terminacion y mntenimiento de pozos (reparaciones mayores)

Terminacin y Mantenimiento de Pozos

Terminacin y Mantenimiento de PozosNDICEI. DISEO DE LA TERMINACIN DE POZOS Planeacin de la terminacin Programa de operacin Anlisis de informacin Muestras de canal y corte de ncleos Gasificacin y prdidas de circulacin Correlaciones Antecedentes de pruebas durante la perforacin Pruebas de formacin II. ANLISIS DE REGISTROS Registro en agujero descubierto Registro en agujero entubado III. TOMA DE INFORMACIN Registros de presin Registro de produccin (PLT) Registro de evaluacin de cementacin IV. CEMENTACIN DE TUBERIAS DE REVESTIMIENTO DE EXPLOTACIN Tuberas de explotacin Tuberas de explotacin cortas Operaciones previas a la cementacin Operaciones durante la cementacin Introduccin de la tubera de revestimiento Operaciones posteriores a la cementacin V. DISEOS DE APAREJOS DE PRODUCCIN Propiedades de la tuberas y de las juntas Clase de tuberas de produccin Consideraciones de diseo Accesorios de los aparejos de produccin Equipo de control subsuperficial Empacadores Determinacin del peso de anclaje Conexiones superficiales de controlPgina

5 5 5 5 5 6 6 6 7 7 7 12 12 13 14 14 14 14 14 16 16 17 18 19 19 19 20 21 21 23 24 25

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Optimacin de los aparejos de produccin VI. ANLISIS NODAL VII. INGENIERA DE PRODUCCIN Y LA PRODUCTIVIDAD DEL POZO Fluidos utilizados durante la terminacin Dao a la formacin productora Efecto de la presin y temperatura sobre las salmueras Composicin y propiedades de las salmueras Clculos para el cambio de densidad de salmueras Corrosividad de las salmueras Tipos de corrosin Factores que afectan la tasa de corrosin VIII. DESPLAZAMIENTO DE FLUIDOS DE CONTROL Objetivos del desplazamiento Recomendaciones previas al lavado del pozo Espaciadores y lavadores qumicos Fluidos empacantes IX. DISEO DE DISPAROS Pistolas hidrulicas Cortadores mecnicos Taponamiento de los disparos Limpieza de los disparos taponados Control del pozo Penetracin contra tamao del agujero Planeacin del sistema de disparo Desempeo de las cargas Influencia de los factores geomtricos sobre la relacin de productividad Procedimento de operacin Seleccin ptima de disparos utilizando software tcnico X. ESTIMULACIN DE POZOS Determinacin del tipo de dao a la formacin Seleccin del tipo de tratamiento Anlisis de muestras y pruebas de laboratorio XI. TCNICAS BSICAS DE ESTIMULACIN DE POZOS Estimulacin matricial Surfactantes Tipos de acido Diseo de una estimulacin Procedimiento operativo para realizar una estimulacin XII. FRACTURAMIENTO HIDRULICO

28 29 30 31 31 32 32 34 41 42 43 45 45 47 48 48 50 51 51 52 52 54 56 56 56 57 59 60 61 61 64 64 65 65 66 69 69 72 73

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Conceptos bsicos Comparacin del fracturamiento cido y fracturamiento con apuntalante Fracturamiento cido Fracturamiento con apuntalante Fracturamiento con espumas Fracturamiento con gas altamente energizado XIII. ANLISIS DE PROBLEMAS DE POZOS Tpicos de terminacin XIV. TCNICA Y EQUIPO PARA LA TERMINACIN CON TUBINGLESS Consideraciones de diseo MANTENIMIENTO DE POZOS XV. INTRODUCCIN, DEFINICIN Y CLASIFICACIN XVI. REPARACIN MAYOR Procedimiento operativo XVII. CONSIDERACIONES PARA LA APERTURA DE VENTANAS Apertura de ventanas con herramienta desviadora tipo cuchara Procedimento operativo para apertura de ventanas con cuchara desviadora XVIII. REQUERIMIENTOS PARA LA PROGRAMACIN Y DISEO DEL REACONDICIONAMIENTO DE APAREJOS DE PRODUCCIN Consideraciones para el desarrollo de un programa de mantenimiento de pozos Control del pozo Inducciones Induccin por empuje o implosin Toma de muestras Procedimientos operativos para el muestreo Moliendas Consideraciones en la seleccin y operacin de cargas puncher Vibraciones de sartas Consideracines para la desconexin de tuberas Cortadores de tubera XIX. COSTO DE UNA INTERVENCIN Bibliografa

73 77 78 79 81 82 83 86 88 89

93 93 95 103 105 106 109 109 124 128 131 142 148 154 155 156 158 158 159 161

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Terminacin y Mantenimiento de PozosI. DISEO DE LA TERMINACIN DE POZOS Planeacin de la terminacin La terminacin de un pozo petrolero es un proceso operativo que se inicia despus de cementada la ultima tubera de revestimiento de explotacin y se realiza con el fin de dejar el pozo produciendo hidrocarburos o taponado si as se determina. El objetivo primordial de la terminacin de un pozo es obtener la produccin optima de hidrocarburos al menor costo. Para que esta se realice debe hacerse un anlisis nodal para determinar que aparejos de produccin deben de utilizarse para producir el pozo adecuado a las caractersticas del yacimiento. (tipo de formacin, mecanismo de empuje etc.) En la eleccin del sistema de terminacin deber considerarse la informacin recabada, indirecta o directamente, durante la perforacin, a partir de: Muestra de canal, ncleos, pruebas de formacin anlisis petrofisicos, anlisis PVT y los registros geofsicos de explotacin. Programas de operacin Es desarrollado por el Ingeniero de proyecto y es creado con informacin de la perforacin del pozo a intervenir en caso de ser exploratorio y pozos vecinos a l al tratarse de pozos en desarrollo, consiste en un plan ordenado de operaciones que incluyen la toma de registros, la limpieza del pozo, el diseo de disparos, y la prueba de intervalos productores, con el fin de explotar las zonas de inters de potencial econmico. Anlisis de informacin Para desarrollar la planeacin de la terminacin se deber de contar con la informacin del pozo a intervenir y de pozos vecinos, esta estar constituida de: Registros geofsicos, muestras de canal, corte de ncleos, gasificaciones, perdidas de circulacin, correlaciones, antecedentes de pruebas durante la perforacin, pruebas de formacin (DST). Esta informacin se evaluara con el propsito de determinar cuales son las zonas de inters que contengan hidrocarburos y a travs de un anlisis nodal se disearan los disparos, dimetros de tubera de produccin y dimetros de estranguladores para mejorar la produccin del yacimiento. Muestras de canal y corte de ncleos Las muestras de canal se obtienen durante la perforacin, son los fragmentos de roca cortados por la barrena y sacados a la superficie a travs del sistema circulatorio de perforacin, el recorte es recolectado en las temblorinas para su anlisis. Estas muestras proporcionan informacin del tipo de formacin que se corta, caractersticas de la roca como son: la Porosidad (), Permeabilidad (K), saturacin de agua (Sw), Saturacin de aceite (So), Compresibilidad de la roca ( C ). Los ncleos son fragmentos de roca relativamente grande que son cortados por una barrena muestreadora constituidas por : tambor o barril exterior, tambor o barril interior, retenedor de ncleo, cabeza de recuperacin , vlvula de alivio de presin. La practica de corte de ncleos se usa preferentemente en reas no conocidas y su operacin consiste: a. El equipo muestreador es instalado en el extremo inferior de la sarta de perforacin y se introduce hasta el fondo del agujero. b. La barrena empieza a cortar el ncleo perforando solamente la parte del borde exterior y, al mismo tiempo, el ncleo va siendo alojado en el barril interior. c. Cuando se termina de cortar el ncleo este es retenido por el seguro retenedor. d. Posteriormente es sacado el ncleo del barril

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muestreador. Se extrae solamente este barril ya que es independiente del equipo. Se debe procurar obtener los 9 metros que es la longitud del barril, el ncleo proporciona mayor informacin sobre la litologa y el contenido de fluidos. La decisin de obtener ncleos se toma cuando se presenta una aportacin de hidrocarburos en rocas almacenadoras, y cuando los registros geofsicos indican una zona de posibilidad de contenido de hidrocarburos. El corte de ncleos de pared del pozo es realizado con un equipo que trabaja a travs de percusin. Este tipo de ncleos puede ser orientado para determinar los esfuerzos a los que es sometida la roca. Gasificacin y perdidas de circulacin Durante la perforacin se presentan gasificaciones que indican posibles acumulaciones de hidrocarburos y proporcionan informacin aproximada de una densidad equivalente a la presin de poro. Las gasificaciones consisten en la contaminacin del lodo de perforacin por un flujo de gas que sale de la formacin haca el pozo provocado por una presin diferencial a favor de la formacin productora (la presin de formacin es mayor que la presin hidrosttica.) Se debe de tener cuidado en este tipo de problemas (las gasificaciones) ya que cuando se vuelven incontrolables provocan los reventones o crean peligro de incendio, por lo que es recomendable la realizacin de un buen control de pozo. Estos problemas de gasificacin son muy comunes durante la perforacin de pozos petroleros; pero en especial en los pozos exploratorios, en donde no se tiene informacin precisa sobre la columna geolgica que se est perforando. Las prdidas de circulacin se definen como la perdida parcial o total del fluido de control hacia una formacin muy permeable o depresionada. Este problema se presenta en ocasiones en la perforacin de pozos y se manifiesta cuando retorna parte o no hay retorno del fluido de perforacin. Para que se presente este tipo de problemas se requiere dos condiciones en el pozo: Formacin permeable y altas presiones diferenciales para que exista flujo hacia la formacin. Las causas ms comunes de este tipo de problema son:

- Causas naturales. Son aquellas inherentes a la formacin , ejemplo: cavernas o fracturas naturales. - Causas inducidas. Son provocadas durante la perforacin al bajar rpidamente la sarta de perforacin (efecto pistn), al controlar el pozo alcanzando la presion mxima permisible y al incremento inadecuado de la densidad de lodo. En conclusin las prdidas de circulacin indican las zonas depresionadas as como tambin nos da una aproximacin de la presin de fractura de la formacin. As el programa de terminacin deber contener las densidades requeridas para el control adecuado del pozo. Correlaciones En la elaboracin del programa de terminacin es importante la informacin que proporcionan los pozos vecinos, esta servir para ubicar las zonas de inters, as como la geometra de aparejos de produccin que se utilizaron, diseo de disparos e historia de produccin de los pozos. Toda la informacin recolectada se evaluar con el objeto de optimizar el programa mencionado. Antecedentes de pruebas durante la perforacin Una de las pruebas requeridas durante la perforacin es la prueba de goteo, la cual exige que despus de haber cementado la tubera de revestimiento, rebajado la zapata y se perforen algunos metros, se debe de determinar el gradiente de fractura de la formacin expuesta, as como la efectividad de la cementacin. Principalmente si han existido problemas durante la cementacin, como perdidas de circulacin de cemento, heterogeneidad de lechada, fallas de equipo de bombeo etc. Para determinar el gradiente de fractura de la formacin, se realiza la prueba de goteo, esta prueba proporciona tambin la presin mxima permisible en el pozo cuando ocurre un brote, para determinar las densidades mximas en el pozo. Otra de las pruebas que se realizan en la perforacin es la prueba de formacin con la cual se obtiene informacin del comportamiento del flujo de fluidos y de la formacin. La informacin obtenida en las pruebas realizadas en la perforacin del pozo son de utilidad para optimizar la planeacin de la terminacin.

