de los poros de la roca Fuerzas de presin capilarEl tipo de formacin que colapsa mayormente son areniscas.Fig.1 Geometra del arco alrededor de los disparos

Exxon indica que si la perforacin del agujero tiene problemas es ocasionado cuando las fuerzas compresivas de la roca son excedidas, por lo que este parmetro ser un buen indicador para determinar el potencial de produccin de arena que puede generar un hueco detrs de la tubera de produccin que puede ser llenado con un empacamiento con grava.Despus de un tiempo de produccin de arena, cuando esta ya ces, a travs de los disparos, se puede formar un arco como se muestra en la figura y la estabilidad de este arco puede verse afectada por los cambios de produccin, presin del yacimiento, produccin de agua, entre otros.

Acumulacin de arena en superficieSi la velocidad del flujo es suficiente para traer la arena a la tuberia, la arena se queda atrapada en el separador o en la linea de escurrimiento. Si es un gran volumen de arena que queda atrapada en uno de estos equipos se tiene que limpiar estos equipo para tener una produccion eficiente. Para limpiar los equipos se tiene que cerrar el pozo y limpiarlos manualmente lo que tiene un efecto negativo econmico.Acumulacin de arena en fondoSi la velocidad de flujo no es suficiente para llevar las arenas a superficie, la arena va a crear una obstruccin en la tuberia o en el pozo. El intervalo de produccion se ira tapando y la produccin va a declinar, por lo que se necesita limpiar el pozo, se puede hacer mediante linea de acero con un bailer, pero el bailer solo remueve un poco volumen de arena; otra opcin es utilizando tubera flexible dentro de la tubera de produccin.Erosin en equipo de fondo y en superficieEn pozos con alta produccion, la velocidad de los fluidos puede generar una excesiva erosin ocasionando dao en los equipos o prdida total de los mismos, afectando asi la produccin, problemas ambientales y de seguridad.Colapso de la formacinCuando grandes volumenes de arena son producidos junto con los fluidos de la formacin por un largo periodo de tiempo, se puede crear un hueco entre la TP y el pozo, cuando este agujero es grande puede ocasionar un colapso. Cuando esto sucede los granos de arena se juntan y ocasiona que haya menor permeabilidad.Causas de la produccin de arenaLa produccion de finos de la formacion normalmente no puede ser prevenida y tiene beneficios, los factores que influencian la produccion de arena son: Grado de consolidacion de la formacin Reduccin en la presin de poro a lo largo de la vida del pozo Volumen de produccin Viscosidad del fluido Produccion de agua a lo largo de la vida del pozoEstos factores pueden ser clasificados de acuerdo a los efectos compresivos de la roca y efectos de los fluidos.

Productividad, Dao a la formacin y Eficiencia de flujoEl problema de productividad es importante en pozos que requieren control de arena. Los pozos con empacamiento de grava son sensibles a problemas de baja productividad debido a las tcnicas inadecuadas de terminacin.Flujo RadialEl flujo de los fluidos hacia el pozo esta governado por los principios del flujo de fluidos a traves de un medio poroso. La ley de Darcy establece que el flujo de los fluidos a traves de un medio poroso es controlado por el gradiente de presion desde la zona virgen de la formacion hasta el pozo, la viscosidad del fluido y el rea disponible de flujo en la formacin.Restricciones cerca del rea de flujo del pozoLa mayoria de las cadas de presin ocurren en el rea cercana al pozo. 2 factores afectan la caida de presin en esta rea, que son la permeabilidad y el espesor del dao.Mecanismos que daan a la formacinEl dao es una medidad de una escesiva caida de presin en la produccin de fluidos de la formacin al pozo. Esta cada de presin puede ocurrir por una o varias razones. Algunos de los mecanismos que pueden ocasionar esto son:

Lodo de perforacin, cemento y fluido de terminacin Invasin de slidos Dao de perforacin Migracin de finos Compactacin de la formacin Arcillas hinchadas Depositacin de asfaltenos/parafinas Precipitacin de scale Emulsiones Compactacin del yacimiento Efectos de la permeabilidad relativa Efectos de tratamientos de estimulacin

Tcnicas de tratamiento y control de arenasMtodo de Control de ArenaDesventajas

Consolidacin QumicaReduccin de permeabilidadProblemas de colocacin y funcionabilidadIntervalos Cortos