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Pruebas de formacin La prueba de formacin consiste en hacer una terminacin temporal del pozo y de esta manera provocar que la formacin se manifieste. Para lograr esto es necesario crear una presin diferencial a favor de la formacin de inters, suprimiendo la presin hidrosttica. Para aislar la formacin productora se utiliza un empacador ensamble de fondo especial, quedando en comunicacin la formacin con la superficie, por lo que actuar solo en ella la presin atmosfrica, lo cual permite que los fluidos de la formacin fluyan hacia el pozo y posteriormente a la superficie. El objetivo de las pruebas de formacin es crear las condiciones favorables para que la formacin productora fluya, y de esta manera obtener informacin sobre el comportamiento de los fluidos de la formacin. Con esta informacin y con la que se obtuvo durante la perforacin, se evala la capacidad de produccin de la formacin probada para conocer si es comercial su explotacin. Las pruebas de formacin se efectan durante la perforacin, por lo que siempre se realizan en agujero descubierto. Estas pruebas son costosas, pero indispensables en ciertos casos, especialmente en pozos exploratorios. II. ANLISIS DE REGISTROS Hace ms de medio siglo se introdujo el Registro Elctrico de pozos en la Industria Petrolera, desde entonces, se han desarrollado y utilizado, en forma general, muchos ms y mejores dispositivos de registros. A medida que la Ciencia de los registros de pozos petroleros avanzaba, tambin se avanz en la interpretacin y anlisis de datos de un conjunto de perfiles cuidadosamente elegidos. Por lo anterior se provee un mtodo para derivar e inferir valores de parmetros tan importantes para la evaluacin de un yacimiento como es las saturaciones de hidrocarburos y de agua, la porosidad, la temperatura, el indice de permeabilidad, la litologa de la roca de yacimiento y actualmente la geometra del pozo, los esfuerzos mximos y mnimos, el agua residual, etc. El primer Registro elctrico se tomo en el ao de 1927 en el Noroeste de Francia, era una grfica nica de la resistividad elctrica de las formaciones atravesadas, se realizaba por estaciones, se hacan mediciones y la resistividad calculada se trazaba ma-

nualmente en una grfica, en 1929 se introdujo comercialmente y se reconoci la utilidad de la medicin de la resistividad para propsitos de correlacin y para identificar las capas potenciales portadoras de hidrocarburos. En 1931, la medicin del potencial espontneo (SP) se incluy con la curva de resistividad en el registro elctrico y as sucesivamente se fueron dando los avances de los diferentes registros elctricos como el de echados, rayos gamma, neutrones, induccin, doble induccin, snico de porosidad, de densidad, litodensidad y actualmente otras mediciones de registro incluyen la resonancia magntica nuclear, la espectrometra nuclear (natural e inducida) y numerosos parmetros en agujeros revestidos. Registro en Agujero Descubierto Casi toda la produccin de petrleo y gas en la actualidad se extrae de acumulaciones en los espacios porosos de las rocas del yacimiento, generalmente areniscas, calizas o dolomitas. La cantidad de petrleo o gas contenida en una unidad volumtrica del yacimiento es el producto de su porosidad por la saturacin de hidrocarburos. Adems de la porosidad y de la saturacin de hidrocarburos, se requiere el volumen de la formacin almacenadora de hidrocarburos. Para calcular las reservas totales y determinar si la reserva es comercial, es necesario conocer el espesor y el rea del yacimiento para calcular su volumen. Para evaluar la productividad del yacimiento, se requiere saber con qu facilidad puede fluir el liquido a travs del sistema poroso. Esta propiedad de la roca que depende de la manera en que los poros estn intercomunicados, es la permeabilidad. Los principales parmetros petrofsicos para evaluar un depsito son: porosidad, saturacin de hidrocarburos, espesor, rea, permeabilidad, geometra, temperatura y la presin del yacimiento, as como la litologa que desempean un papel importante en la evaluacin, terminacin y produccin de un yacimiento. Registro de Potencial Espontaneo y de Rayos Gamma Naturales La curva de Potencial espontneo (SP) y el registro de Rayos Gamma naturales (GR) son registros de fenmenos fsicos que ocurren naturalmente en las rocas in situ. La curva SP registra el potencial elc-

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trico producido por la interaccin del agua de formacin innata, el fluido de perforacin conductivo y otras rocas selectivas de iones (lutita) y el registro de GR indica la radioactividad natural de las formaciones. Casi todas las rocas presentan cierta radioactividad natural y la cantidad depende de las concentraciones de potasio, torio y uranio, los registros SP y de GR son bastantes tiles e informativos, entre sus usos se encuentran los siguientes: Diferencia roca potencialmente productoras permeables y porosas (arenisca, caliza, dolomia) de arcillas y lutitas no permeables. Define los limites de las capas y permite la correlacin entre las capas. Proporciona una indicacin de la arcillosidad de la capa. Ayuda en la identificacin de la litologa (mineral). En el caso de la curva SP permite la determi, nacin de la resistividad del agua de formacin. En el caso de los Registros GR y NGS (registro de espectrometria de rayos gamma naturales) detecta y evala depsitos de minerales radioactivos. En el caso del registro NGS define las concentraciones de potasio, torio y uranio. Registro SP La curva SP es un registro de la diferencia entre el potencial elctrico de un electrodo movil en el pozo y el potencial elctrico de un electrodo fijo en la superficie en funcin de la profundidad, enfrente de lutitas, la Curva SP por lo general, define una lnea ms o menos recta en el registro, que se llama lnea base de lutitas, enfrente de formaciones permeables, la curva muestra excursiones con respecto a la lnea base de lutitas; en las capas gruesas estas deflexiones tienden a alcanzar una deflexin constante, definiendo as una lnea de arena y la deflexin puede ser a la izquierda o a la derecha, dependiendo principalmente de las salinidades relativas del agua de formacin y del filtrado de lodo, el registro del SP se mide en milivoltios (mV) y no se puede registrar en pozos llenos con lodos no conductivos, ya que stos no proporcionan una continuidad elctrica entre el electrodo del SP y la formacin.

Registro de RG El registro de RG es una medicin de la radioactividad natural de las formaciones. En las formaciones sedimentarias el registro normalmente refleja el contenido de arcilla de las formaciones porque los elementos radioactivos tienden a concentrarse en arcillas y lutitas. Las formaciones limpias generalmente tienen un nivel muy bajo de radioactividad, a menos que contaminantes radioactivos como cenizas volcnicas o residuos de granito estn presentes o que las aguas de formacin contengan sales radioactivas disueltas. El registro de RG puede ser corrido en pozos entubado lo que lo hace muy til como una curva de correlacin en operaciones de terminacin o modificacin de pozo. Con frecuencia se usa para complementar el registro del SP y como sustituto para la curva SP en pozos perforados con lodo salado , aire o lodos a base de aceite. En cada caso , es til para la localizacin de capas con y sin arcilla y, lo mas importante, para la correlacin general. Las propiedades de los Rayos Gamma son impulsos de ondas electromagnticos de alta energa que son emitidos espontneamente por algunos elementos radioactivos. El istopo de potasio radioactivo con un peso atmico 40 y los elementos radioactivos de las series del uranio y del torio emiten casi toda la radiacin gamma que se encuentra en la tierra, cada uno de estos elementos emite rayos gamma, el nmero y energa de stos es distintivo de cada elemento, al pasar a travs de la materia, los rayos gamma experimentan colisiones de Compton sucesivas con los tomos del material de la formacin y pierden energa en cada colisin.Despus de que el rayo gamma ha perdido suficiente energa , un tomo de la formacin lo absorbe por medio de efecto fotoelctrico. Por consiguiente, los rayos gamma naturales se absorben gradualmente y sus energas se degradan {reducen} al pasar a travs de la formacin. La tasa de absorcin vara con la densidad de la formacin, dos formaciones que tengan la misma cantidad de material radiactivo por volumen de unidad, pero con diferentes densidades, mostraran diferentes niveles de radioactividad, las formaciones menos densas aparecern algo ms radioactivas.

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Registros de Porosidad La porosidad de las rocas puede obtenerse a partir del registro snico, el registro de densidad o el registro de neutrones. Todas estas herramientas ven afectada su respuesta por la porosidad, los fluidos y la matriz de la formacin. Si los efectos de fluidos y matriz se conocen o se pueden determinar, la respuesta de la herramienta puede relacionarse con la porosidad. Por lo tanto, estos instrumentos se mencionan con frecuencia como registros de porosidad. Tres tcnicas de registro responden a las caractersticas de la roca adyacente al agujero. Su profundidad de investigacin es de slo unas cuantas pulgadas y por lo tanto est generalmente dentro de la zona invadida. Otras mediciones petrofsicas, como la micro-resistividad, el magnetismo nuclear o la propagacin electromagntica, algunas veces se utilizan para determinar la porosidad. Sin embargo, estos instrumentos tambin reciben una gran influencia del fluido que satura los poros de las rocas. Por esta razn se discuten aparte. Registros snicos En su forma ms sencilla, una herramienta snica consiste de un transmisor que emite impulsos snicos y un receptor que capta y registra los impulsos. El registro snico se da simplemente en funcin del tiempo, t, que requiere una onda sonora para atravesar un pie de formacin. Este es conocido como tiempo de trnsito, t, t es el inverso de la velocidad de la onda sonora. El tiempo de trnsito para una formacin determinada depende de su litologa y su porosidad. Cuando se conoce la litologa, esta dependencia de la porosidad hace que el registro snico sea muy til como registro de porosidad. Los tiempos de trnsito snicos integrados tambin son tiles al interpretar registros ssmicos. El registro snico puede correrse simultneamente con otros servicios. El principio es la propagacin del sonido en un pozo, es un fenmeno complejo que est regido por las propiedades mecnicas de ambientes acsticos diferentes. Estos incluyen la formacin, la columna de fluido del pozo y la misma herramienta de registro. El sonido emitido del transmisor choca contra las paredes del agujero. Esto establece ondas de com-