Cedazos, Liners ranurado, Filtros EspecialesFalta de zona aisladaCostos altos de colocacin y de reacondicionamientoDispositivos largosColapso en las conexiones y en los cedazos

Empacamiento con grava dentro de la tuberaReduccin del ndice de productividadDificultades en la colocacin y reacondicionamientosAlto costo de instalacinDesarrollo de dao

Empacamiento con grava en agujero descubiertoReduccin del ndice de productividadOperacin complejaNecesidad de rimar en la mayoria de los casosCostos de instalacin

Fracturamiento, Fracturamiento empacado, Fracturamiento con gas y uso de resina de arenaSe recupera la permeabilidadRiesgos de arenamiento durante la instalacinProblemas de control direccional y de tortuosidadControl de contencin de las fracturasFlujo de retorno en produccin

Perforacin SelectivaProblemas en formaciones homogeneasNecesidad de datos de fuerzas de compresin de la formacinReduccin del rea de entrada

Perforacin OrientadaNecesidad de mapeo de la compresinRequiere anlisis tericoNecesidad de herramienta de orientacin para perforarLimitada validacin en campo

Control de la produccinErosin en los equipoRequiere monitoreo de arenaRequiere separacin y disposicinPotencial para tener prdidas de produccin

Monitoreo del Pozo para un confiable manejo de arenaEl monitoreo de arena es fundamental, existen diferentes mtodos para el monitoreo, estn clasificados de la siguiente forma: Mtodos Volumtricos1. Se instalan trampas de arena para capturar la arena, la arena se mide cuando se desarma la trampa.2. Muestras de fluidos despues de la separacin primaria, incluyendo una centrifugacin de agua y de arena.3. Desinstalando el separador de arena, limpiandolo y cuantificando los slidos producidos.4. Cicln de arena para separar la arena de los fluidos producidos y almacenados en un tanque para permitir la medicin de la acumulacin de la arena en tiempo real.

Transductores Acsticos en el sistema de flujo1. Una sonda de impacto se instala en la lnea de flujo para detectar los impactos de los granos de arena.2. Un collar acstico que captura la informacin de los impactos de los granos de arena que chocan con la tubera. Monitoreo de la erosin en el acero1. Medidores ultrasnicos que se conectan a la parte externa de la tubera que mandan un pulso ultrasnico para medir el espesor.2. Medicin del peso de las tuberas. (para instalaciones marinas)3. Sondas de resistencia elctrica que miden la erosin acumulada y el incremento de la resistividad en una seccin.4. Sondas electroqumicas que determinan el nivel de erosin mediante la medicin de la polarizacion de la resistividad de los electrodos que fluyen a travs de la tubera.

CAPITULO 2 TERMINACIONES EN AGUJERO DESCUBIERTOMantener la estabilidad del agujero es muy importante durante la perforacin y terminacin del pozo. En una terminacin en agujero descubierto es importante la seleccin adecuada del fluido de perforacin ya que este puede reducir algunos problemas.

Consideraciones para la terminacinMantener la compatibilidad de la formacin al cambiar el fluido de perforacin requiere conocimiento de los posibles problemas en el agujero. Existen 5 categoras que se deben de tomar en cuenta para una terminacin:1. Compatibilidad de la formacinA veces se utiliza aditivos de cloruro de potasio o diferentes poliglicoles que se incorporan al sistema de fluido de perforacin y cuando tenemos arcillas esto puede ser perjudicial ya que si las arcillas son afectadas por este tipo de fluido se hincharn.2. Transporte del fluido de perforacin al sistema de terminacinDespus de que se checa la compatibilidad de la formacin con los fluidos, los fluidos del agujero descubierto se transportan hasta la ltima tubera con una mezcla de fluidos con carbonato de calcio o cloruro de sodio que permiten la limpieza del pozo.3. Diseo del aparejo de terminacinLas alternativas ms comunes para la exclusin de arenas son las siguientes: Liners ranurados Cedazos convencionales Cedazos Pre empacado, Premium y expansiblesFig.2 Tipos de terminacin en AD

Empacamiento con grava Las caractersticas comunes de los tipos de terminacin remueven los slidos del agujero descubierto mediante la limpieza del pozo.4. Proceso de desplazamiento y de lavadoEl mtodo de desplazamiento est influenciado por la geometra del pozo, el flujo, la densidad del fluido y la reologa.5. Aplicacin Post-terminacinLa fase final de terminacin es despus del lavado del pozo.