prensin y de cizallamiento dentro de la formacin, ondas de superficie a lo largo de la pared del agujero y ondas dirigidas dentro de la columna de fluido. En el caso de registros de pozos, la pared y rugosidad del agujero, las capas de la formacin, y las fracturas pueden representar discontinuidades acsticas significativas. Por lo tanto, los fenmenos de refraccin, reflexin y conversin de ondas dan lugar a la presencia de muchas ondas acsticas en el agujero cuando se est corriendo un registro snico. Estas formas de onda se registraron con un arreglo de ocho receptores localizados de 8 a 11 pies del transmisor. Se marcaron los diferentes paquetes de ondas. Aunque los paquetes de ondas no estn totalmente separados en el tiempo en este espaciamiento, pueden observarse los distintos cambios que corresponden al inicio de llegadas de compresin y cizallamiento y la llegada de la onda Stoneley. El primer arribo u onda compresional es la que ha viajado desde el transmisor a la formacin como una onda de presin de fluido, se refracta en la pared del pozo, viaja dentro de la formacin a la velocidad de onda compresional de la formacin y regresa al receptor como una onda de presin de fluido. La onda de cizallamiento es la que viaja del transmisor a la formacin como una onda de presin de fluido, viaja dentro de la formacin a la velocidad de onda de cizallamiento de la formacin y regresa al receptor como una onda de presin de fluido. La onda de lodo (no muy evidente en estos trenes de ondas) es la que viaja directamente del transmisor al receptor en la columna de lodo a la velocidad de onda de compresin del fluido del agujero. La onda Stoneley es de gran amplitud y viaja del transmisor al receptor con una velocidad menor a la de las ondas de compresin en el fluido del agujero. La velocidad de la onda Stoneley depende de la frecuencia del pulso de sonido, del dimetro del agujero, de la velocidad de cizallamiento de la formacin, de las densidades de la formacin y del fluido y de la velocidad de la onda de compresin en el fluido.

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Determinacin de Litologa y Porosidad Las mediciones de los registros: neutrnico, de densidad y snico dependen no slo de la porosidad sino tambin de la litologa de la formacin, del fluido en los poros, y en algunos casos, de la geometra de la estructura porosa. Cuando se conoce la litologa, y en consecuencia, los parmetros de la matriz, pueden obtenerse los valores correctos de porosidad en base a dichos registros (corregidos debido a efectos ambientales)en formaciones limpias saturadas de agua. Bajo esas condiciones, cualquier registro, ya sea neutrnico, el de densidad o, si no hay porosidad secundaria, el snico, puede utilizarse a fin de determinar la porosidad. La determinacin exacta de la porosidad resulta ms difcil cuando se desconoce la litologa de la matriz o si consiste de dos o ms minerales en proporciones desconocidas. La determinacin se complica todava ms cuando la respuesta de los lquidos de los poros localizados en la porcin de la formacin que la herramienta est investigando, vara de manera notable de aquella del agua. En especial, los hidrocarburos ligeros (gas) pueden influir de manera importante en los tres registros de porosidad. Inclusive la naturaleza o tipo de la estructura porosa afecta la respuesta de la herramienta. Los registros neutrnico y de densidad responden a la porosidad primaria (intergranular o intercristalina) con la porosidad secundaria (cavidades, fisuras, fracturas). Sin embargo, los registros snicos tienden a responder slo a la porosidad primaria de distribucin uniforme. A fin de determinar cundo se presenta cualquiera de estas complicaciones, se necesitan ms datos que aquellos que proporciona un solo registro de porosidad. Por fortuna, los registros neutrnicos de densidad y snico responden de manera diferente a los minerales de la matriz, a la presencia de gas o aceites ligeros, y a la geometra de la estructura porosa.. Se pueden utilizar combinaciones de esos registros y el factor fotoelctrico, Pe, la medicin del registro de Litho-Densidad* y las mediciones de torio, uranio y potasio tomadas del registro de espectrometra de rayos gamma naturales NGS*, con el propsito de determinar las mezclas de matrices o fluidos complejos y as proporcionar una determinacin ms exacta de la porosidad.

La combinacin de mediciones depende de la situacin. Por ejemplo, si una formacin se compone de dos minerales conocidos en proporciones desconocidas, la combinacin de los registros neutrnico y de densidad o de densidad y seccin transversal fotoelctrica podr definir las proporciones de los minerales adems de dar un mejor valor de la porosidad. Si se sabe que la litologa es ms compleja pero si slo consiste de cuarzo, caliza, dolomita y anhidrita, puede deducirse un valor relativamente fiel de la porosidad en base, otra vez, a la combinacin de densidad-neutrnica. Las grficas de interrelacin son una manera conveniente de mostrar cmo varias combinaciones de registros responden a la litologa y la porosidad. Tambin proporcionan un mejor conocimiento visual del tipo de mezclas que la combinacin podr determinar mejor. Cuando la litologa de la matriz es una mezcla binaria (por ejemplo, arenisca-caliza, calizadolomita o arenisca- dolomita), el punto marcado a partir de las lecturas de registros caer entre las lneas de litologa correspondientes. Registros de Densidad Los registros de densidad se usan principalmente como registros de porosidad, otros usos incluyen identificacin de minerales en depsitos de evaporitas, deteccin de gas, determinacin de la densidad de hidrocarburos, evaluacin de arenas con arcilla y de litologas complejas, determinacin de produccin de lutitas con contenido de aceite, clculo de presin de sobrecarga y propiedades mecnicas de las rocas. El principio es una fuente radioactiva, que se aplica a la pared del agujero en un cartucho deslizable, emite a la formacin rayos gamma de mediana energa, se puede considerar a estos rayos gamma como partculas de alta velocidad que chocan con los electrones en la formacin, con cada choque, los rayos gamma pierden algo de su energa, aunque no toda, la ceden al electrn y continan con energa disminuida la cual se conoce como efecto Compton y los rayos gamma dispersos que llegan al detector, que est a una distancia fija de la fuente, se cuentan para indicar la densidad de la formacin. El nmero de colisiones en el efecto Compton est directamente relacionado con el nmero de electrones de la formacin, en consecuencia, la respuesta de la herramienta de densidad est determinada esen-

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cialmente por la densidad de los electrones (nmero de electrones por centmetro cbico) de la formacin. La densidad de los electrones est relacionada con el volumen de densidad real, que a su vez depende de la densidad del material de la matriz de la roca, la porosidad de la formacin y la densidad de los fluidos que llenan los poros. Registros Neutrnicos Los registros neutrnicos se utilizan principalmente para delinear formaciones porosas y para determinar su porosidad y responden principalmente a la cantidad de hidrgeno en la formacin, por lo tanto, en formaciones limpias cuyos poros estn saturados con agua o aceite, el registro de neutrones refleja la cantidad de porosidad saturada de fluido. Las zonas de gas con frecuencia pueden identificarse al comparar el registro de neutrones con otro registro de porosidad o con un anlisis de muestras. Una combinacin del registro de neutrones con uno o ms registros de porosidad proporciona valores de porosidad e identificacin de litologa aun ms exactos, incluso una evaluacin del contenido de arcilla. El principio es que los neutrones son partculas elctricamente neutras; cada una tiene una masa idntica a la masa de un tomo de hidrgeno. Una fuente radioactiva en la sonda emite constantemente neutrones de alta energa (rpidos), estos neutrones chocan con los ncleos de los materiales de la formacin en lo que podra considerarse como colisiones elsticas de "bolas de billar", con cada colisin, el neutrn pierde algo de su energa. La cantidad de energa prdida por colisin depende de la masa relativa del ncleo con el que choca el neutrn, la mayor prdida de energa ocurre cuando el neutrn golpea un ncleo con una masa prcticamente igual, es decir un ncleo de hidrgeno. Las colisiones con ncleos pesados no desaceleran mucho al neutrn, por lo tanto la desaceleracin de neutrones depende en gran parte de la cantidad de hidrgeno de la formacin. Debido a las colisiones sucesivas, en unos cuantos microsegundos los neutrones habrn disminuido su velocidad a velocidades trmicas, correspondientes a energas cercanas a 0.025 eV, entonces, se difunden aleatoriamente, sin perder ms energa, hasta que son capturados por los ncleos de tomo como cloro, hidrgeno o silicio. El ncleo que captura se excita intensamente y emite un rayo gamma de cap-

tura de alta energa. Dependiendo del tipo de herramienta de neutrones, un detector en la sonda capta estos rayos gamma de captura o los neutrones mismos. Cuando la concentracin de hidrogeno del material que rodea a la fuente de neutrones es alta, la mayora de stos son desacelerados y capturados a una distancia corta de la fuente, por el contrario, si hay poca concentracin de hidrgeno, los neutrones se alejan de la fuente antes de ser capturados, de acuerdo con esto, la tasa de conteo en el detector aumenta para bajas concentraciones de hidrgeno y viceversa. Registros de Resistividad La resistividad de la formacin es un parmetro clave para determinar la saturacin de hidrocarburos, la electricidad puede pasar a travs de una formacin slo debido al agua conductiva que contenga dicha formacin. Con muy pocas excepciones, como el sulfuro metlico y la grafita, la roca seca es un buen aislante elctrico. Adems, las rocas perfectamente secas rara vez se encuentran, por lo tanto las formaciones subterrneas tienen resistividades mensurables y finitas debido al agua dentro de sus poros o el agua intersticial absorbida por una arcilla. La resistividad de una formacin depende de: La resistividad de agua de formacin. La cantidad de agua presente. La geometra estructural de los poros.

La resistividad (resistencia especifica) de una sustancia, es la resistencia medida entre lados opuestos de un cubo unitario de la sustancia a una temperatura especifica, las unidades de resistividad son el ohmiometros cuadrados por metro, o simplemente ohmiometros (ohm-m). La conductividad es la inversa de la resistividad. Las resistividades de formacin por lo general varian de 0.2 a 1000 ohm-m, resistividades superiores a 1000 ohm-m son poco comunes en formaciones permeables pero se observan en formaciones impermeables de muy baja porosidad (por ejemplo las evaporitas). La resistividad de formacin se mide ya sea al mandar corriente a la formacin y medir la facilidad con que fluye la electricidad o al inducir una corriente elctrica en la formacin y medir qu tan grande es.

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El principio de la medicin de los registros de resistividad es introducir corrientes en la formacin, por medio de electrodos de corriente y se miden los voltajes entre los electrodos de medicin, estos voltajes proporcionan la resistividad para cada dispositivo, en una formacin homognea e isotropica de extensin infinita, las superficies equipotenciales que rodean un solo electrodo emisor de corriente (A), son esferas. El voltaje entre un electrodo (M) situado en una de esas esferas y uno en el infinito es proporcional a la resistividad de la formacin homognea y el voltaje medido puede graduarse en una escala en unidades de resistividad. Registro en Agujero Entubado Registro RG El registro de RG puede ser corrido en pozos entubado lo que lo hace muy til como una curva de correlacin en operaciones de terminacin o modificacin de pozo, por ejemplo al correlacionar los disparos de cambio de intervalo y/o mejorar la cementacin, as mismo cuando se inyecta un trazador radioactivo y se requiere ver la altura del intervalo que tomo. Registro Decaimiento Termal (TDT) La herramienta consta de un generador de neutrones de alta velocidad, la cual se reduce rpidamente hasta la llamada "velocidad termal" al ser capturados por ncleos de la formacin, emitiendo radiaciones gamma que son detectadas por el aparato, durante el tiempo de medicin, la cantidad de neutrones termales disminuye exponencialmente. El tiempo requerido para medir la disminucin de neutrones termales es la constante correspondiente al tiempo de decaimiento y representa las propiedades de captura de neutrones de la formacin. Se grfica un valor de tiempo de decaimiento que es representativo de la velocidad de decaimiento o prdida de neutrones termales en la formacin, el cloro captura una gran cantidad de neutrones y es el elemento predominante en el proceso de captura, con lo cual se puede decir que el registro responde al contenido de agua salada en la formacin. El registro TDT es la primera herramienta que permite determinar la saturacin de agua a travs de la T.R.; para obtener valores precisos, se requiere una buena informacin de la porosidad. Las principales aplicaciones son:

Localizacin de zonas de hidrocarburos en pozos ademados. Control de proyectos de recuperacin secundaria, ya que determina la saturacin residual. Correlacin de profundidades de pozos ademados. III. TOMA DE INFORMACIN La toma de informacin al inicio y durante la vida productiva del yacimiento es muy importante para conocer la situacin real del pozo y la posibilidad de mejorar sus condiciones de explotacin, para lo cual se necesita informacin sobre las caractersticas del sistema roca fluido, el estado actual de agotamiento del yacimiento, la eficiencia de terminacin del pozo, etc. y as mismo para dar recomendaciones vlidas sobre la manera en que un pozo de aceite o gas debe producir, es necesario una compresin clara de los principios que rigen el movimiento de los fluidos desde la formacin hasta la superficie. Si se encuentra que el pozo no esta produciendo de acuerdo con su capacidad, se deben investigar las causas, las cuales corresponden a diferentes tipos de problemas, ya sea del yacimiento, de los fluidos, del pozo o del equipo. Para poder determinar lo anterior es muy importante tomar informacin como son los registros de presin de fondo cerrado y fluyendo, realizar diferentes pruebas de variacin de presin como son la de Incremento Decremento, de Interferencia, tomar los diferentes registros de produccin, etc. Registros de presin Existen registros de presin en donde una buena medicin de la presin es parte esencial de las pruebas de variacin de presin en pozos. Para obtener mejores resultados, las presiones deben ser medidas cerca de los estratos productores y hay tres tipos bsicos de medidores de presin de fondo y son : de cable de lnea, registro con instalaciones permanentes y de registro recuperable en la superficie. Curvas de variacin de presin El objetivo de las pruebas de presin , que consisten bsicamente en generar y medir variaciones de presin en los pozos, es obtener informacin del sistema roca-fluido y de los mismos pozos, a partir del anlisis de las citadas variacin de presin. La informacin que se puede obtener incluye dao, permeabi-

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lidad, porosidad, presin media, discontinuidades, etc., la cual es esencial para la explotacin eficiente de los yacimientos. Las diferentes tipos de pruebas de presin son las siguientes : de Incremento, de Decremento, Prueba de inyectividad, de interferencia y de decremento en pozos inyectores. Las diferentes pruebas de presin se basan en conceptos bsicos y suposiciones para el anlisis de las mismas pruebas como son : el dao a la formacin y el almacenamiento del pozo, el principio de superposicin en donde se realiza un desarrollo matemtico intenso para llegar a las formulas matemticas que se utilizan para el anlisis. El anlisis se realiza por curvas tipo que fueron desarrolladas y es un anlisis realmente sencillo para proporcionar resultados aproximados. Registros de presin de fondo cerrado y fluyendo Registros de produccin Los registros de produccin son los registros que se pueden tomar despus que se han cementado las tuberas de revestimiento, colocado el aparejo de produccin y disparado el intervalo productor, es decir, despus de la terminacin inicial del pozo, estos registros han permitido conocer con ms detalle el comportamiento no solo de los pozos, sino tambin de las formaciones. Por ejemplo algunos de los beneficios que se pueden obtener : evaluacin de la eficiencia de la terminacin, informacin detallada sobre las zonas que producen o aceptan fluidos, deteccin de zonas ladronas, canalizacin de cemento, perforaciones taponadas, fugas mecnicas, etc. Entre los registros de produccin se tienen los siguientes: de temperatura, de gastos, de presiones, de dimetro interior de tuberas, etc. Paralelamente con el perfeccionamiento de las herramientas para correr los registros de produccin se han ido desarrollando tcnicas depuradas de interpretacin, permitiendo que las intervenciones en los pozos sean ms efectivas. Existen cuatro condiciones bsicas en relacin con el pozo, las cuales se determinan con la ayuda de los registros de produccin, estas condiciones son: Estado mecnico del pozo. Calidad de la cementacin.

Comportamiento del pozo. Evaluacin de las formaciones.

Las herramientas de los registros de produccin con una lnea elctrica y registran las seales en la superficie; han sido diseadas para correrse con cable y grabar grficas o cintas magnticas con informacin sobre las condiciones del pozo, las cuales proporcionan los datos necesarios para evaluar la eficiencia de la terminacin del mismo. Registro de Molinete Es un registro medidor continuo de gastos tipo hlice (molinete), que se utiliza para medir las velocidades de los fluidos en el interior de las tuberas de produccin y revestimiento, la herramienta es colocada en el centro de la columna de fluido por medio de centrados de resorte y corrida a una velocidad constante en contra de la direccin del flujo, la velocidad de la hlice, que es una funcin lineal de la velocidad del fluido respecto a la herramienta, se registra continuamente contra la profundidad. Este tipo de medidor es ms efectivo para mediciones de flujo en una sola fase con gastos de produccin altos y si el dimetro del agujero y la viscosidad de los fluidos permanecen constantes, el registro puede presentarse en una escala en por ciento del flujo total. Existen tres factores principales que afectan la velocidad de la hlice : velocidad y viscosidad de los fluidos y dimetro del agujero. Registros de Evaluacin de Cementacin Los registros de evaluacin de la cementacin primaria de la tubera de revestimiento de superficial, intermedia y de explotacin, se vea inicialmente nicamente la cima de cemento en la parte exterior, ya que dicho registro indicaba en donde estaba el cambio de temperatura de caliente a fro y en ese momento se detectaba o se vea la cima de cemento. Actualmente la evaluacin de la cementacin se realiza con el registro Snico de cementacin CBL, la herramienta consta de dos secciones: Acstica y electrnica, la seccin acstica contiene un transmisor y un receptor. La onda sonora emitida por el transmisor viaja a travs de la TR y es detectada por el receptor, la seccin electrnica mide la amplitud de la porcin deseada de la seal del receptor y la transmite a la superficie para ser registrada. La amplitud

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de la onda es funcin del espesor de la tubera y de la resistencia, de la adherencia y espesor del cemento. En tubera no cementadas, la amplitud es mxima; en tuberas cementadas (completamente circundada por una capa de cemento, menor de " de espesor) la amplitud es mnima. El concepto de ndice de adherencia proporciona una evaluacin cualitativa de la cementacin, usando nicamente el registro CBL, excluyendo otros factores, el ndice de adherencia es proporcional a la circunferencia de la T.R. en contacto con el cemento bueno, la experiencia indica que ndices de cementacin mayores de 8 sobre una seccin de 5 pies de T.R. de 5 " de dimetro generalmente no hay comunicacin a lo largo de la seccin particular de T.R. y un ndice de adherencia mucho menor de 8 indica la probabilidad de canalizacin de lodo o cemento contaminado con cemento. La centralizacin es extremadamente importante en la amplitud snica registrada, si se obtiene una repetibilidad adecuada, entonces puede suponerse que se tiene buena centralizacin y un movimiento rpido en la seal del tiempo de transito es debido a la mala centralizacin. El registro CBL-VDL indica la Adherencia entre la tubera de revestimiento y el cemento y la adherencia entre el cemento y la formacin. IV. CEMENTACIN DE TUBERAS DE REVESTIMIENTO DE EXPLOTACIN Durante la Perforacin de un pozo petrolero es necesario proteger el agujero, con tuberas de revestimiento, la cual con el cemento integran un conjunto de seguridad y funcionalidad para el pozo. La operacin de cementacin primaria de las tuberas de revestimiento consiste en bombear por la TR un bache lavador, un espaciador, lechada de cemento diseada, espaciador y posteriormente el desplazamiento calculado para alcanzar la presin final requerida, la lechada se coloca en el espacio anular entre el agujero descubierto y la TR. La experiencia ha demostrado que una operacin deficiente de la Cementacin primaria de Tubera de revestimiento, origina continuas dificultades en la vida productiva de los pozos y a largo plazo el medio

ambiente, adems las operaciones costosas para corregir esta anomala. Se debe realizar un programa bien establecido para llevar a cabo una operacin exitosa, desde su planeacin en el gabinete, los materiales, aditivos, diseo del tipo de lechada, baches lavadores, espaciadores, equipo y accesorios a utilizar, as mismo en el campo realizar la operacin como se program, cumplir con la densidad de la lechada diseada, presiones y gasto de bombeo para terminar la operacin exitosamente. Tuberas de Explotacin El objetivo es aislar las zonas que contienen hidrocarburos, evitar la movilidad de fluidos contenidos en cada zona y permite producir y controlar el pozo. Los dimetros ms comunes son de 7 5/8", 7" , 6 5/8", 5", 4 " y actualmente con la Tcnica de pozos esbeltos de 3 ". Tuberas de Explotacin cortas Existen las Tuberas de explotacin cortas liner, la cual es una seccin de tubera de revestimiento colocada en agujero descubierto dentro de otra tubera para corregir daos en tuberas ya cementadas y se cementan con el objetivo de aislar zonas de presin anormal, ahorro econmico, rpida colocacin en las zonas programadas, reducir los volmenes de cemento. Clasificacin de Tuberas de revestimiento de acuerdo a sus propiedades - Dimetro Exterior. - Peso por Unidad de longitud. - Grado de Acero. - Tipo de Junta. - Longitud o Rango De acuerdo a las condiciones del agujero se clasifican en dos grupos: - Unin a base de rosca. - Unin a base de soldadura. Accesorios para Tuberas de Revestimiento Es conocido que al introducir la tubera de revesti-