CedazosEn algunos casos se utilizan las tuberas ranuradas o los cedazos para controlar la produccin de arenas, estos actan como un filtro.Liner Ranurado o Tubera Ranurada Las tuberas ranuradas son manufacturadas con mquinas que abren los agujeros con pequeas cierras. Estos pueden ser fabricados de diferentes formas. Los liners cuestan menos que los cedazos recubiertos, tienen menor rea de flujo y tienen mayor cada de presin durante la produccin.Fig.3 Geometra de los liners ranurados

Cedazos Pre empacadosExisten varios tipos de cedazos entre ellos estn: Cedazos recubiertos: Son una alternativa para retener la grava en el anular entre el cedazo y la formacin. Tienen mayor rea de flujo.Fig.4 Cedazos Pre empacados

Cedazos pre empacados: Son una modificacin de los cedazos recubiertos y representan un empacamiento modular. Tienen un cedazo normal con una capa de resina colocada alrededor del anillo anular que soporta otro cedazo. Cedazos PremiumEmpacamiento con gravaEl empacamiento con grava es un filtro en el fondo del pozo diseado para prevenir la produccin de arena no deseada. El empacador de grava se coloca en un cedazo. Tiene muchas ventajas y desventajas entre ellas:Ventajas Mtodo de control ms fcil de instalar Mtodo con ms alto ndice de productividad terico Menor velocidad de los fluidos producidos Menos costosos porque elimina la utilizacin de tuberas y cementoDesventajas Mayor dificultad de control de produccin de gas o agua no deseada La estabilidad del agujero durante la instalacin es complicada Los cedazos son mejor conectados con la formacin El proceso de rimado genera mayor dao a la formacin

Tamao del empaque de grava para arena y suplementos.Para determinar qu tamao de empaque de grava de arena es requerido, las muestras de formacin deben ser evaluadas para determinar el dimetro del tamao de grano y la distribucin. La calidad de la arena utilizada es tan importante como el tamao adecuado. La norma API 58 ha establecido las especificaciones mnimas deseables para una arena de empaque de grava. Toma de muestras de formacin de arenas. Las tcnicas inapropiadas de muestreo de arena formacin provocan que el empaque de grava falle debido a la produccin de arena o taponamiento del empaque. Sin una muestra representativa, los siguientes elementos pueden ser determinados y es mejor deducirlos: El tamao adecuado de grava para detener la formacin de arenas mientras se mantiene la productividad. Grado y tipo de estabilizacin de arcilla requerida. Requisitos de filtracin de fluidos para evitar daos en la formacin. Las muestras deben ser de al menos 15 cc cada uno o en cada cambio de litologa. La mayora de las zonas productivas tienen diferentes permeabilidades, porosidades y tamaos de grano medio. Ncleo convencional, los anlisis de ncleo y anlisis de tamiz.Las el anlisis de ncleos ayuda en el diseo apropiado del lodo de perforacin, los fluidos de terminacin, los tratamientos de estimulacin e instalaciones de control de arena.Anlisis de ncleos convencionales. Estos incluyen porosidad, densidad de grano, la permeabilidad horizontal, la saturacin de fluido y una descripcin litolgica. Anlisis de ncleos no consolidado. Las muestras de formaciones no consolidadas pueden daarse fcilmente y requieren equipos y tcnicas para el seguro, confiable adquisicin y transporte especial. Los laboratorios ubicados en las principales regiones productoras de todo el mundo ofrecen diversas pruebas. La determinacin del tamao de la grava. El control ptimo de la arena se logra cuando el tamao medio de grano de la arena de empaque de grava no es ms de seis veces mayor que el tamao medio de grano de la arena de formacin. Saucier determina esta relacin en una serie de experimentos de flujo bsicos donde la mitad del ncleo constaba de empaque de grava arena y la otra mitad era arena de formacin (fig.5). Cundo: D50 / D50 6 Entonces, hay un buen control de la arena y no hay formacin invasin de arena de empaque de grava arena. Cundo: 6