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miento dentro de un agujero es necesario equiparlo con los accesorios convenientes para obtener mejores resultados de los objetivos bsicos. Podemos mencionar a los principales accesorios para la cementacin. Zapatas La zapata protege y gua en la introduccin a la tubera de revestimiento, evitando la deformacin y desgaste de la misma, pueden ser del tipo: Gua, Flotadora, Diferencial, De ptalos y Tipo V. Coples Proporcionan la superficie de sello y el punto de asentamiento para los tapones de cementacin, se colocan usualmente de 1 a 3 tramos arriba de la zapata. Pueden ser del tipo: Flotador, Diferencial, Retencin y Cementacin Mltiple. Tapones de Cementacin Son los tapones que se utilizan para realizar una buena limpieza (diafragma) y posteriormente el desplazamiento de la lechada de cemento (slido) para evitar su contaminacin. Centradores En las cementaciones primarias de tuberas de revestimiento es muy conveniente que en las zonas de mayor inters quede centrada la tubera con la finalidad de distribuir la lechada de cemento uniformemente. Tipos de Cemento Cemento es un material con ciertas propiedades de adherencia y es el resultado de la calcinacin de una mezcla especifica de caliza y arcilla con adicin de xidos de sodio, potasio y magnesio, existen diferentes tipos de cemento, la API los clasifica de la siguiente manera : - Clase "A" - Clase "B" - Clase "C" - Clase "D" - Clase "E" - Clase "G y H"

Actualmente se esta tratando de utilizar el lodo como cemento para la cementacin de las tuberas de revestimiento, aunque esto esta todava como una prueba tecnolgica llamada MTC y se encuentra en desarrollo. Aditivos Aceleradores. Se utilizan para acelerar el fraguado de la lechada, y pueden ser: Cloruro de Calcio, Cloruro de Sodio, Yeso Hidratado y Agua de Mar. Retardadores. Se utilizan para retardar el fraguado de las lechadas. Cada Compaa de servicio emplea un cdigo para sus productos. Para Alta Densidad. Se utilizan para aumentar la densidad de la lechada de cemento para contener altas presiones de la Formacin y mejorar el desplazamiento del lodo. Se tienen: hematita, barita, ilmentita y la sal. Para Lechadas de Baja Densidad. Las lechadas de baja densidad se pueden acondicionar, agregando materiales que requieran agua, con una gravedad baja especifica, entre los ms comunes tenemos: bentonita, gilsonita, spherelite. Controladores de Filtrado. Se utilizan para disminuir la deshidratacin o la prdida de agua de la lechada a zonas porosas; proteger formaciones sensibles y mejorar las cementaciones forzadas. Controladores de prdidas de Circulacin. Como su nombre lo indica para control de perdidas de fluido previa cementacin, entre los mas comunes se tienen: Gilsonita, Cemento Thixotrpico, Flo - Check y Bentonita - Cemento - Diesel: Reductores de Friccin. Se utilizan como dispersantes en las lechadas de cemento para reducir su viscosidad aparente de la lechada. Operacin de Cementacin Primaria Posteriormente del diseo de la tubera de revestimiento, se procede a elaborar y coordinar para llevar acabo la operacin de cementacin primaria de la misma, en donde se deben tomar en cuenta los materiales, aditivos, equipos, introduccin y diseo de la lechada de cemento de la propia cementacin.

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Operaciones Previas a la Cementacin a.- Anlisis del Agua disponible. Es de gran importancia conocer con tiempo las caractersticas qumicas del agua que se utilizar y efectuar pruebas del cemento con estas. Si se considera necesario se transportar cuidando que su salinidad sea menor de 1000 ppm de Cloruros. b.- Pruebas de Cemento de cada lote recibido. El Control de calidad del cemento es de gran importancia e invariablemente debern efectuarse pruebas de los lotes recibidos, bsicamente en cdula No. 5 sin aditivos, as como el clculo de la densidad mxima permisible para evitar prdidas de circulacin por fracturamiento de las formaciones y de acuerdo a la temperatura de fondo del pozo para el diseo de la lechada de cemento. c.- Programa de Accesorios. El programa de accesorios estar sujeto bsicamente a los objetivos que se persigan, fijando normas y condiciones que optimicen los resultados y evitando al mximo un incremento en los costos, as mismo se deben verificar los accesorios en su dimetro, estado, tipo de rosca, dimetros interiores, grados y librajes as como el funcionamiento de las partes de los accesorios antes de la operacin para cualquier anomala que se detecte se corrija a tiempo y no a la hora de iniciar la introduccin de la tubera. d.- Diseo de la lechada de cemento y los baches lavadores y espaciadores. El diseo de la lechada de cemento es un aspecto muy importante ya que en la misma se debe considerar aditivos para la presencia de gas, retardadores y/ aceleradores y en caso necesario, etc., as mismo debe contemplarse la compatibilidad con el lodo de perforacin en uso y los diferentes baches a utilizar como son los limpiadores y espaciadores. Con el objeto de tener mejores resultados en las

cementaciones primarias el volumen de fluido limpiador que se programe y el gasto, debe estar diseado para un tiempo de contacto de 8 a 12 min. Utilizando un flujo turbulento, lo cual es un mnimo recomendable para remover el enjarre de los lodos de perforacin y para su diseo se deben tomar en cuenta el dimetro de las tuberas de revestimiento as como los dimetros de los agujeros, para que sea el volumen adecuado y se obtengan ptimos resultados, as mismo tomar en cuenta el tipo de formacin, se bombeara despus de haber soltado el tapn de diafragma. Cuando se selecciona un fluido espaciador, para efectuar un eficiente desplazamiento del lodo, debern tomarse en cuenta la reologa del fluido espaciador, gasto de bombeo, compatibilidad del fluido espaciador con el lodo y el cemento y tiempo de contacto; con lodos base agua, un pequeo volumen de agua como espaciador entre el lodo y el cemento han registrado resultados satisfactorios. El criterio ms importante en la seleccin de un fluido espaciador es que el fluido seleccionado pueda desplazarse en turbulencia a gastos de bombeo razonables para la geometra que presenta el pozo. Operaciones durante la Cementacin a.- Colocacin de Accesorios y revisin de Tramos Es muy importante verificar la correcta colocacin de accesorios, de acuerdo al programa elaborado previamente, as como tambin es importante verificar las condiciones del fluido de control, ya que es un factor de gran importancia para el xito de una cementacin primaria. As mismo la numeracin de los tramos, siguiendo un orden de acuerdo al diseo del ademe que se utilizar en el pozo en grados, peso y tipos de roscas ,las cuales deben satisfacer las condiciones de medida del probador del manual y con el objeto de seguir el orden de introduccin programado. El total de tramos debe coincidir en todas sus partes con el nmero de tramos, apartando los que estn en malas condiciones, principalmente en las roscas y los que se hayan golpeado y daado durante su transporte y/ introduccin, as

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como los tramos sobrantes del total programado. El ajuste aproximado de la totalidad de los tramos a utilizar, nos indicar las profundidades de circulacin, el cambio de grados y pesos de las diferentes tuberas programadas, hasta llegar a la profundidad total y as mismo es importante verificar el calibrador "conejo" que se esta utilizando, ya que la prdida del mismo puede ocasionar un problema serio a la hora de la cementacin y no se pueda establecer circulacin porque el calibrador se qued dentro del ademe que ya se introdujo al pozo por lo que debe proceder a su pesca de inmediato. b.- Introduccin de la Tubera de Revestimiento. Durante la introduccin de la tubera de revestimiento uno de los problemas que puede afectar el xito o el fracaso de la operacin de cementacin, seria el que se origine la presin de surgencia que puede ocasionar prdidas de circulacin que bsicamente se pueden originar durante la introduccin incorrecta de la tubera. La velocidad de introduccin deber calcularse antes de iniciar la operacin de introduccin, velocidad que estar sujeta por la densidad del lodo de perforacin, longitud de la columna, espacio entre tubera y agujero y accesorios de la tubera, por la experiencia y la prctica se ha observado que no es conveniente rebasar una velocidad de introduccin de 20-34 seg por tramo de 12 metros. c.- Llenado de Tuberas y Circulacin. El llenado de la tubera depender de los accesorios programados y del funcionamiento de los mismos, as como de las condiciones del fluido de control, de la velocidad de circulacin y recuperacin del corte. Los beneficios de la circulacin en el pozo, durante la perforacin as como en la cementacin de tuberas de revestimiento es de gran importancia, tomando en cuenta que la mayora de los lodos de perforacin son de bajo esfuerzo de corte y forman geles con slidos en suspensin cuando permanecen en reposo. La circula-

cin y el movimiento de la tubera en los casos que sea posible, romper este gel reduciendo la viscosidad del lodo. Los tiempos suficientes de circulacin, dependern de la profundidad, pozo, espacio anular entre tuberas y agujero, tipo de formaciones que se atraviesen y del buen funcionamiento del equipo de flotacin que se programe. d.- Instalacin de la cabeza de cementacin y de los tapones. La supervisin del estado fsico de la cabeza de cementacin es de gran importancia, que implica roscas, tapas, pasadores, machos y vlvulas, as como el dimetro correcto. Asmismo es de gran importancia la supervisin en la colocacin de los tapones de desplazamiento y limpieza y en la posicin de las vlvulas machos de la cabeza de cementacin durante la operacin. e.- Verificacin del sistema Hidrulico de bombeo superficial. Es muy importante verificar el buen funcionamiento de las bombas de los equipos de perforacin, as como su limpieza de las mismas con el objeto de evitar contratiempos en los desplazamientos de las lechadas de cemento, se debe checar su eficiencia y volmenes por embolada que estar sujeto a los dimetros del pistn y carrera del mismo. f.Operacin de Cementacin. En el proceso de operacin es importante verificar la instalacin correcta de equipos programados y auxiliares, checar circulacin, preparar el colchn limpiador de acuerdo al programa en tipo y volumen y bombear al pozo, preparar el colchn separador , soltar el tapn de diafragma limpiador , bombear el colchn separador, bombear lechada de cemento de acuerdo a diseo elaborado en cuanto a densidad , soltar el tapn de desplazamiento slido , bombear un colchn de agua natural y desplazar la lechada con el volumen calculado; durante la operacin es importante verificar la circulacin, niveles de presas y presin de desplazamiento. La verificacin de la llegada del tapn de despla-

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zamiento al cople de retencin presin final es de gran importancia, seria una manera de checar el volumen calculado de desplazamiento, adems, comprobar que la maniobra efectuada en la cabeza de cementacin fue correcta. La presin final se descargar a cero y se checar el funcionamiento del equipo de flotacin y en caso de falla del mismo se represionar con una presin diferencial adecuada, para evitar el efecto de microanillo y se cerrar el pozo hasta el fraguado inicial de la lechada. Finalmente se elaborar el reporte final de la operacin, que incluir el ajuste final de la tubera de revestimiento indicando grado, peso y rosca, nmero de centradores utilizados, presiones de operacin, si se present alguna falla mencionarla, indicar si durante la operacin la circulacin fue normal se presentaron prdidas y si funcion no funcion el equipo de flotacin, adems se indicar el tiempo de fraguado y el programa de terminacin. Operaciones posteriores a la Cementacin La tubera se anclar en sus cuas con el 30% de su peso, se cortar, biselar y colocarn empaques secundarios, carrete adapatador y se probara con presin, posteriormente se bajara a reconocer la cima de cemento, se probara la tubera , se escariar y se evaluara la cementacin tomando un Registro Sonico de Cementacin CBL-VDL . Ejemplo: Se va a realizar la cementacin de la tubera de explotacin de 6 5/8",N-80, combinada 24-28 # a 2500 m. T.R. Explotacin 6 5/8",24# de 0 a 1800 m 6 5/8",283 de 1800-2500 m Dimetro Agujero = 9" T.R. anterior 9 5/8" ,N-80,40 # A 1500 m. Intervalo de inters 2350 - 2400 m. Cima de cemento a 1800 m. Cople flotador 6 5/8" a 2470 m. Clculos: Primero se requiere conocer los dimetros interiores de la T.R. de explotacin y su capacidad, as mismo

se deben calcular las capacidades de los diferentes Espacios Anulares entre el agujero y el dimetro exterior de la TR de explotacin, en este caso se consider un agujero uniforme, pero en la realidad sto varia sustancialmente ya que con la toma de un Registro calibrador se conoce el dimetro real del agujero. Cap. TR 6 5/8",24 # (D. Int.=5.921")= 17.76 lts/m Cap. TR 6 5/8",28 # (D. Int.=5.791")= 16.99 lts/m Cap. EA Agujero-TR Explotacin= (92 - 5.6252) 0.5067= 25 lts/m Posteriormente se calculan los volmenes requeridos, nicamente multiplicando la capacidad por la profundidad, es importante mencionar que existen libros y/o manuales de las diferentes compaas de servicio en donde viene especificadas las caractersticas de todas las TR y en ellos vienen los datos de las capacidades de TRS y diferentes espacios anulares por bl/ m gal/pie Vol. Desplaz. 24" = 17.76 x 1800 m. = 31968 lts = 201 bls Vol. Desplaz. 28" = 16.99 x 670 m. = 11383 lts = 71.6 bls Vol. Total desplaz. Al cople flotador = 43321 lts = 272.6 bls Vol. Lechada EA= 25 lts/m (2500 - 1800 m) = 19600 lts = 123 bls Vol. Lechada TR 6 5/8"= 30 m x 16.99 lts/m = 509.7 lts = 3.2 bls Vol. Total lechada cemento = 20109.7 lts = 126.2 bls Vol. Bache limpiador = 25 lts/m x 100 m = 2500 lts = 16 bls Vol. Bache separador = 25 lts/m x 30 m = 750 lts = 5 bls Los volmenes de bache separador y limpiador generalmente es de 3 a 5 m3 y 5 a 10 m3 respectivamente o realmente depende del EA que se va a cubrir. Para calcular la cantidad de sacos de cemento y de

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aditivos que se va a utilizar en la operacin, esto ya depende del diseo de la lechada de cemento con la densidad requerida, el rendimiento, el requerimiento de agua, la temperatura, los aditivos necesarios para el tiempo bombeable requerido, etc. Un ejemplo es la lechada con las siguientes especificaciones : Densidad lechada = 1.89 gr/cm3 Rendimiento = 38 lts/saco Requerimiento de agua = 18 lts/saco Retardador = 1.5% en peso del cemento Reductor de filtrado = 0.5 % en peso de cemento En el ejemplo anterior se requieren 19600 lts = 123 bls de lechada y haciendo las siguientes operaciones se calcula el nmero de sacos requeridos. No sacos total = 20109.7 lts / 38 lts/saco = 529 sacos de cemento Y como cada saco peso 50 kg = 26.5 ton. Vol. De agua requerida = 529 sacos x 18 lts/saco = 9 522 lts = 9.522 m3 Existe software o programas tcnicos en donde se introducen los datos que va solicitando cada pantalla y automticamente proporcionan el volumen de desplazamiento, la cantidad de sacos de cemento, volumen de agua, etc. , asi mismo proporcionan grficamente y tablas como va a quedar la cementacin de la tubera de revestimiento y los materiales requeridos, es muy importante mencionar que l mismo software nos indica si se fractura la formacin con los datos de gradiente de fractura que le proporcionaron y la densidad de la lechada de cemento, de la densidad del bache espaciador, limpiador y tambin la densidad del lodo de perforacin que se tiene en el momento de la cementacin de la tubera de revestimiento. Operaciones posteriores a la Cementacin La tubera se anclar en sus cuas con el 30% de su peso, se cortar, biselar y colocarn empaques secundarios, carrete adaptador y se probar con presin, posteriormente se bajar a reconocer la cima de cemento, se probar la tubera , se escariar y se evaluar la cementacin tomando un Registro Sni-

co de Cementacin CBL-VDL . V. DISEOS DE APAREJOS DE PRODUCCIN Las sartas o aparejos de produccin es el medio por el cual se transportan los fluidos del yacimiento a la superficie y pueden clasificarse dependiendo de las condiciones del yacimiento como: fluyente, de bombeo neumtico, bombeo mecnico, bombeo electro-centrfugo y bombeo hidrulico. Seleccionar, disear e instalar un aparejo de produccin es una parte crtica en cualquier programa de operacin durante la intervencin de un pozo ya sea en una terminacin y/o reparacin. En un diseo hay que tornar en cuenta el ngulo del pozo, los fluidos de perforacin, peso, velocidad de rotaria y otros procedimientos de operacin. Propiedades de las Tuberas y de las Juntas Esfuerzo de torsin en las juntas. Es una funcin de variables como: - Esfuerzo del acero. - Tamao de conexin. - Forma de la Rosca. - Carga. - Coeficiente de Friccin. El rea de pin o caja controla grandes factores y est sujeta a amplias variaciones. El dimetro exterior de la caja y el dimetro interior determinan los esfuerzos de la junta en torsin, el dimetro exterior afecta el rea de la caja y el dimetro interior afecta el rea del pin. Al seleccionar el dimetro interior y exterior se determinan las reas del pin y la caja, estableciendo los esfuerzos de torsin tericos, la ms grande reduccin de estos esfuerzos de una junta durante su. vida de servicio ocurre con el uso del dimetro exterior. Es posible incrementar el esfuerzo de torsin haciendo juntas con dimetros exteriores grandes y dimetros interiores reducidos. Clases de tuberas de produccin Existen varias clases.

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a) Clase Nueva.- Se presenta en sus datos de tensin, torsin y presin interna y colapso. b) Clase Premium.- Est basada en una tubera que tiene un uso uniforme y un mnimo de espesor de pared del 80%. c) Clase 2.- Esta tubera tiene un mnimo de espesor de pared del 65%. d) Clase 3.- Esta clase de tubera tiene un mnimo de espesor de pared del 55% con todo el uso de un solo lado. Se recomienda que los datos como el grado, peso y rosca de las tuberas sean grabadas en la base del pin. Consideraciones de diseo Factor de flotacin El factor de flotacin es un factor muy importante que se debe de tomar en cuenta en los diseos de sartas ya que nos reduce el peso total de la tubera y se puede calcular con la siguiente formula: FF = 1 donde: F = Factor de flotacin d = Densidad del lodo da = Densidad del acero = 7.8 gr/cm3 Agentes de Corrosin La corrosin puede ser definida como la alteracin y degradacin del material por su medio ambiente y los principales agentes que afectan a las tuberas son los gases disueltos (el oxigeno, dixido de carbono e hidrgeno sulfuroso), sales disueltas (cloros, carbonatos y sulfatos) y cidos. La mayora de los procesos de corrosin envuelven reacciones electro-qumicas, el incremento de la conductividad puede dar como resultado altas velocidades de corrosin y los principales factores son: a) El pH.

b) c) d) e)

La temperatura. La velocidad del flujo. Heterogeneidad. Altos esfuerzos.

Presin del yacimiento Es la presin con la cual aportara la formacin productora los hidrocarburos a travs del sistema de produccin, y es necesario conocer para identificar el tipo de aparejo a utilizar. Este parmetro puede obtenerse de las curvas de variacin de presin. - Indice de produccin. - Dimetro de Tubera de revestimiento - Presin de trabajo. Procedimiento para calcular el peso de la tubera de produccin dentro del pozo - Obtencion del factor de flotacion. - Obtencion del peso de la tuberia de produccion dentro del pozo, el cual puede obtenerse mediante la ecuacin siguiente:PTR o PTP = PTR o PTP X FF

G GDdonde:

PTR o PTP = Peso real de laT.P o T.R. . Ejemplo: Calcular el peso que debe observarse en el indicador de peso al introducir 2,000 mts. de T.P 2 7/8", J-55, 6.5 lbs/pie o 9.67 kg/m con un lodo de 1.40 grs/cm3. FF = 1- = 1- = 0.821 Peso de la T.P en el aire = 2,000 x 9.67 = 19,340 Kgr = 19.34 toneladas Peso de laT.P en el aire x Factor de Flotacin = Peso de la TP dentro del pozo 19,340 x 0.821 = 15,878.14 Kgs Peso de la TP dentro del pozo = 15, 878.14 Kgs.

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Procedimiento de diseo de tubera de produccin En este apartado solo se mencionarn las consideraciones ms importantes que se toman en cuenta para el diseo de una sarta de produccin, dentro de estas se consideran las siguientes variables: Wn = Peso nominal de la T.P (lb/pie) . Pt = Resistencia a la tensin (lb) Rc = Resistencia al colapso (Psi) Wtp = Peso ajustado de la T.P (lb/pie) (incluye co. nexin) Pcp = Punto de cedencia promedio (lb/pg2) Mop = Margen de seguridad por tensin (ton) Fsc = Factor de seguridad al colapso (1.125) El procedimiento incluye en trminos generales 2 etapas, la primera es el diseo de la sarta por Tensin y la segunda el diseo por Colapso. En el diseo por Tensin se utilizan las siguientes formulas: L =

elegido, sin embargo podemos mencionar los ms importantes en cuanto se refiere a las terminaciones sencillas, entre estos accesorios podemos mencionar: Equipo de control subsuperficial Dentro de este equipo podemos mencionar: Las vlvulas de seguridad con las cuales se obstruye la tubera de produccin en algn punto abajo del cabezal cuando los controles superficiales han sido daados o requieren ser completamente removidos. Reguladores y estranguladores de fondo los cuales reducen la presin fluyente en la cabeza del pozo y previene el congelamiento de las lneas y controles superficiales. Vlvulas check que previenen el contraflujo en los pozos de inyeccin. Estos instrumentos pueden ser instalados o removidos mediante operaciones con cable. Ya que estos accesorios son susceptibles al dao, debe pensarse en una buena limpieza antes de instalar un dispositivo de control superficial. Sistemas de seguridad Los sistemas de seguridad superficial son la primera lnea de proteccin contra cualquier desgracia en los accesorios superficiales. Estos sistemas generalmente consisten de vlvulas cerradas mantenidas abiertas por medio de gas a baja presin que acta un pistn. Si la presin de gas es purgada, la accin de un resorte interno cierra la vlvula contra la lnea de presin. Empacadores de produccin

3W (0.9) 0RS :Q ( .E)

En el diseo por Colapso la sarta debe estar previamente calculada por Tensin y se utilizan las siguientes formulas. Z2 + RY + R2 - 1 = 0 R =

:DS $(3FS )

Z =

5FW 5FVW

Wap = Tensin aplicada a la T.P sobre el punto de . inters (Kg). A = rea transversal del acero (cm2). Rct = Resistencia al colapso bajo tensin (kg/cm2) Rcst = Resistencia al colapso sin tensin (kg/cm2) Accesorios de los aparejos de produccin Los accesorios para los aparejos de produccin varan de acuerdo al tipo de terminacin que se haya

Estos son clasificados generalmente como tipo permanente o recuperable. Algunas innovaciones incluyen niples de asiento o receptculos de estos. Los empacadores deben ser corridos cuando su utilidad futura sea visualizada para que no resulte en gastos innecesarios que deriven en costosas remociones. Los empacadores sirven para varios propsitos entre los cuales podemos mencionar la proteccin de la Tubera de revestimiento de las presiones, tanto del pozo como de las operaciones de estimulacin, y sobre todo de fluidos corrosivos; el aislamiento de fugas en la Tubera de revestimiento, el aislamiento

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de disparos cementados a presin forzada, o intervalos de produccin mltiple, cancelacin de los cabeceos o el suaveo de fluidos, auxilio de instalaciones artificiales, en conjunto con vlvulas de seguridad, o para mantener fluidos de "matar" o fluidos de tratamiento en el espacio anular. El empacador puede ser descrito como un dispositivo el cual bloquea el paso de los fluidos al espacio anular o del espacio anular a la tuberia de produccion. La mayoria de las aplicaciones de los empacadores son simples y sencillas que no requieren mas que la de proporcionar el peso de la tuberia de produccion suficiente sobre el empacador para garantizar el sello. Existen otras aplicaciones donde se deben tomar consideraciones de extrema precaucion para el anclaje del mismo, sobre todo en el tipo de aplicacin peso para que no falle en la utilizacion especifica en el pozo. Seleccin Para hacer una buena seleccin se deben tomar los siguientes parametros: - Diametro de la tuberia de revestimiento o agujero descubierto en caso del tipo inflable. - Grado y peso de la tuberia de revestimiento. - Temperatura a la que estara sometido. - Presion de trabajo. - Tension y compresion. - Diseo de operacin. Consideraciones generales en la seleccin de los empacadores. La seleccin involucra el anlisis anticipado de los objetivos de las operaciones del pozo, como son la terminacin, la estimulacin, y los trabajos futuros de reparacin. Se debe considerar los costos de este accesorio, as como los mecanismos de sello y empacamiento mecnico, la resistencia a los fluidos y presiones, su capacidad de recuperabilidad o no, sus caractersticas para las operaciones de pesca o molienda, si hay posibilidad de efectuar operaciones "trough-tubing" o con cable a travs del. Tambin debe considerarse los cambios en la temperatura y la presin. Tipos de Empacadores A continuacion se describen algunos de los tipos de empacadores ms comunes que existen en el mer-

cado actual. Empacadores recuperables. Existen diferentes tipos de empacadores de esta categora, los cuales van desde empacadores que se anclan con peso hasta anclados por tensin o anclaje mecnico o hidrulico, dependiendo de las operaciones que se realicen en los intervalos de produccin. La funcin que cumplen viene siendo la misma que la de todos los empacadores y sus principios de operacin varan muy poco, estos empacadores pueden ser recuperados y reutilizados otra vez aplicndoles un mantenimiento mnimo en cada ocasin. Empacadores permanentes. Como su nombre lo dice, estos accesorios se colocan en los pozos para quedar en forma permanente, tambin tienen accesorios adicionales que permiten utilizarlos como tapones puente temporal, para cementaciones forzadas, o para realizar fracturas arriba del empaque. Este tipo de empacadores permite realizar operaciones donde se tienen presiones altas, y en algunas ocasiones dependiendo del tipo de terminacin o mantenimiento que se tenga en un pozo, pueden ser utilizados como retenores de cemento para realizar operaciones de cementacin forzada en un intervalo de abandono definitivo, para posteriormente probar un intervalo superior de inters. Consiste de uno o mas elementos de empaque y dos juegos de cuas, pueden ser introducidos al pozo mediante tuberia de produccion o cable conductor con alguna forma de carga explosiva, manipulacion de tijeras o dispositivos hidrostaticos. Estos empaques resisten altas presiones diferenciales de arriba o abajo sin que sufra algun movimiento, generalmente son construidos de hierro fundido centrifugado y las cuas de acero de bajo carbon con la finalidad de que puedan ser molidos con facilidad. Empacador de ancla: Consiste simplemente de un elemento de empaque el cual puede ser comprimido y de esta manera forzarlo a expanderse hasta la tuberia de revestimiento, por la aplicacin de peso sobre el elemento de sello con la tuberia de produccion. Empacador de agarre de pared o de anclaje por peso: Este tipo consiste generalmente de un elemento de

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sello, un juego de cuas y cono, dispositivo de friccion y un mecanismo "J". Este empacador es accionado por rotacion de la tuberia de produccion para soltar el mecanismo "J" o por movimiento de la tuberia tanto en sentido ascendente como descendente y resiste altas presiones diferenciales. Empacadores con paso de desviado: Este otro tipo consiste de un elemento de empaque alrededor de un aparejo de tubera de produccin en adicin a algun dispositivo de paso de fluido a traves del elemento de empaque. Estos a su vez pueden ser clasificados en tipo ancla (BP-2 de Camco) que consta de un elento de empaque unicamente o del tipo de agarre de pared con un mecanismo de desanclaje. Los empacadores anteriormente citados son utilizados en camaras de acumulacion en istalaciones de bombeo neumatico o para aislar fugas en tuberias de revestimiento. Empacadores de Cabeza de Control: Este empacador est provisto con un dispositivo de igualacin arriba del mismo, sin que sea necesario levantar la columna de fluido arriba del empacador y sin desempacar el elemento de sello del mismo. Empacadores Hidrulicos: Estos empacadores pueden ser permanentes o recuperables con cuas o sin cuas, generalmente se accionan por presin hidrosttica en la tubera de produccin, aplicada a travs de ella desde la superficie. Empacadores Mltiples: Los empacadores mltiples pueden ser de cualquiera de los tipos antes mencionados. Estos estn simplemente construidos para alojar dos o ms aparejos de tubera de produccin a travs de ellos y pueden ser colocados por diferentes dispositivos, generalmente son colocados hidrulicamente, pero tambin existen algunos tipos que se colocan con la o las tuberas de produccin. Anclas hidralicas: Son usadas en conjunto con los empacadores y son operadas hidrulicamente, una alta presin en la tubera de produccin forzar las cuas hacia afuera contra la tubera de revestimiento, proporcionando de esta forma al empacador de una conexin mecnica que lo detendr evitando cualquier movimiento entre la tubera de produccin y la de revestimiento.

Determinacin del peso sobre el empacador durante su anclaje Normalmente para el anclaje del empacador de agarre de pared se recomienda aplicar 10 000 lb de peso con tubera de 2" en empacadores hasta de 6 5/8" y 12 000 lb de peso en tubera de 2 1/2" en empacadores de 7. Factores que afectan el peso de la tubera de produccin sobre el empacador Hay un gran nmero de factores que pueden aumentar o disminuir el peso sobre el empacador despus de anclado, en la mayora de los casos el efecto de estos factores se pasa por alto. Se debe considerar si existe la posibilidad de que alguno de estos factores aumente, en este caso se tomar en cuenta cuando se determine el peso que va a dejarse sobre el empacador. a) Factores que tienden a aumentar peso (incrementan la longitud de la tubera), a un empacador ya colocado. Friccin entre Tubera de produccin y la tubera de revestimiento. Incremento de la temperatura promedio en la tubera de produccin. Incremento de la presin en el espacio anular. Decremento de la presin en la tubera de revestimiento por efecto de flotacin y contraccin radial extendiendo su longitud.

b) Factores que tienden a disminuir el peso (acortando la tubera) a un empacador anclado. Decremento en la temperatura promedio en la tubera de produccin. Decremento de la presin en la tubera de revestimiento. Incremento en presin de la tubera de produccin por incremento del efecto de flotacin y expansin radial acortando su longitud.

c) Friccin Se presenta generalmente entre la tubera de produccin y la de revestimiento especialmente en pozos desviados, tender a disminuir el total del peso de la tubera de produccin apli-

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cado sobre el enipacador. Existe la posibilidad en estos casos que durante la vida del pozo, la tubera de produccin se asiente aumentando peso al empacador. El peso del aparejo de tubera de produccin puede ser calculado, al igual que el total de prdida del peso del mismo. El total de prdida del peso se debe al efecto de flotacin de la tubera de produccin en el fluido (lodo o aceite) contenido en la tubera de revestimiento, este puede calcularse y ser deducido del peso total de la tubera de produccin, si el indicador de peso muestra un decremento considerable en el peso de la tubera de produccin que el calculado en la grfica, debe asumirse que la friccin entre las tuberas de produccin y revestimiento estn soportando mucho del peso del aparejo. Por lo tanto debe incrementarse el peso a las 10,000 o 12,000 lbs recomendadas para compensar el efecto por friccin. Ejemplo: Datos: Tubera de Produccin 2" 4.7 lb/pie Lodo de 16 lb/pg2 Profundidad 10,000 pies La tubera a la profundidad citada pesa 47 000 lbs Efecto de flotacin* es de 90 400 lbs Peso neto del block es de 37 600 lbs Si el indicador de peso muestra 31,000 lb., despus

que la tubera de produccin es bajada lentamente y luego detenida, a la friccin sele atribuirn 6,600 lb. Una comprobacin sobre esto puede hacerse levantando la tubera muy lentamente. El indicador de peso debe leer algn peso arriba de 37,600 lb, probablemente alrededor de 43,000 lbs, entonces debe asumirse que 6,600 lb del peso de la tubera estn soportados por la friccin de los coples, y parte de este peso se aplicar al empacador al estar fluyendo el pozo. Conexiones superficiales de control Cada uno de los sistemas artificiales de produccin tiene su sistema de conexiones superficiales, inclusive puede cambiar dependiendo del sistema artificial de que se trate, en el caso del sistema de bombeo mecnico cambia hasta por el tipo y marca de cada uno de ellos. Conexiones superficiales para el sistema de bombeo neumtico. En las dos figuras 1 y 2 se muestran las conexiones superficiales tpicas que se utilizan en los aparejos de bombeo neumtico con tibera flexible. Conexiones superficiales para el sistema de bombeo mecnico Respecto a este sistema artificial de produccin varia en cuanto al tipo y marca que se disear por ejem-

Wiyyhrv!(

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Figura 1 Conexiones superficiales para bombeo Neumatico

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plo en el caso de Bimbas convencionales en la siguiente figura se muestran algunos de sus accesorios (figuras 3, 4 y 5) Conexiones Superficiales para el Sistema de bombeo Electrocentrfugo.30" 150.0 m

SARTA DE TF 1 1/ 2

Este sistema normalmente hace uso de un equipo auxiliar que consta de un sistema de generacin de 500 kw, un sistema de cuarto de control el cual contiene una unidad de computo, unidad de choque, impresora, transformador, variador de velocidad, adems de estos dos componentes se tiene un filtro de armnicas que sirve para evitar las oscilaciones en cuanto a la energa, ya que al paso del tiempo, las variaciones de voltaje pueden daar el equipo BEC. Primeramente se debe de aligerar la columna hidrosttica generada por el fluido de control, una vez que empiece a manifestar el pozo con presencia de aceite se iniciar la puesta en marcha del BEC. Conexiones superficiales para el Sistema de bombeo hidrulico

16"

550.00 m

B. L. 7 5/8 10 3/4

1092. 43 m 1550. 00 m

EMPACADOR PERMANENTE 7 5/8 B. L. 5 7 5/8

3193.80 - 3195. 23 M 3199. 64 M. 3405. 0 m

INTERVALO PRODUCTOR: (BTP-KS) P.I. 5

3445. 00 - 3470. 00 M.D. 3093. 00 - 3114. 00 M. V.

3559.32 m 3598.08 m P.T. =3600 M.D. ( 3222. 0 M.V.)

Figura 2 Estado mecnico para un aparejo terminado con sarta de velocidad.

En el sistema de bombeo hidrulico, el crudo (o agua) se toma del tanque de almacenamiento y se alimenta a la bomba triple mltiple. El fluido de potencia, ahora con la presin aumentada por la bomba triple, est controlada por las vlvulas en la estacin de control y distribuida en uno o ms pozos. El fluido de potencia pasa a travs de las vlvulas del cabezal del pozo y es dirigido a la bomba al fondo del pozo. En una instalacin de bomba de pistn, este fluido de potencia acciona el motor que a su vez acciona la bomba. El fluido de potencia regresa a la superficie con el crudo producido y es enviado por tubera al tanque de almacenamiento.

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Figura 3 Conexiones superficiales para un sistema de Bombeo Mecnico con Bimba Convencional.

Figura 5 Conexiones Superficiales de un Sistema de Cavidad Progresiva (Rotatorio) Optimizacin de aparejos de Produccin Anlisis del Sistema de Produccin de los pozos. La figura 7 muestra en general las partes principales que componen el Sistema de Produccin de un pozo. En este apartado analizaremos la importancia de la Ingeniera encaminada a optimizar los accesorios que son introducidos al pozo, y a travs de los cuales finalmente se extraen los hidrocarburos lquidos , gases y todos sus derivados. La gran importancia que representa la optimizacin de estos aparejos, se debe principalmente a que es el unico medio mecnico con el cual se cuenta para variar el comportamiento de un pozo. Los fluidos que entran al pozo a travs del intervalo disparado o agujero descubierto, vienen fluyendo por el medio poroso de la formacin productora pasando a travs de la vecindad del pozo y siguen su curso por el aparejo de produccin. Estos fluidos a su llegada a la vecindad del pozo requieren ser levantados hasta la superficie. Esta accin necesita la actuacin del gradientes de presin fluyendo entre el fondo y el cabezal del pozo. Este gradiente a su vez, consiste de la diferencia de energa potencial (presin hidrosttica) y la cada de presin por friccin. La magnitud depende de la profundidad del yacimiento y define el tipo de sistema de produccin que va a ser colocado en el pozo. Esto significa que si la presin de fondo es suficiente para levantar los fluidos

Figura 4 Conexiones superficiales para un Sistema de Varilla Caliente.

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&$%/(

%20%$

Figura 7 Componentes de un Sistema de Produccin. hasta la superficie se considera un pozo fluyente, en caso contrario se requiere de un sistema artificial, como puede ser el "levantamiento mecnico", reduccin de la densidad del fluido en el pozo y por consiguiente reduccin de la presin hidrosttica ("gas lift"). VI. ANLISIS NODAL El anlisis nodal puede ser realizado con cualquiera de los software que existen el mercado ( WEM, Flo System, y otros desarrollados por otras compaas de servicio) y nos permite crear un modelo que simula el comportamiento de produccin de pozo ajustndolo al gasto y presin de fondo fluyendo del pozo, lo que nos lleva a corroborar o descartar la presencia de dao total del pozo (cuando existen curvas de variacin de presin, su interpretacin y combinacin con el anlisis nodal resulta una herramienta muy poderosa para obtener el dao del pozo), para ello requiere de informacin del yacimiento, datos del pozo y de los fluidos producidos, de esta manera es posible corroborar los datos de dao y dems parmetros del yacimiento. El anlisis nodal es una herramienta que nos permite simular y evaluar un sin nmero de parmetros, de nuestro inters podemos sealar los siguientes:

6(3$5$'25

3527(&725

02725

6(1625

Figura 6 Conexiones superficial de un sistema de bombeo electrocentrifugo

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-

Determinar presencia de dao. Obtener pronsticos de produccin. Determinar cadas de presin. Evaluar produccin simulando diferentes cambios en el sistema. - Determinar dimetro optimo de tuberas de produccin. - Ajustar correlaciones de flujo - Otros. A continuacin se enlistan los datos requeridos para correr un simulador de anlisis nodal. Datos del yacimiento Dao de la formacin Presin promedio del yacimiento Presin de fondo fluyendo Temperatura Permeabilidad Espesor del cuerpo productor Porosidad Radio de drene Factor de forma (arreglo geomtrico de explotacin) Datos de tratamientos anteriores Reporte de operacin Compresibilidad de la formacin Litologa Saturacin de agua irreductible

Datos de los fluidos producidos - Gravedad especfica de los fluidos producidos - Relacin de solubilidad Rsi - Presin de burbuja VII. INGENIERA DE PRODUCCIN Y PRODUCTIVIDAD DEL POZO Los componentes del sistema de produccin de un pozo pueden ser agrupados dentro del Indice de productividad. El papel que juega el diseo de produccin del pozo est encaminado a maximizar su productividad de una manera efectiva en relacin a los costos. El entendimiento y medicin de las variables que controlan el Indice de Productividad (Diagnstico del Pozo) llega a ser imperativo. Como es conocido el Indice de Productividad de un Pozo est representado por la ecuacin:-= T NK = S S ZI U % ( S ' + V )

Datos del pozo - Estado mecnico del pozo - Intervalo productor disparado - Densidad, penetracin y fase de disparos - Temperatura de superficie - Datos de Produccin: - Produccin de aceite - Produccin de agua - Relacin Gas / aceite - Historia de Produccin - Presin en superficie - Datos del sistema artificial: - Presin de inyeccin del gas - Gasto de inyeccin - Tipo de inyeccin: continua intermitente - Gravedad especfica del gas - Profundidad de las vlvulas

En esta ecuacin se describen las variables que controlan y afectan el comportamiento de un pozo y mediante su manipulacin a travs del diseo optimizado, el ingeniero de diseo puede realizar diversos escenarios de produccin del pozo. La presin adimensional, pD depende del modelo fsico que controla el comportamiento de flujo en el pozo, esto incluye el comportamiento transitorio o de actuacin infinita, la etapa en estado permanente (donde PD = ln re/rw ) y otros. Para un yacimiento especfico con permeabilidad k, espesor h, y con un fluido con factor de volumen de formacin B y viscosidad M la nica variable de la parte derecha de la ecuacin anterior que puede ser ajustada es el factor de dao s. este puede ser reducido o eliminado a travs de la estimulacin matricial si es causa de dao o de otra modo remediado si es causado por medios mecnicos. Un efecto de dao negativo puede ser impuesto si un fracturamiento hidrulico exitoso es creado. As la estimulacin puede mejorar el Indice de Productividad, lo cual resulta en un incremento de la produccin.

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En yacimientos con problemas relacionados con la cada de presin (produccin de finos, agua o conificacin de la capa de gas) el incrementar la productividad puede permitir disminuir la cada de presin con atractivos gastos de produccin. El incremento en la cada de presin (P-PWF) disminuyendo pwf es la otra opcin disponible para que el ingeniero de diseo incremente la productividad del pozo. Mientras el Indice de Productividad permanezca constante, la reduccin de la presin de fondo fluyendo debe incrementar el gradiente de presin (P-PWF) y el gasto de flujo, q, consecuentemente. La presin de fondo puede ser disminuida minimizando las prdidas de presin entre el fondo y los accesorios de separacin en la superficie, o implementando o mejorando los procedimientos en el diseo de los sistemas artificiales de levantamiento. El mejorar la productividad del pozo mediante la optimizacin del flujo en el sistema, desde su localizacin en el fondo hasta los accesorios de separacin en superficie, es el papel mas importante que desempea el ingeniero de diseo de estos sistemas de produccin y recuperacin de hidrocarburos. En resumen, la evaluacin y el mejoramiento del pozo son la mayor importancia del ingeniero de diseo de estos sistemas de produccin. Para ello se cuenta con tres herramientas principales para la evaluacin del comportamiento del pozo: (1) medicin (algunas veces solo el entendimiento) de las relaciones de la cada de presin contra el gasto para las trayectorias de flujo desde el yacimiento hasta el separador, (2) pruebas del pozo, en las cuales se evala el potencial del yacimiento para el flujo y, a travs de las mediciones del efecto del dao, proporcionando informacin acerca de las restricciones de flujo en la vecindad del pozo; y (3) los registros de produccin, por medio de los cuales se describe la distribucin del flujo en el agujero, tanto como el diagnstico de otros problemas relacionados con la terminacin. Fluidos utilizados durante la Terminacin En general el uso de fluidos limpios es el de mejorar los sistemas para optimizar la terminacin e incrementar la produccin y prolongar la vida del pozo al evitar el dao que se genera en la formacin productora al utilizar fluidos con slidos. Existe una amplia variedad de fluidos lib

terminacion y mntenimiento de pozos (reparaciones mayores)

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